Как провести анализ грунта на участке перед выбором и укладкой фундамента?
Фундамент – основа любого строения, принимающая на себя основные нагрузки от крыши, стен, перекрытий, всего содержимого в доме, его жителей и даже частично от погодных условий. Без осознания всей серьезности подхода к выбору верного типа фундамента для прочности и долговечности всей конструкции строительство лучше даже не начинать.
В противном случае, если вы, например, выберите точно такой же фундамент, как и у соседа или знакомого, ваше строительство может закончится весьма плачевно или будет стоить очень дорого в плане исправления ошибок. Даже если соблюдено тождество в общей площади, этажности, типе стен, крыши, если всё – «как у соседа», то это не означает, что у вас одинаковый тип грунта, уровень грунтовых вод, влажность грунта.
Ниже на рисунке показано, что происходит со зданиями или строениями из-за невнимательности, небрежности строителей / проектировщиков и некорректном выборе типа фундамента, категорически неподходящего к начальным критериям.
Большие нагрузки на фундамент и грунт
Только представьте какую колоссальную нагрузку принимает на себя фундамент, а далее перераспределяет ее на почву, на которой он установлен. Чтобы вам было проще «прикинуть», приведем таблицу для определения приблизительной нагрузки на фундамент:
Анализ грунта на участке – своими силами или заказать инженерно-геологические изыскания?
Сначала ВСЕГДА нужно провести оценку грунта, ее возможно выполнить несколькими способами:
- На заказ в компании, которая занимается геологическим исследованием грунта (не путайте геодезию и геологию). Это недешево, многие отказываются от такой статьи затрат. Инженеры таких компаний исследуют рельеф, сезонные изменения, физико-механические свойства грунтов в лабораторных условиях, проводят сдвиговые (сцепление частиц между собой) и компрессионные испытания (макс нагрузки). Также проводят исследования грунтовых вод – уровень, хим. анализ, состав, кислотность. В итоге составляют рекомендации для устройства или укрепления грунта перед строительством, рассчитывается его несущая способность. Кстати, проба грунта обязательно берется не в одном месте, а по периметру будущего дома или строения, чем больше таких точек забора грунта – тем выше стоимость. Перечень выполняемых работ зависит от этажности и масштабности вашей постройки — большая нагрузка требует более точных подробных расчетов. Вот пример одного из исследований:
- В идеальном варианте правильно сначала сделать площадную съемку геофизическим методом исследования естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ), затем по ее данным пробурить в конкретных местах с помощью геологов скважины, далее исследовать пробы в лаборатории и так далее. Что такое площадная съемка и для чего она нужна? Обычно бурят шурфы или скважины, как правило, вслепую, по пятну будущей застройки. Таким образом вполне вероятно пропустить плывун или другой сложный тип грунта. Площадная съемка дает возможность увидеть, как массив грунта, разуплотнение его, так гидрогеологию — водные динамические процессы, о которых не расскажет простой замер уровня грунтовых вод. Этот метод можно сравнить с рентгеном, только исследуется не организм человека, а участок, производится поиск аномалий напряженно — деформированного состояния.
- Самостоятельно, что достаточно сложно. Не забудьте, что недостаточно покопать лопаткой на метр, следует сделать 3-4 шурфа как минимум в разных местах, на которые будет опираться будущая постройка (пятно застройки). Шурфы желательно сделать хотя бы на 4-5 метров, а если планируется подвал или цокольное помещение – то глубже. На заметку, бур геолога может пробурить скважину на глубину до 10 метров, нанять его в частном порядке не так дорого.
- У буровиков, как бюджетная альтернатива – можно заказать в компании бурение скважины на воду и совместить с собственноручным анализом почвы (или заказать лабораторное исследование). Лучше буровым специалистам сразу сказать, что вы ходите изучить грунт, чтобы они записали детально извлекаемые породы. Можно пригласить геолога в частном порядке, для определения типа почвы из скважины, её влажность, пластичность — в полевых условиях.
Зачем такие сложности? Почему нельзя вскопать лопатой пару метров и посмотреть, что за грунт? Потому, что бывают частые сложные случаи, например, может оказаться, что верхний двух– или метровый слой – твердый суглинок, а под ним 4 метра суглинка, но текучего. А еще существуют просадочные грунты, плывуны, о которых речь пойдет ниже в разделе, посвященном описанию грунтов.
