Грунты и конструктивные элементы здания

Классификация грунтов

Тип грунта, в котором будет отрыт котлован под заглубленное здание, может оказать то или иное влияние на выбор проектного решения. Все грунты имеют инженерно-геологическую классификацию, приводимую ниже. В инженерно-геологическую характеристику грунтов входят их описание, а также дополнительные сведения об их плотности (или пластичности для глин). Несущую способность грунтов и допустимые нагрузки для небольших сооружений типа жилых зданий обычно определяют простыми методами. Например, пенетрацию грунта определяют путем погружения в него пробника и замером усилия или количества ударов, необходимых для погружения пробника на заданную глубину.

Скальные грунты имеют иную классификацию, поскольку они обладают высокой прочностью и способ рытья котлована в них зависит от прочности породы.

Влияние типа грунтов на решение конструктивных элементов

Крыша.
Большинство грунтов имеют близкие значения плотности, поэтому некоторые отклонения здесь не оказывают существенного воздействия на проектные решения. Наиболее точная информация о плотности грунтов должна быть получена, конечно, на стадии разработки рабочих чертежей конструкций. Плотность грунта обычно не имеет значения для проектирования крыши: исключение составляют пространственные крыши, глубина грунта над которыми может достигать двойной величины от верхней до нижней точки (нежелательный вариант) .

Грунт на поверхности крыши обычно представляет собой распределенную, постоянно действующую нагрузку, которая зависит только от его количества. Подверженность грунта пучению и способность удерживать растительность — наиболее существенные характеристики. Пылеватые грунты, особенно илы, наиболее подвержены пучению. При небольшом заглублении крыши для ее засыпки требуется немного земли и поэтому можно просто заменить грунт в случае, если он непригоден.

Стены.
Давление, оказываемое на стены различными грунтами, неодинаково. Большинство грунтов может быть использовано для засыпки стен, что весьма важно, поскольку желательно использовать максимальное количество местного материала для обратной засыпки и формирования ландшафта. Кроме того, неэкономично отвозить естественный грунт, а затем заменять его привозным. В то же время с точки зрения устройства дренажа и отвода грунтовых вод необходимо засыпку слоев, примыкающих непосредственно к стене, производить песком или гравием, чтобы создать дренирующий слой, который обеспечил бы отвод воды к дренам, уложенным в основании здания. Основной тип грунта, которого следует избегать — это пучинистые глины. При увлажнении в них начинается процесс пучения, в результате чего возникают дополнительные усилия, для устранения которых потребуются большие дополнительные затраты. Пластичные глины также осложняют производство земляных и монтажных работ из-за опасности обрушения откосов.

Фундаменты.
При проектировании фундамента основным параметром является несущая способность грунта. Нагрузка на фундамент заглубленного здания значительно выше, чем у обычного, так как он воспринимает не только нагрузку от конструкций, но и от земляной засыпки. Поэтому необходимо точно определять несущую способность грунта (общие строительные нормы уделяют этому вопросу недостаточно внимания). Не рекомендуется применять в качестве основания слишком мягкие и рыхлые грунты. Особое внимание следует обращать на культурный слой, потому что он может иметь самые неожиданные характеристики, в результате чего возможно возникновение различных трудностей в проектировании. Достаточно уплотненный культурный слой, однако, может служить хорошим основанием.

Пол.
При обычных условиях проектирование пола не встречает никаких осложнений. Проблемы возникают в следующих случаях:

1) если не решен отвод высокостоящих грунтовых вод и они создают давление на пол;

2) подстилающий слой сложен из пучинистых глин;

3) глубокий котлован отрыт в мягких глинах. И если здание построено на склоне, то верхняя часть склона может выдавливать грунт под полом сооружения, как это показано на рис. 4.1.

Пригодность различных грунтов.

Строго говоря, большинство грунтов не соответствует приводимой ниже классификации, так как нет сведений о конкретных грунтах.