Естествени и изкуствени основи - Строителство на сгради
естествени основи. Към естествените основи се предявяват следните изисквания: - фундаментната почва трябва да има малка и равномерна свиваемост, осигуряваща приемливо и равномерно слягане на сградата, и да има достатъчна носимоспособност; - основната почва или не трябва да бъде подложена на измиване от подпочвените води и издигане (увеличаване на обема) по време на замръзване, или основата на основите на издигащи се почви трябва да бъде разположена под нивото на замръзване на почвата; —основната почва трябва да е неподвижна и да има достатъчна дебелина на слоя.
Носещата способност на фундаментната почва се определя от натоварването, при което количеството на слягането на почвата и нейната равномерност не надвишават границите, установени за този тип сгради в Кодекса и правилата за строителство. Стойността на това натоварване, наречено нормативно налягане върху фундаментните почви, изразено в kg на 1 cm2, се установява чрез изчисление или се определя съгласно стандартите, дадени в строителните норми и наредби.
Механичните свойства на почвите, тяхното агрегатно състояние и структура се влияят значително от подземните води, които в повечето случаи намаляват носимоспособността на почвата. Подземните води също имат отрицателен ефект върху почвите, които съдържат лесно разтворими „вещества (например гипс), тъй като в този случай тези вещества могат да бъдат излужени от почвата и в резултат на това увеличаване на порьозността на почвата и увеличаване на валежите при същите натоварвания. Наличието на влага в почвата, ако тя е в състояние да задържи вода в порите си, води до увеличаване на обема на почвата при замръзване и до утаяване на почвата при натоварване при размразяване. Увеличаването на обема на такава почва по време на замръзване е свързано с увеличаване на обема на водата, когато се превърне в лед. Замръзване на издигане и утайкакогато почвата се размрази, това може да причини неравномерно утаяване на сградата и появата на пукнатини в нея.
Почвите, използвани като естествени основи, се делят на скалисти, едрозърнести, песъчливи и глинести.
Скалистите почви са магмени, метаморфни и седиментни скали с твърда връзка между зърната (споени и циментирани). Те лежат под формата на непрекъснат масив или напукан слой, образувайки вид суха зидария.
Грубите кластични почви са неконсолидирани почви, съдържащи повече от 50% от теглото на фрагменти от кристални или седиментни скали с размер на частиците над 2 mm. Едрозърнестите почви включват трошени, чакълести, дребни и чакълести почви.
Трошенокаменната почва се състои от незаоблени скални късове, в които теглото на частиците с размер над 10 mm е повече от 50%. С преобладаването на заоблени частици в такава почва, тя се нарича камъче. Отделни камъни, по-големи от 200 мм, се наричат валуни.
Грусовата почва се състои от фрагменти от изветрели скали с остри ръбове, в които теглото на частиците с размер над 2 mm е повече от 50%. С преобладаването на заоблени частици в такива почви се нарича чакъл.
Песъчливите почви се състоят от отделни частици (зърна) и в зависимост от зърнестия състав се разделят на: чакълест пясък, в който теглото на частиците с размер над 2 mm е повече от 25%; едър пясък, в който теглото на частици с размер над 0,5 mm е повече от 50%; пясък със среден размер, в който теглото на частици по-големи от 0,25 mm е повече от 50%; фин пясък, в който теглото на частици по-големи от 0,1 mm е повече от 75%; тинест пясък, в който теглото на частиците по-големи от 0,1 mm е по-малко от 75%.
Чакълестите, груби и средно големи пясъци имат значителна водопропускливост и следователно не набъбват, когатозамразяване.
Глинените почви се състоят от глинести, пясъчни и тинести частици (с размери от 0,05 до 0,005 mm) и се подразделят на глини, глинести и песъчливи глинести почви. Освен това глинестите почви, образувани като структурна утайка във вода при наличие на микробиологични процеси и имащи определено съдържание на влага в естествения си състав, се наричат тини.
Глините се състоят от много малки частици - с размер под 0,005 mm, които са предимно с люспеста форма, чийто брой е повече от 30% - За разлика от песъчливите почви, глините имат тънки капиляри. Чрез тези капиляри глината абсорбира вода, която запълва всички пори и образува тънки водно-колоидни филми, които обгръщат частиците на скелета. Поради това се създава взаимно привличане на частици, което определя кохезията на глинестата почва. Носещата способност на глинестата почва е силно зависима от влагата. Носимостта на сухите глини е доста висока. При повишена влажност на глината тя намалява.