Что мы посоветуем? Конечно, самый безопасный вариант – заказать полноценный комплекс инженерно-геологических изысканий в уважаемой компании с первоклассными геологами, но иногда выбирать не приходится. Например, если город маленький, там такой организации попросту может не оказаться, либо стоимость подобных услуг слишком высока для частного застройщика, тогда только один вариант – сделать хотя бы часть работы самостоятельно. Все же лучше – чем просто сделать фундамент без каких-либо изучений грунта.
Если вы планируете возводить тяжелые стены (бетон, камень), всегда перезакладывайте несущую способность грунта в сторону уменьшения – то есть перестраховывайтесь по надежности грунта, и не экономьте на материалах – особенно на арматуре.
Таким образом, вы убережете себя от больших сложностей, заказав минимальные лабораторные исследования на физико-механические свойства грунта и потратив больше денег на увеличение запаса несущей способности грунта; зато не будете тратить большие суммы в дальнейшем на заделывание трещин в стенах, крыше, менять окна, двери, ремонтировать фундамент.
Упрощенные геологические изыскания или самостоятельный анализ грунта
Итак, если вы решили обратиться в компанию и заказать геологическое исследования вашего участка, тут все просто – звоните и договариваетесь.
Каков алгоритм действий для тех, кто хочет сэкономить несколько десятков тысяч?
Делаем 2-4 шурфа по пятну застройки границы вашего будущего дома на участке, там, где вы планируете возводить дом. Для чего их несколько, а не один: грунт неоднороден, динамичен, и может так получиться, что в том месте, где вы возьмете одну единственную пробу, окажется неплохая его структура, а опирание фундамента в конечном итоге произойдет на неоднородную основу, на сложный грунт, что вызовет повреждения всего дома. Конечно, это все равно получается выбор места для забора грунта вслепую.
Получившуюся скважину можно приспособить под септик, колодец, или под уличный туалет, или можно сразу заказать бурение скважины на воду и аккуратно взять пробу грунта из нее.
На какую глубину делать шурфы для отбора грунта? Еще раз повторимся, что 4-5 метров – это вообще минимум. Можно пригласить к вам на участок геолога в частном порядке, его ручной бур берет на 10 метров.
Отобранные пробы грунта, только обязательно с ненарушенной структурой для точной оценки. Можно позвонить в местную лабораторию и узнать подробности отбора грунта для его дальнейшей оценки – стоимость анализа 1 пробы, какой трубой, и другие подробности.
После отбора нужно отнести пробы в лабораторию, или же можете самостоятельно оценить состав грунта, его характеристики, несущую способность (вряд ли вы сможете сделать это более-менее точно, лучше не экономить и по возможности отнести в лабораторию). Что вам смогут определить лабораторных условиях?
Определят тип грунтов на вашем участке, изучат их механические свойства – то, как они будут себя вести под нагрузкой.
Как трактовать все эти показатели? Проще всего: договоритесь с каким-нибудь геологом (например, в частном порядке, это опять же недорого), он сможет все расшифровать и сделать важные для вас выводы. Вы можете и самостоятельно научиться вычислять расчетное сопротивление грунта. Лучше доверить хотя бы часть работы профессионалам.
Мы советуем заказывать инженерно-геологические изыскания или хотя бы заказать отдельно анализ проб в лаборатории + консультацию геолога – в зависимости от ваших фин.возможностей. Последний вариант обойдется вам в районе десяти тысяч, зато сэкономит вам кучу времени, к тому же точные расчеты произвести самостоятельно очень сложно, практически невозможно, доверьте хотя бы часть работы профессионалам.
Если вы уже определили тип грунта на участке, мы предлагаем вам рассчитать фундамент с помощью наших эффективных онлайн-калькуляторов!
Источник
АНАЛИЗ ГРУНТА ПОД ФУНДАМЕНТ: КАК ПРОИЗВЕСТИ ОЦЕНКУ САМОСТОЯТЕЛЬНО
Земля под нашими ногами похожа на слоеный пирог. Причем верхняя, плодородная, его часть – далеко не самая толстая. И не самая важная, если вы собираетесь не сажать, а строить. Гораздо важней то, что под ней – пески, глины, супеси. Имеют значение их толщина и несущая способность, ведь именно им держать на себе довольно увесистую конструкцию – ваш дом. Поэтому прежде всех остальных шагов следует выяснить геологическое строение грунта на участке.
