Свайный фундамент для просадочных грунтов

Свайные фундаменты в просадочных грунтах

Особенности применения свайных фундаментов в просадочных грунтах связаны с учетом механизма деформирования, закономерностей развития просадочных деформаций, взаимодействия свай с окружающим просадочным грунтом при просадке его от собственного веса.

Свайные фундаменты в просадочных грунтах применяются, как правило, при возможном их замачивании и, следовательно, расчетным состоянием оснований по влажности при проектировании свайных фундаментов является полное водонасыщёние грунта. Вследствие снижения прочностных характеристик и повышения сжимаемости просадочных грунтов при их замачивании несущая способность свай в значительной мере зависит от влажности грунтов и при повышении ее существенно снижается, что должно учитываться при определении несущей способности свай.

Несущую способность свай в просадочных грунтах определяют, как правило, путем статических испытаний их вертикальной вдавливающей и, при необходимости, горизонтальной нагрузкой в условиях полного водонасыщения грунтов. Возможно также определение несущей способности свай по результатам статического зондирования с определением сопротивления грунтов конусу зонда и по боковой поверхности при полном их водонасыщении.

Следует отметить, что часто применяемые в обычных грунтовых условиях динамические испытания свай могут быть использованы для определения их несущей способности в просадочных грунтах только после полного их водонасыщения.

При определении несущей способности свай расчетным путем, как отмечалось ранее, в просадочных грунтах I типа учитывается расчетное сопротивление по боковой поверхности свай, а в грунтах II типа оно в виде сил нагружающего трения входит в дополнительную нагрузку на сваю. Кроме этого, на просадочных грунтах со II типом грунтовых условий в качестве дополнительных воздействий на сваи должны учитываться горизонтальные давления, возникающие при горизонтальных перемещениях грунтов при просадке их от собственного веса.

В просадочных грунтах наиболее целесообразно применять забивные и особенно конические и пирамидальные сваи, а также набивные сваи в пробитых скважинах или полученных путем уплотнения грунта взрывами удлиненных зарядов, набивные и др. сваи с уширениями, создаваемыми путем втрамбовывания в дно скважины жесткого бетона. При устройстве или погружении этих видов свай вокруг них и в основании образуется уплотненный слой непросадочного грунта, в результате чего повышается несущая способность свай. В просадочных грунтах II типа наличие уплотненного слоя способствует снижению сил нагружающего трения на сваи.

Для обеспечения необходимой и достаточно высокой несущей способности сваи должны полностью прорезать просадочные грунты и опираться в подстилающие слои повышенной плотности и несущей способности. С этой целью в просадочных грунтах со II типом грунтовых условий при отсутствии близко расположенных подстилающих грунтов повышенной несущей способности нижние концы свай, особенно буронабивных, необходимо опирать на глинистые грунты с объемной массой скелета не менее 1,62—1,65 т/м 3 .

Неполная прорезка просадочных грунтов сваями, как отмечалось ранее, допускается лишь на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности в случаях, если суммарные величины осадок и просадок фундаментов как по абсолютной величине, так и по степени их неравномерности не превышают предельно допустимых для зданий и сооружений величин. Это условие обычно обеспечивается для сравнительно легких зданий с небольшими нагрузками на фундаменты и в малопросадочных грунтах с величиной начального просадочного давления более 0,15—0,2 МПа.

В связи с тем что просадочные грунты обычно имеют низкую влажность и высокую прочность, погружение забивных свай в них сопряжено со значительными трудностями и должно выполняться через лидерные скважины. В то же время высокая прочность и связность просадочного грунта создают благоприятные условия для устройства буронабивных свай, так как проходка скважин и бетонирование свай могут выполняться «насухо» и без обсадных труб, т. е. по наиболее простой технологии производства работ.

Свайные фундаменты в просадочных грунтах наиболее целесообразно применять для тяжелых зданий и сооружений с большими нагрузками на фундаменты, а также для сравнительно легких каркасных зданий, когда представляется возможность выполнить под колонну одну сваю. В последнем случае весьма эффективно устройство ростверков в вытрамбованных котлованах, что одновременно приводит к значительному повышению несущей способности сваи на горизонтальные и вертикальные нагрузки. По грунтовым условиям свайные фундаменты оказываются наиболее целесообразными при залегании ниже просадочных грунтов подстилающих слоев с высокой несущей способностью (гравия, плотного крупного среднего песка, плотного сцементированного глинистого грунта и т. п.).

