Как уже было сказано выше, надежность фундаментов во многом зависит от физических свойств грунтов, лежащих в основании, и в первую очередь от расчетного сопротивления грунтов. Для оценки технической пригодности грунтов имеют значение: связанность (сцепление), то есть прочность связи между частицами грунта; размер и форма частиц; однородность состава; коэффициент трения одной части массы грунта о другую (угол естественного откоса); влажность и влагоемкость, то есть наличие воды в грунте и то ее максимальное количество, которое грунт может принять; водопроницаемость, водоудерживающая способность, то есть способное: п. грунта удерживать поглощенную воду вопреки дей — С. НІИК) сим, направленных на ее удаление; размываемость;
растворимость в воде; пластичность; сжимаемость; разрыхляемость и т. д.
По своему строению и составу, физическим свойствам и трудностям разработки грунты делятся на две основные группы: скальные и рыхлые с промежуточной между ними группой скалистых разрушенных, состоящих из отдельных камней, не связанных между собой, или же сцементированных посторонними примесями — конгломератов (хрящеватых грунтов). Известный интерес представляют рыхлые грунты. К ним относят, прежде всего, пески и глины. Различия в их физических свойствах сводятся к следующему: пески при высыхании не уменьшаются в объеме, глины же, наоборот, увеличиваются в объеме при намокании. Пески в чистом виде имеют ничтожную связь между частицами, глины же в зависимости от влажности обладают значительной связанностью. Пески не пластичных, глины — пластичны. Пески почти немедленно после приложения силы сжимаются, глины же под действием внешней нагрузки сжимаются очень медленно. Степень сжимаемости песков ничтожна, глины сжимаются сильно.
Скальные грунты представляют собой сцементированные и спаянные породы, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя. Они характеризуются высоким пределом прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии, а также — растворимостью и размягчаемостью в воде. Скальные грунты прочны, практически не сжимаются и не промерзают. По несущей способности являются хорошим основанием для фундаментов. Единственная сложность, с которой неизбежно столкнется владелец участка, это разработка скального грунта. На скальных грунтах фундаменты можно закладывать по поверхности, за исключением случаев, когда существует угроза бокового сдвига, то есть на крутых склонах.
Конгломераты — крупнообломочные породы, содержащие более 50% обломков кристаллических или осадочных пород, несцементированных между собой. Как правило, несущая способность таких грунтов достаточно высокая и способна выдержать вес дома в несколько этажей. В этих грунтах закладывают ленточный фундамент глубиной не менее 0,5 м. У нас можно купить грунт в мешках с доставкой недорого.
Нескальные грунты в пределах РФ имеют много разновидностей, отличающихся между собой широким диапазоном физических свойств.
Пески представляют собой сыпучую смесь зерен кварца и других минералов, образовавшихся в результате выветривания горных пород с размерами частиц от 0,1 до 2 мм. Пески могут быть гравелистые, крупные, средней крупности и пылеватые. Пески легко разрабатываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой. В своем большинстве пески, если они залегают слоем равномерной плотности и достаточной мощности, являются хорошей основой для строительства, особенно, если уровень грунтовых вод находится ниже уровня промерзания, характерного для данного региона. Плотные пески слабо сжимаются довольно быстро. Поэтому осадка песчаных грунтов прекращается в довольно сжатые сроки. И чем крупнее песок, тем большую нагрузку он может воспринимать. Пылеватые пески с размером частиц от 0,005 до 0,05 мм плохо воспринимают нагрузку и не могут служить хорошим основанием фундаментов.
Глинистые грунты в зависимости от их пластичности подразделяют на супеси, суглинки и глины.
Супеси — пески с примесью 5 — 10 % глины. Некоторые разновидности супесей, разжиженных водой, становятся настолько подвижными, что текут, как жидкость. Такие грунты получили название плывунов. Плывуны практически непригодны для использования в качестве оснований фундаментов.
Суглинки — пески, содержащие 10 — 30 % глины. По своим свойствам они занимают промежуточное положение между глиной и песком. В зависимости от процентного содержания глины суглинки могут быть легкими, средними и тяжелыми.
Глины — горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005 мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц. Глинистые грунты способны сжиматься, размываться. При этом сжимаемость глины выше, чем у песков, а скорость уплотнения под нагрузкой меньше. Поэтому осадка зданий, фундаменты которых покоятся на глинистых грунтах, продолжается более длительное время, чем на песчаной почве. Глинистые грунты с песчаными прослойками легко разжижаются и поэтому обладают небольшой несущей способностью — Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундамента дома. Это правило справедливо с некоторыми оговорками. Дело в том, что глина в природном состоянии практически никогда не бывает сухой. Капиллярный эффект, присутствующий в грунтах с мелкой структурой, приводит к тому, что глина практически всегда находится во влажном состоянии. Но коварство глины заключается не в самой влажности, а в ее неоднородности. Сама по себе глина плохо пропускает воду, и влага проникает через различные примеси, находящиеся в грунте. Неоднородность влажности начинает проявляться при замерзании грунта. При отрицательных температурах глина примерзает к фундаменту и вспучивается, поднимая за собой фундамент. Но так как влажность глины различна, то вспучивается она в разных местах по-разному. В одном месте чуть-чуть, а в другом поднимается более сильно, что может привести к разрушению фундамента, и это следует учитывать при строительстве. Пучинистыми могут быть все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески.
Глинистые грунты, обладающие в природном сложении видимыми невооруженным глазом порами, значительно превышающими скелет грунта, называют макропористыми. К макропористым грунтам относят лёссовые (более 50 % пылевидных частиц), наиболее распространенные на юге РФ и Дальнем Востоке. При наличии влаги лёссовидные грунты теряют устойчивость и размокают.
Глинистые грунты, образовавшиеся в начальной стадии своего формирования в виде структурных осадков в воде, при наличии микробиологических процессов называют илами. Большей частью такие грунты располагаются в местах торфоразработок, болотистых и заболоченных местах.
При наличии лессовых и илистых грунтов необходимо принять меры к укреплению основания.