Эта информация пригодится вам в разных целях:
- при выборе типа и ширины фундамента;
- во время планирования сада и выбора растений для тех или иных его зон;
- для определения глубины залегания подземных вод.
ЗАДАЧА ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛОВ
Почва только с виду кажется твердой и неподвижной. На самом деле в ней то и дело происходят различные процессы, из-за которых и фундамент, и стены могут покрыться опасными трещинами. Неравномерность залегания слоев, склонность грунта к вспучиванию, наличие песчаных линз и плывунов могут довести ваш дом до аварийного состояния. В общем, предварительный анализ грунта – мера обязательная.
Узнать, из чего состоит почвенный пирог на вашем участке, можно двумя способами:
- заказав профессиональные инженерно-геологические изыскания;
- изучив состав грунта самостоятельно.
Первый путь затратнее, но эффективней. Специалисты возьмут пробы на нужной глубине с определенным шагом и составят геологический разрез вашего участка с указанием состава почвы и водоносных горизонтов. Вы получите информацию по:
- однородности состава грунта;
- его несущей способности;
- проверке массива на сдвиг и обрушающие нагрузки;
- величине просадки почв при увлажнении и т. д.
ИЗУЧАЕМ ПОЧВУ СВОИМИ СИЛАМИ: НА ЧТО ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ
Если вы не хотите тратиться на специалистов, попробуйте провести геологические исследования самостоятельно. Для этого с помощью садового бура сделайте несколько шурфов в разных точках участка. Для не очень ответственных построек, например, дачных домиков достаточно взять пробы в двух точках на контуре будущего здания, но лучше перестраховаться и сделать 3–4 шурфа. Это поможет получить более точную картину залегания пород и обезопасить себя от возможных проблем.
Обратите внимание и на глубину шурфования. Поскольку фундамент рекомендуется заглублять ниже точки промерзания, делать шурф надо также ниже этой отметки. Данные по глубине промерзания в разных регионах страны содержатся в специальных таблицах. Для средней полосы она составляет 1,4–1,6 м.
Высота здания тоже имеет значение. В зависимости от нее глубина выемки должна быть:
- равной глубине промерзания и ниже – для сравнительно легкой одноэтажной постройки;
- 3,5–4 метра – при возведении дома высотой в два этажа и более;
- 4–5 метров при наличии цокольного этажа в одноэтажном доме;
- 8–9 метров, если планируется устроить цокольный этаж в двухэтажном кирпичном доме. Правда, выполнить такие работы самостоятельно вам будет уже не под силу и без помощи специалистов тут не обойтись.
ИССЛЕДУЕМ ГРУНТ
Для того, чтобы ваше исследование дало достоверный результат, берите пробы грунта с каждых 25–30 см шурфа, а после отметки глубины промерзания – с каждых 50 см. Теперь все образцы нужно изучить и классифицировать по типу почвы. Сделать это можно с помощью довольно нехитрых приемов.
Изучив все образцы, составьте разрез-схему почвенных слоев на вашем участке, укажите степень их влажности – это даст наглядную картину, которая поможет при решении самых разных вопросов, начиная от возведения построек, заканчивая рытьем колодца.
Размер фундамента высчитывайте исходя из несущей способности грунта в зависимости от его плотности:
- песок крупный гравелистый – 5–6 кг/см2;
- песок средней крупности – 4–5 кг/см2;
- песок мелкий сухой – 3–4 кг/см2;
- песок мелкий влажный – 2–3 кг/см2;
- супесь сухая – 2,5–3 кг/см2;
- супеси влажные – 2–2,5 кг/см2;
- суглинок сухой – 2–3 кг/см2;
- суглинок влажный – 1–3 кг/см2;
- глина сухая – 2,5–6 кг/см2;
- глина влажная – 1–4 кг/см2;
- гравий с глиной – 3–4 кг/см2;
- галька с глиной – 4–4,5 кг/см2;
- скальные грунты – до 30 кг/см2.
Самыми надежными считаются скальные породы – они не деформируются, не вспучиваются, их не размывает вода. Также хорошими качествами обладают гравийные и галечные грунты, крупнозернистый песок. Пылеватые и мелкие пески можно использовать как надежную опору для дома только в сухом состоянии.