Источник

Особенности проектирования свайных фундаментов в просадочных грунтах

9.1 При инженерно-геологических изысканиях на строительных площадках, сложенных просадочными грунтами, следует определять тип грунтовых условий по просадочности с указанием частных и максимальных возможных значений просадки грунтов от собственного веса (при подсыпках — с учетом веса подсыпки).

Наряду с бурением скважин необходимо предусматривать проходку шурфов с отбором монолитов грунта.

При изучении на застраиваемой территории гидрогеологического режима подземных вод и прогнозировании его изменения при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений необходимо прогнозировать возможность замачивания грунтов в результате действия различных факторов.

Физико-механические, в том числе прочностные и деформационные, характеристики просадочных грунтов должны определяться для состояния природной влажности и при полном водонасыщении. Относительную просадочность грунтов следует определять в условиях их замачивания водой, которая по температуре и химическим примесям соответствует циркулирующей в инженерных сетях как проектируемого объекта, так и зданий (сооружений), расположенных на примыкающей к нему территории.

9.2 При проектировании свайных фундаментов в грунтовых условиях II типа по просадочности с возможной просадкой грунтов от собственного веса свыше 30 см следует, как правило, предусматривать мероприятия по переводу грунтовых условий II типа в I тип путем срезки грунта или уплотнения предварительным замачиванием, замачиванием со взрывом, глубинным уплотнением грунтовыми сваями и другими методами. Указанные способы должны обеспечивать устранение просадки грунтовой толщи от ее собственного веса в пределах площади, занимаемой зданием или сооружением, и на расстоянии, равном половине просадочной толщи вокруг него.

9.3 Свайные фундаменты на территориях с просадочными грунтами при возможности замачивания грунтов следует применять в случаях, когда возможна прорезка сваями всех слоев просадочных грунтов, прочностные и деформационные характеристики которых снижаются при замачивании.

Нижние концы свай должны быть заглублены, как правило, в скальные грунты, пески плотные и средней плотности, глинистые грунты с показателем текучести в водонасыщенном состоянии:

а) при полном водонасыщении грунта, если возможно замачивание грунта, при этом расчетные табличные характеристики следует принимать при показателе текучести, определяемом по формуле

(9.1)

где е — коэффициент пористости грунта природной плотности;

g_w — удельный вес воды; g_w = 10 кН/м 3 (1 тс/м 3 );

g_s — удельный вес твердых частиц, кН/м 3 (тс/м 3 );

k — коэффициент, принимаемый равным: 1,0 — для супесей, 0,9 — для суглинков и глин;

w_p, w_L — влажности грунта на границе раскатывания и текучести, доли единицы; при значении I_L

Источник

Фундаменты на просадочных грунтах

Перед тем, как приступать к строительству фундамента, необходимо как можно скрупулезнее изучить характеристики грунта. Именно их придется учитывать при выборе конкретной основы для будущего дома. Очень часто застройщик сталкивается с ситуацией, когда на участке имеется пласт просадочного грунта, как правило, лессов или лессовидных суглинков, которые в определенных условиях способны изменять свои свойства не в лучшую для фундамента сторону. В этой статье мы попробуем разобраться с тем, какие фундаменты стоит строить на просадочных грунтах, а также поговорим о дополнительных мероприятиях, позволяющих нивелировать негативные свойства такой почвы.

Строительство фундамента дома на просадочных грунтах

Уже из названия грунтов становится понятно, какую угрозу таит в себе строительство на них фундамента – осадка здания, результаты которой могут иметь катастрофические последствия для дома. Большая пористость просадочного грунта при повышении влажности закономерно способствует уменьшению его объема, поэтому расчет фундамента выполняют по деформациям, включающим осадку от внешней нагрузки и величину просадки при замачивании просадочного грунта.

Типы просадочных грунтов

Просадка может проявляться в разных условиях, поэтому выделяют 2 типа просадочных грунтов:

1. просадка имеет место только при внешнем воздействии, причем естественные просадочные явления (от собственного веса грунта) незначительны и их можно не учитывать;
2. просадка имеет место, как при внешнем воздействии, так и без него – под собственным весом – причем величина последней больше 50 мм

При первом же подозрении на проблемный грунт, рекомендуем обратиться за помощью к специалистам, осуществляющим инженерно-геологические исследования. Они смогут дать оценку глубины залегания просадочной почвы, определить ее качественный состав и дать рекомендации относительно строительства фундамента в таких условиях.