Когато съдържанието на глина в глинестите почви е от 10 до 30%, почвата се нарича глинеста, а когато съдържанието на глина е от 3 до 10% - песъчлива. Според свойствата си глинестите и песъчливите глини заемат междинно положение между пясъка и глината.
Пясъкът и дребнозърнестият пясък, втечнени от водата, стават толкова подвижни, че текат като течност и се наричат плаващи пясъци. Поради подвижността на плаващите пясъци и незначителната им носимоспособност изграждането на сгради върху тях създава значителни затруднения.
Сред глинестите почви има почви (льос), които при накисване във вода имат свойства на слягане или набъбват. Използването на такива почви като основа изисква специални мерки.
Освен изброените видове почви се срещат и почви с органични примеси.(растителна почва, торф, блатна почва и др.) и насипни почви. Почвите с органични примеси не се използват като естествени основи, тъй като те са разнородни по състав, рохкави и имат значителна и неравномерна свиваемост.
Насипните почви, които са изкуствени насипи, образувани при запълване на дерета, депа, езера, брегове на реки, не само с почва, но и с боклук, съдържащ голямо количество органични примеси, производствени отпадъци, шлака и др., Също така са разнородни по състав и свиваемост и тяхната плътност до голяма степен зависи от възрастта на насипа. Следователно възможността за използването им като основи на сградата се решава във всеки отделен случай в зависимост от естеството на насипа и предназначението на сградата.
В резултат на валежите и при наличието на различни водоеми (реки, канали, езера, езера и др.) Подпочвените води могат да се появят в почвата, ако под пропускливите почвени слоеве има водоустойчив слой (водоустойчив слой), който обикновено е глина.
Най-високото ниво на подпочвените води обикновено достига през дъждовния сезон и по време на топенето на снега, а най-ниското - през сухите периоди.
Подземните води могат да съдържат различни вещества и газове, които имат разрушителен ефект върху материала на основите и други подземни части на сградите. Подпочвените води, съдържащи тези вредни вещества, се наричат агресивни. Най-агресивни са водите, проникващи през стари сметища, слой от торф и други органични вещества, както и отпадъчните води от някои промишлени предприятия. Степента на агресивност на подземните води се определя чрез химичен анализ в лаборатория.
За проектиране на фундаменти на сгради е необходимо да има изчерпателна информация за стратификацията на почвените слоеве на даденаплощадка и режим на подпочвените води. Това се извършва чрез изследване на почвите в натура на мястото на бъдещото строителство. Резултатите от изследването се записват в протокол, в който подробно се описва геоложкият строеж на почвите и техните физико-химични свойства, характеристиките на подземните води и данни за нивото на тяхното залягане, възможните колебания на това ниво по време на строителството и експлоатацията на сградите и степента на агресивност на подпочвените води според лабораторни анализи.
Почвените проби се вземат от кладенци или ями, разположени на мястото на планираното строителство, и от тях се правят разрези (колони) и геоложки профили на почвената маса на обекта по характерни направления. Няколко геоложки профила осигуряват пространствено представяне на геоложката структура на обекта, предназначен за строителство, и са основният изходен материал за проектиране на основите на сградата.
Ако почвите в естественото си състояние нямат достатъчна носеща способност да поемат натиск от основата, те се укрепват или се проектират дълбоки основи.
изкуствени терени. За изграждането на изкуствена основа почвата се укрепва по следните начини: чрез замяна на слаба почва с по-здрава, повърхностно и дълбоко уплътняване на почвата и чрез фиксиране на почвата по различни начини.
Замяната на слаба почва с по-здрава се извършва с устройство под подметките на основите от чакъл или пясъчни възглавници.
Повърхностното уплътняване на почвите се извършва по различни начини и механизми в зависимост от необходимата дълбочина на уплътняване, вида им и състоянието на почвата по отношение на влагата. Глинените почви на дълбочина 50 см се уплътняват с валяци. Неслепващите почви се фиксират на дълбочина до 1,5 м с виброплочи. Повърхностно уплътнениена различни почви на дълбочина до 2,5 m се извършва с тежки трамбовъчни плочи, окачени на стрелите на кранове, багери, трактори, пилоти.
Дълбокото уплътняване на почвите се извършва в слаби почви - чрез инсталиране на пръстени или пясъчни купчини, а в пясъчни - чрез вибрации.
Фиксирането на слаби почви се извършва чрез инжектиране на различни вещества в тях. Методите на инжектиране и съставът на инжектираните вещества зависят от вида и състоянието на почвата.