К проблемным относятся глины и суглинки. Во влажном состоянии их свойства значительно ухудшаются, а в мороз такие почвы склонны к вспучиванию. Насыпные, растительные почвы , влажные мелкие пески, супеси, глины и суглинки относятся к опасным грунтам – строительство на них должно вестись с особым вниманием к выбору вида фундамента и глубине его расположения.
Источник
Как самостоятельно провести геологию грунта и стоит ли это делать?
Исследование геологии грунта – это одна из важных процедур, предшествующая строительству дома. Рассмотрим, можно ли обойтись без геологии, как сделать геологическое исследование самостоятельно и стоит ли это делать.
Можно ли не делать геологию?
Среди заказчиков все еще сохраняется предрассудок, что деньги, потраченные на строительные работы себя окупают, а на интеллектуальном труде можно сэкономит. Сразу возникают вопросы, нужно ли платить архитектору и инженеру для создания проекта, стоит ли оплачивать геологические исследования и др.
Распространенной формой экономии является строительство по эскизному проекту,
в статье 5 причин не строить по эскизному проекту мы разобрали,
чем эскизный (архитектурный) проект отличается от рабочего (инженерного).
На этот вопрос большинство профессиональных проектировщиков и строителей отвечают отрицательно – строить дом без геологических исследований сомнительная затея. Раньше в индивидуальном жилищном строительстве часто обходились без них, так как такие изыскания не были доступны. Сейчас рынок компаний, осуществляющих геологические исследования достаточно широк.
Можно ли сделать геологию самостоятельно?
Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим данные, которые может предоставить профессиональное исследование по сравнению с самостоятельными изысканиями.
Некоторые геологические компании просто смотрят геологические карты
и по ним составляют заключения без выезда на участок.
Такие исследования сопоставимы по информативности с самостоятельным изучением почвы. Профессиональная геология предполагает выезд специалистов на объект.
Что можно определить самостоятельно?
Визуальный осмотр на предмет однородности.
Глубина залегания грунтовых вод.
Дренирующие свойства грунта – легко ли через него проходит вода.
Определение типа почвы со значительной погрешностью.
С небольшой точностью можно прогнозировать пучинистость грунтов.
Что определяет профессиональное исследование?
С высокой точностью определяется тип грунта.
Определение физико-технических характеристик грунта (просадочность, набухание, пучинистость, несущая способность и др.).
Физико-технические параметры можно получить только в результате лабораторных исследований, самостоятельно их установить нельзя. К важным характеристикам относится показатель просадочности. Это свойства грунтов изменять свой объем под собственным весом при насыщении влагой. Классификация включает непросадочные, слабопросадочные, просадочные и сильнопросадочные.
Степень просадочности грунтов
Получение гидрологической картины, которая включает не только уровень залегания грунтовых вод, но и характер воздействия воды на бетон и арматуру фундамента. Также в результате можно определить, где находится верховодка.
Профессиональные рекомендации и прогноз по осадке грунтов после строительства.
Самостоятельное изучение геологии не заменит профессионального исследования, так как проектировщики, скорее всего, потребуют точных характеристик грунта. Самостоятельные изыскания полезны для получения общей картины, эти данные можно использовать только для возведения малозначимых построек. Рассмотрим, как своими силами провести эти исследования.
Инструменты для геологического исследования
Блокнот для фиксации данных, в него следует записывать все наблюдения в процессе работы.
Емкости для сбора образцов.
Кусочки скотча или стикеры для подписи образцов, на них следует указать глубину пробы и номера скважины.
Ручной бур и удлинитель для него.
Лопата для удаления плодородного слоя.
Емкость с водой для определения дренирующих свойств грунта.
Рулетка для определения глубины скважины.
Экспресс-исследованиегрунта
Тут можно обойтись без бура, такой вид изысканий позволяет выявить общие проблемы в пятне застройки. Работы начинаем с рытья ямы, в процессе работ надо отмечать глубину залегания плодородных слоев. После достижения плотных слоев почвы можно залить 8 – 10 литров воды и посмотреть, как быстро она будет уходить. Если уходит быстро, то это говорит о том, что почва обладает хорошими дренирующими свойствами.
Если в ходе «экспресс» исследования картина плохая: высокая неоднородность, плохая несущая способность, высокий уровень грунтовых вод, то можно не продолжать рытье. При серьезном строительстве на таком участке все равно потребуется профессиональное исследование.