Выбор фундамента

Фундамент для возведения на просадочном грунте выбирают исходя из данных, полученных в результате анализа грунта. По сути, он может быть любым: свайным, плитным, ленточным и т.д. – все зависит от конкретных условий строительства. При выборе фундамента учитывают:

• напластование грунтов;
• значение относительной просадочности слоев грунта под потенциальной нагрузкой;
• глубину залегания грунтовых вод;
• величину глубины промерзания грунта;
• планируемые размеры фундамента;
• глубину заложения подошвы основы дома;
• максимальное давление фундамента, дома, переменной нагрузки (снег, ветер и т.д.)

После этого приступают к построению эпюры давлений от собственного грунта на всю толщу просадочного пласта вплоть до глубины залегания грунтовых вод и эпюры давлений от дополнительной нагрузки (дом + фундамент). Просуммировав напряжения в каждом слое можно узнать максимальную величину просадки. Только после этого вносятся поправки в первоначальный проект, а при необходимости и вовсе делают ставку на другой тип фундамента.

Варианты решения проблемы

Если слой просадочного грунта невелик, а ниже залегает пласт грунта с подходящими свойствами, то подошву фундамента лучше опереть на последний. В этом случае трудоемкость проведения работ по выемке грунта будет компенсирована отсутствием необходимости в дополнительных мероприятиях по устранению просадочных явлений. В таких случаях экономически целесообразно строить столбчатые или свайные фундаменты (позиции 3, 5), хотя возможно применение и других типов, например, ленточного или плитного (если планируется строительство дома с подвальным помещением).

В отдельных случаях можно заменить часть просадочного грунта на материал с лучшими характеристиками сопротивления на сжатие, например, на песок – получится своеобразный фундамент на песчаном грунте. Это может быть плита, армированная лента или обычные столбы (позиция 4).

Если вы уверены в расчетах просадки грунта и можете прогнозировать его дальнейшее поведение, то нельзя исключать варианта строительства мелкозаглубленного фундамента с частичной заменой грунта или увеличением площади подошвы основы дома (позиции 1, 2).

Заключение

Просадочные грунты являются наиболее сложными в плане проектирования надежного фундамента. Если вы решили делать все своими руками, то обязательно хотя бы проконсультируйтесь со специалистами, оцените опыт соседей по участку, посмотрите, какие решения они применили и какова осадка их дома. Лучше всего провести тщательный анализ грунта, обратившись в специализированную компанию. Конечно, последний вариант дороже, зато будут какие-то гарантии!

В одной из следующих статей мы рассмотрим варианты строительства фундамента на вечномерзлых грунтах! Такие условия встречаются нечасто, но они имеют свои нюансы.

Источник

Какой выбрать фундамент при просадочных грунтах

Страница 1 из 2

1

2

>

31.05.2020, 21:09 1 | 1 #2

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

31.05.2020, 23:07 #3

31.05.2020, 23:18 1 | #4

В рамках размышлений.
Ленточный фундамент. Подошву опереть на просадочный грунт, ширину подобрать таким образом, чтобы давление под подошвой не превышало начального просадочного давления для этой глины в замоченном состоянии. Дом как бы не очень тяжелый, поэтому ширина должны быть не страшной. Думаю, имеет смысл хоть на коленке оценить хватит ли веса конструкций дома, чтобы возможное морозное пучение компенсировать. Насыпной грунт в этом случае убирается только в пределах траншеи.

Плита незаглубленная потребует замещения грунта. Замещать будете чем-то дренирующим (крупный песок, щебень, смесь ввсего этого). А в справочниках я встречал, что при просадочных грунтах дренирующие подсыпки применять не следует. Что вполне очевидно, так как в случает разрушения отмостки, через слой дренажа из песка или щебня вода мигом замочит основание на глубине со всеми вытекающими последствиями.

Ну а при заглубленной плите можно выпендрится и полы сделать в разных ярусах. Но такое решение требует больших площадей, т. е. не для этого случая.

01.06.2020, 07:40 #5

03.06.2020, 21:20 #6

Сваи не наш вариант. Дорого, нужны хорошие спецы и у нас еще сейсмозона (участок в Крыму)

Цитирую из геологии
Глины ИГЭ 1 являются среднепросадочными грунтами
Начальное просадочное давление составляет 0,15 МПа. Относительная деформация просадочности изменяется в пределах 0,018—0,056. Территория
распространения ИГЭ 1 относится к I типу грунтовых условий по просадочности

