Виды оснований, краткая характеристика грунтов оснований. Работа оснований под нагрузкой.

Основанием считают массив грунта, расположенный под фундаментом, воспринимающий нагрузку от здания и испытывающий вследствие этого дополнительные напряжения и деформации.

Здания размещают на естественных и искусственных основаниях. Естественным называют основание в том случае, когда природные грунты находятся в условиях естественного залегания. Если грунты, расположенные под фундаментом, в своем природном состоянии не обладают достаточной прочностью, устраивают искусственные основания путем соответствующего укрепления грунтов.

Грунты, служащие естественными основаниями, подразделяют на: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные грунты, залегающие в виде сплошного массива (граниты, кварциты, песчаники и др.), водоустойчивы, несжимаемы; при отсутствии трещин и пустот они являются наиболее прочными и надежными основаниями.

Крупнообломочные грунты – несвязанные обломки скальных пород в основном размере более 2 мм (щебень, галька, дресва, гравий). Когда такие грунты подстилаются плотным грунтом и не подвержены размыванию, они являются хорошими основаниями для строений.

Песчаные грунты состоят преимущественно из округленных частиц крупностью от 0,1 до 2 мм. В зависимости от крупности частиц различают пески гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Чем крупнее зерна и плотнее песчаный грунт, тем меньше осадка под нагрузкой и выше несущая способность грунта. Грунты, сложенные из частиц крупностью от 0,05 до 0,005 мм, называют пылеватыми. Содержание в грунте пылеватых частиц ухудшает его прочность.

Глинистые грунты являются связными породами с очень мелкими частицами крупностью меньше 0,005 мм. Они пластичны и уменьшаются в объеме при высыхании и увеличиваются при увлажнении. Глина сильно поглощает воду и при насыщении становится водонепроницаемой; при замерзании она пучится. Глина в сухом состоянии обладает большой прочностью и служит хорошим основанием; несущая способность разжиженной глины резко снижается.

Суглинки и супеси представляют собой смесь песка, глины пылеватых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30% глинистых частиц, супеси – от 3 до 10%. По своим свойствам эти грунты занимают промежуточное положение между глиной и песком.

Некоторые супеси и другие мелкозернистые грунты, разжиженные водой, могут течь, как густая жидкость, вследствие чего их называют плывунами. Такие грунты непригодны в качестве естественных оснований под фундаменты крупных зданий.

Лёссовые грунты (разновидности суглинков), обладающие в природном состоянии видимыми порами (макропорами), называют макропористыми. Эти грунты при увлажнении быстро намокают и при этом уплотняются и дают просадку, из-за чего их относят к просадочным. При строительстве на таких грунтах предусматривают специальные меры защиты их от увлажнения.

Грунты с органическими примесями (растительный грунт, ил, торф, болотный торф) неод-нородны по своему составу, рыхлы; они неравномерно и сильно сжимаются и поэтому в качестве естественных оснований непригодны.

Насыпные грунты, образованные при засыпке оврагов, прудов, мест свалки, также неравномерно сжимаются, из-за чего в большинстве случаев их нельзя использовать в качестве естественных оснований. Только рефулированные насыпные грунты являются хорошим основанием. Рефулированием называют перекачку землесосом (рефулером) разжиженного грунта по трубопроводу.

Естественные основания сооружений должны удовлетворять следующим требованиям: обладать небольшой и равномерной сжимаемостью, обеспечивающей равномерную осадку здания в допустимых для него пределах; иметь достаточную несущую способность; быть устойчивыми к воздействию грунтовых вод; не выпучиваться при промерзании.

Искусственные основания под здания и сооружения устраивают на слабых грунтах путем их уплотнения или упрочнения, а также путем замены слабого грунта основания более прочным.

Уплотнение слабого грунта производят поверхностным и глубинным способом. В первом уплотняют грунт трамбованием пневматическими трамбовками или трамбовочными плитами. Для уплотнения грунта на больших площадях его можно укатывать катками. Песчаные и пылеватые грунты хорошо уплотняются поверхностными вибраторами. Для глинистых грунтов вибрирование мало эффективно.

Работа грунта под нагрузкой.

Под действием нагрузки от фундаментов в грунтах основания возникает давление, величина которого зависит от собственного веса грунта и от веса здания или сооружения. Давление от собственного веса грунта, зависящее, в свою очередь, от объемного веса грунта и от глубины заложения фундамента, называется природным (бытовым) давлением. Давление от веса здания или сооружения называется дополнительным давлением.