Для строительства фундамента важны не только данные геологического исследования. Всю необходимую информацию мы описали в отдельной статье Информация, без которой нельзя строить фундамент.
Подробное исследование
Для этих работ потребуется садовый бур. Чтобы получить полную картину, нужно сделать не меньше трех скважин, при этом одна из них должна находиться в пятне застройки будущего дома. Глубина скважины зависит от типа строения.
Дома с несколькими этажами и подвалом – скважина 4 – 5 м.
Дома без подвала с несколькими этажами из тяжелых материалов – 3,5 – 4 м.
Одноэтажные легкие дома – до глубины промерзания.
Результаты сохраняем в емкости или пакеты для образцов, пробы берем каждые 25 см, после достижения глубины промерзания – каждые 50 см. Плодородный слой почвы не нужно брать в качестве образца, он все равно будет удален при строительстве.
Плодородную почву нельзя оставлять под фундаментом, так как она содержит много органики, со временем органические включения будут перегнивать, а грунт просядет. Про ошибки при строительстве фундамента подробнее читайте в 12 ошибок при строительстве фундамента.
Анализ результатов
Теперь перейдем к «лабораторным испытаниям», для этого нам потребуется вода и увеличительное стекло. С нами все еще должен быть блокнот для записи. Если мы затрудняемся определить тип почвы в образце, можно записать, как он себя ведет при смачивании, растирании, сворачивании в шнур и в кольцо, потом дать эту информацию более опытному человеку для анализа.
Песок – отчетливо видны разрозненные частицы, в сухом состоянии легко разделяется на части, не скатывается, пластичность в сухом состоянии отсутствует.
Легкая супесь – содержит частицы песка и комочки, которые в сухом состоянии можно легко раздавить пальцами. Грунт не скатывается в шнур или шарик. Соотношение в пользу песка.
Пылеватая супесь – содержит пылевые включения, которые в сухом состоянии напоминают муку. Во влажном состоянии скатывается в шарик, но не в шнур.
Тяжелая супесь – состоит из частиц песка, скатывается, но разделяется на небольшие фрагменты, которые быстро распадаются.
Легкий суглинок в сухом виде состоит из твердых комков, чтобы раздавить их, нужно прилагать усилие. Во влажном состоянии скатывается в шнур, который быстро распадается. В легком суглинке под лупой хорошо видны песчаные включения.
Легкий суглинок
Пылеватый суглинок в сухом состоянии тоже имеет твердые комки, но раздавить их руками проблематично, при увлажнении образец становится липким и пластичным. При растирании доля песка мала, большую часть составляет пыль. Скатывается в шнур, но при попытке свернуть кольцо разрушается.
Пылеватый (средний) суглинок
Тяжелый суглинок – глина с небольшими включениями песка, во влажном состоянии — липкая и пластичная, при растирании можно обнаружить песчаные частицы. Сворачивается в шнур, если согнуть шнур в кольцо, то он не разрушается, но появляются трещины.
Тяжелый суглинок
Глина – в увлажненном состоянии мягкая и пластичная, пачкает руки, легко сворачивается в шнур, который скручивается в кольцо без повреждений. В сухом состоянии состоит из твердых кусков, которые раскалываются на крупные куски твердым предметом.
Глина
Что должно быть в профессиональном геологическом исследовании?
Несколько слов скажем о том, что должно быть в профессиональной геологии.
Описание – результаты визуального осмотра.
План участка со скважинами, из которых были взяты пробы.
По плану участка проектировщик сможет рассчитать нагрузки от фундамента на конкретную ось. Например, если под одним из углов дома находятся «слабые» грунты,
в проекте можно учесть эту особенность.
Сводная таблица с характеристиками грунтов с указанием скважины и глубины.
Разрезы почвы, на которых показана карта залегания разных типов грунтов.
Описание характера грунта (просадочность, пучинистость).
Вывод
Если планируется обращаться за проектом, то без профессиональной геологии не обойтись. Многие компании откажутся разрабатывать проектные документы без данных геологической экспертизы или предложат провести собственные исследования. Самостоятельная геологическое исследование дает хозяину понимание особенностей грунтов на участке. Эти знания можно использовать при планировании колодца и строительстве небольших построек.
Источник