физико-механические свойства грунтов, по выделенным ИГЭ
сверху вниз в порядке залегания:
ИГЭ-1–Глина твердая, просадочная, от темно-коричневого до черного цвета,
с бурыми прожилками гидратов окиси железа в окрасе, с единичными
включениями обломков осадочных пород в виде гравия(dpQN3);
ИГЭ-2–Глина тугопластичная, от светло-коричневого до палевого цвета,
с новообразованиями вторичного карбоната в виде желваков и стяжений(dpQN3);
ИГЭ-3 – Гравийный грунт, представлен гравием, состоящим из осадочных
пород (кварц, песчаник, известняк) с влажным супесчаным заполнителем палевого
цвета(аpQN3);
ИГЭ-4 – Глина твердая, палевого цвета с серыми пятнами в окрасе, плотная,
тяжелая, плитчатой структуры, с редким включением песчаного материала (dpQN3);

04.06.2020, 15:18 #7

04.06.2020, 15:26 1 | 1 #8

04.06.2020, 15:40 #9

04.06.2020, 17:34 #10

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

04.06.2020, 18:21 1 | #11

В просадочных грунтах «и плавали и знаем».
Указали — «Начальное просадочное давление составляет 0,15 МПа» это на какой глубине? Большая изменчивость относительной просадочности у ИГЭ 1: 0,018—0,056.
Хотелось бы посмотреть на пару «плотность-коэффициент пористости» вашей лессовой глины ИГЭ 1.
Если коэффициент пористости 0,6-0,7, то начальное просадочное 0,15МПа (15 тс/м2) на кровле грунта — вполне возможно. Лучше скинуть весь отчет.

К сути — при среднем давлении под подошвой фундамента меньшем, чем начальное просадочное на указанной глубине — просадочные свойства грунта не учитываются, т.к. просадки при замачивании грунтов сверху или снизу — не произойдет. Начальное просадочные давление — 15 тс/м2 — это вполне не слабо, если на кровле ИГЭ 1 реально так — надо уточнить в отчете (бывало, с глубиной начальное просадочное уменьшалось до определенной отметки, вопреки логике). Под одноэтажный дом без подвала — НЕТ смысла делать плиту почти НИКОГДА.
Что делать?
Уточнить начальное просадочное на кровле слоя ИГЭ1 и ниже, рассчитать фундаменты на давление МЕНЬШЕЕ начального просадочного, уточнить направление возможного замачивания по отчету для полного понимания картины, пазухи качественно уплотнить той же глиной, сделать широкие водонепроницаемые отмостки и планировку участка с уклонами «от дома» и все будет ОК.

09.11.2020, 20:02 #12

09.11.2020, 20:15 #13

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Offtop: Ильнур, в последнем сраче человека шарики и заказчик заставили сделать сваи и «исключение замачивания грунта службой эксплуатации».
Для свай надо ещё метров 7-10 бурить геологам.

Замачивание долго, неравномерно. Это первый вариант по лучшести. Если это дача, то только замачивание из-за дешевизны. Можно сломать соседние дома.
Рассмотреть возможность выполнения работ паровыми иглами длиной 6 м с отм. -1 м (фантазирую).
Характеристики грунтов после повторной геологии на опытном участке.

Уплотнение падающими тяжёлыми трамбовками тоже возможно. Но будет значительное влияние от динамики на соседние здания. Но на форуме в темах такого опыта нет. В принципе, хороший вариант. Можно объединить с насыпью. Вроде были советские нормы типа руководства на производство работ. Характеристики грунтов после повторной геологии на опытном участке. После свай это второй вариант по лучшести.

Копать на 6 м тоже хорошая идея. Можно в шпунте. До 2-3 м годится деревянный шпунт. Копать можно с уступами. То есть обойтись только деревом (но стрёмно, с пологим углом уступов). Для дачи слишком дорого. Для здания нормально. Наверное третий вариант по лучшести.

У вас уникальный случай — ровные слои ИГЭ. Предлагаю в худшем случае выполнить насыпь по рельефу без выемки и в насыпи выполнить плитный или ленточный фундамент с уширением в углах здания. Нижний слой насыпи отсыпать глиной 0,2 м, сверху песок 0,5 м, сверху фундамент. По углам здания можно (на случай аварийного пролива коммуникаций) устроить песчаные сваи (бурим, засыпаем, уплотняем, гидроизолируем глиной). Рассчитать, чтобы само не село от насыпания и дома.
Возможно будет противоречить требованиям экологии (исключена срезка плодородного слоя, тут он погибнет) по СП 45.

Сваи, с доп. геологией. Сваи будут особо толстыми, для 3 ж.б. этажей порядка диаметром 600 мм (неучёт слабого слоя) с заглублением на 5-6 м в прочный слой (идеально с подвалом). Это четвертый вариант по лучшести.

Дополнительные мероприятия с коммуникациями (футляры, надземный ввод, ввод в тоннеле выходящем за отмостку).
Увеличенная отмостка шире обратной засыпки по нормам для просадочных грунтов.

Источник