Строительство дома начинается с фундамента. Вернее, с выбора его типа, который во многом зависит от свойств грунта на участке. В этом материале — рассмотрим основные показатели грунта, которые влияют на проектное решение, и сравним несущую способность пород разных типов.
Чем важна и от чего зависит несущая способность грунта
Одна из основных характеристик грунта — несущая способность. Зная несущую способность грунта и вес сооружения, можно рассчитать достаточную площадь опоры фундамента. Такой расчет можно сделать своими силами, и вы будете уверены в принятии решения в пользу свайного, ленточного или плитного варианта. Более того, вы сможете определить и нужное количество свай, и оптимальную ширину бетонной ленты, и размеры монолитной плиты.
Несущая способность грунта показывает, сколько килограммов выдерживает 1 см2 горизонтальной поверхности грунта без изменения свойств, измеряется в кг/см2. Для различных грунтов несущая способность разная и зависит от плотности, влажности и состава грунта.
Свойства грунта, влияющие на несущую способность, можно оценить самостоятельно, только делать это надо не на поверхности — ведь фундамент опирается на слои, залегающие ниже. Поэтому рекомендуется выкопать яму или пробурить отверстие глубиной около метра.
Влажность
Насыщенность грунта влагой проверяется просто: если в выкопанном углублении вода очевидно не скапливается – грунт сухой или маловлажный. Если на дне начинает скапливаться вода — грунт влагонасыщенный и близко находятся грунтовые воды. Избыток влаги уменьшает несущую способность грунта.
Плотность
Плотность грунта легко определить по следам взрослого человека среднего веса. На плотном грунте остаются едва заметные следы обуви. На грунте средней плотности следы получаются около 5мм глубиной — если больше, то грунт рыхлый. Чем плотнее грунт, тем выше его несущая способность.
На глубине более 80 см естественный грунт, как правило, плотный, так как в течение сотен лет подвергался давлению вышележащих слоев.
В случае насыпного грунта из песчано-гравийной смеси таких показателей плотности сложно добиться даже трамбовкой с применением виброплит, со временем возможна усадка. Увеличить плотность грунта можно бетонированием, бетон можно использовать низкомарочный.
Типы грунта и их несущая способность
Отличить друг от друга разные типы грунта можно по внешнему виду и наощупь — достаточно проанализировать, как образец грунта ведет себя у вас в руках, когда вы его сжимаете.
- Песок крупный и среднекрупный
Очень крупный песок состоит из зерен размером до 2 мм, крупнозернистым считается песок с частицами 1-0.5 мм, песок средней крупности имеет хорошо различные глазом песчинки от 0,5 до 0,25 мм. Эти фракции песка обычно сухие, так как вода не задерживается между песчинками. Их несущая способность:
Песок крупный плотный — 6 кг/см2;
Песок крупный средней плотности — 5 кг/см2;
Песок среднего размера плотный — 5 кг/см2;
Песок среднего размера средней плотности — 4 кг/см2.
- Мелкий песок
Сухой мелкий песок рассыпается в руках, имеет размер частиц 0,25-0,1 мм. Из влажного мелкого песка можно сделать комок, который быстро разваливается.
Несущая способность ниже, чем у крупнозернистого песка:
Мелкий песок (маловлажный) плотный — 4 кг/см2;
Мелкий песок (маловлажный) средней плотности —3 кг/см2;
Мелкий песок (влажный) плотный — 3 кг/см2;
Мелкий песок (влажный) средней плотности — 2 кг/см2;
- Пылевидный песок
Пылевидный песок похож на муку, частички наощупь не чувствуются. Из этого типа грунта, насыщенного водой и с примесью глины, состоят плывуны. При вскрытии плывун начинает заполнять все свободное пространство, его невозможно вычерпать. Такой грунт непригоден для основания дома.
- Супесь
Супесь — смесь песка и глины, с включением глины не более 10 %. В увлажненном состоянии легко формируется в комок, при раздавливании которого получается лепёшка, растрескивающаяся по краям. Комок можно скатать в жгут, если попытаться свернуть жгут в кольцо, он разламывается на части. Несущая способность супеси невысока:
Супесь (сухая) плотная — 3 кг/см2;
Супесь (сухая) средней плотности — 2,5 кг/см2;
Супесь влажная (пластичная) плотная — 2,5 кг/см2;
Супесь влажная (пластичная) средней плотности — 2 кг/см2.
- Глина
Глина пластична, ее можно скатать в шар, при раздавливании края лепешка остаются ровными. Жгут из глины при сворачивании в кольцо сохраняет целостность. Несущая способность глины очень зависит от присутствия воды:
Глина (сухая) плотная — 6 кг/см2;
Глина (сухая) средней плотности — 5 кг/см2;
Глина влажная (пластичная) плотная — 4 кг/см2;
Глина влажная (пластичная) средней плотности — 1 кг/см2.
- Лессовые и содержащие органику грунты
Лессовые и лессовидные — глинистые грунты со значительной долей пылевидных частиц. На заболоченных территориях часто встречаются грунты с большим количеством органических частиц, например торф. Эти типы грунтов с очень низкой несущей способностью не подходят для строительства.
Как рассчитать площадь опоры фундамента
Чтобы определить достаточную площадь опоры основания, нужны две величины: вес сооружения и несущая способность грунта. Общий вес дома складывается из веса фундамента, стен, кровли и веса предметов интерьера.
Несущая способность грунта берется из средних значений, соответствующих типу грунта, находящегося на глубине закладки фундамента. Если провести предварительные земляные работы для исследования грунта невозможно по каким-то причинам (крайне не рекомендуем пропускать этот этап!), для упрощенных расчетов придется брать минимальное значение несущей способности грунта 1-1,5 кг/см2.
Пример расчета площади опоры для ленточного основания:
Для дома весом 150 тонн в форме квадрата 6х6 метров на влажной супеси предложен ленточный фундамент шириной 30 см. Несущая способность грунта. Проверяем, достаточна ли площадь опоры. Общую длину ленты 22,8 м умножаем на ширину 30 см, получаем 68400 см2. При несущей способности грунта 2 кг/см 2 68400х2 = 136 тонн, это меньше веса дома, то есть площадь опоры недостаточна.
Делаем расчет заново. 150 тонн делим на 2 кг/см2, получаем площадь опоры 75000 см2. С учётом запаса 20% требуемая площадь опоры составляет 90000 см2. Достичь требуемой площади опоры можно двумя способами:
- Увеличить ширину всей ленты до 40 см;
- Сделать под лентой плиту-расширение 20х50 см или 20х60 см.
