2.2. Разработка грунта

Фундамент здания передает воспринимаемую им нагрузку на плоскость основания. Несущему грунту необходимо выдерживать эту нагрузку без разрушения.

Для оснований обычно используют два вида грунта: с высокой связностью (глина, ил) и сыпучие (песок, гравий). Более редко применяют скальные грунты, обеспечивающие высокую несущую способность, встречаются грунты с низкой несущей способностью, такие, как торф, обратная засыпка, макропористый лесс. Среди связных и сыпучих грунтов существуют и переходные виды.

Прежде чем рассчитать основание, необходимо изучить основные свойства грунта. Лучше всего провести экспертизу участка, на основании которой рассчитать глубину заложения фундамента. Возможно, правда, получить достаточную информацию на основании пробы грунта из одного шурфа.

Наиболее часто встречающейся ошибкой при сооружении фундаментов является вариант, когда часть его приходится на плотный грунт, а другая - на сыпучий. Как правило, это случается при строительстве дома на склоне, в выемке или на насыпи. В этом случае на сыпучем грунте фундамент проседает больше, чем на плотном, и возникает разность просадок (рис. 30). Под воздействием этой разности появляются трещины в стенах, при больших просадках может возникнуть опасность потери устойчивости всей конструкции. Правильное решение состоит в выемке грунта ступеньками шириной 0,5 м для устройства основания на склоне, чтобы сооружение не попало в зону насыпи, оставаясь на плотном грунте. Чтобы устранить ошибку, поступают таким же образом, но теперь уже с более высокими затратами средств. Просадки можно приостановить только тогда, когда подошва сооружения полностью попадет на плотный грунт.

Рис. 30. Дом, построенный частично на насыпи: 1 - осевшая часть фундамента; 2 - фундамент на прочном грунте; 3 - трещина; 4 - насыпь

Иногда новые дома возводят на остатках старых фундаментов. Если на части старого фундамента строят новый, то вскоре в стенах, расположенных над местами их соединения, появляются трещины. Чем податливее грунт под подошвой сооружения, тем быстрее возникают трещины. Причиной трещинообразования является разность просадок. Под старым фундаментом грунт хорошо уплотнился под воздействием нагрузки, там можно ожидать значительно меньшую осадку, чем под новым фундаментом. В результате подвижек под действием нагрузки новые части фундамента, опираясь на старые, работают на излом (рис. 31). Элементы старых фундаментов, обнаруженных во время земляных работ, целесообразно удалять. Очень важно после их удаления сделать засыпку материалом такой же сжимаемости или несколько меньшей, чем сжимаемость плотного подстилающего грунта. В таком случае не следует заполнять ямы тощим бетоном или гравием, как это делают, чтобы воспрепятствовать просадкам.

Рис. 31. Разрушение, вызываемое старым фундаментом: 1 - трещины; 2 - старый фундамент; 3 - новый фундамент

Ошибку, если она допущена, можно исправить следующим образом. Вскрывают то место фундамента, над которым образовалась трещина, и устраняют часть конструкций, испытывающих чрезмерное напряжение. Из старого или нового фундамента удаляют части такого объема, чтобы они не соприкоснулись вновь даже с учетом будущих просадок. После ремонта трещины на стенах закроются.

Во время земляных работ обнаруживают и оставшиеся в земле бревна, корни деревьев. Их обязательно следует удалять, хотя это требует немалого объема ручного труда. Под новым фундаментом никогда нельзя оставлять древесные остатки, которые со временем сгниют, а пустоты заполнятся грунтовыми водами или станут местом обитания различных грызунов.

Допускают ошибку и в том случае, когда не снимают гумусовые слои почвы. Газы, образующиеся при гниении и разложении органических веществ, проникают вдоль несущих стен, распространяя неприятные запахи. Кроме того, возможны смещения фундаментов, которые приводят к описанной выше ситуации. Нередко, особенно при строительстве подсобных сооружений, обнаруживают старые ямы для гашения извести, мусорные и т. д. Грунт из них, непригодный для устройства основания, следует удалять и заменять таким, несущая способность которого соответствует этой характеристике окружающего грунта.

Следствием неправильной разбивки может стать чрезмерное заглубление сооружения в грунт. В большинстве случаев это происходит при производстве земляных работ с помощью машин, которые в последнее время стали все больше использовать при строительстве индивидуальных домов. Застройщики арендуют государственные землеройные машины на выходные дни.

В соответствии с существующими правилами с поверхности подготовленного основания следует непосредственно перед самым производством фундаментных работ (бетонная стяжка, бетонный фундамент, замена грунта) удалить слой грунта толщиной 0,2 м. Делается это для того, чтобы грунт под фундаментом остался неповрежденным, не пострадал от атмосферных воздействий. До-пускают ошибку, если снятую разрыхленную землю затем используют для планировки основания сооружения. В этом случае в зависимости от толщины слоя засыпанной обратно земли возникают различные по величине просадки, которые при неблагоприятных условиях могут стать причиной образования трещин в фундаменте. Чаще всего эту ошибку совершают при устройстве бетонной плиты; отремонтировать ее в технически разумных пределах практически невозможно.

В процессе производства земляных работ можно заметить, что в прочных, связных грунтах, если они не переувлажнены, стенки котлована удерживаются некоторое время вертикально без подпорок. В сыпучих грунтах невозможно образовать вертикальную плоскость из-за обрушения, поэтому котлованы роют с наклонными откосами. Откосы есть не только в выемках, но и в насыпях. В ВНР крутизну откосов выражают отношением горизонтальной и вертикальной проекций. Например, уклон откоса ⁶/₄ означает, что горизонтальная проекция наклонной плоскости равна 6, вертикальная - 4 единицам.

Правильное формирование уклона откоса необходимо осуществлять во время строительства, а также при окончательной планировке территории. Это предохранит от обрушения фундаментные ямы, а строительную площадку - от загрязнения.

Примером неквалифицированного ведения земляных работ может служить так называемая подработка, когда верхняя кромка откоса выступает вперед карнизом. Нормативами ВНР запрещена подработка любого вида грунта, поскольку она представляет опасность для жизни работающих.