3. Основания зданий и сооружений (естественные и искусственные). Физические свойства грунтов. Требования к основаниям зданий.

Основанием называют толщу грунта или скальных пород, расположенных под фундаментом и воспринимающих нагрузку от здания или сооружения.

Если основанием служат грунты в условиях естественного залегания, то их называют естественными основаниями, а грунты, предварительно уплотненные и укрепленные теми или иными способами, — искусственно улучшенными основаниями сооружений.

В качестве естественных и искусственно улучшенных оснований могут служить различные виды грунтов: пески, супеси, суглинки, глины, лессы, мергель, гравий, щебень, скальные породы.

Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя (глинистого грунта, который не пропускает воду и не дает ей просачиваться глубже).

Физические свойства грунтов

Влажность грунта подразумевает количество содержащейся в грунте воды, выраженное в процентном соотношении. При нормальных условиях влажность грунта не должна превышать 10, в крайнем случае, 20%.

Разрыхляемость - это свойство грунта, почв и пород увеличиваться в объёме при их обработке.

Гранулометрический состав характеризует содержание по массе групп частиц (фракций) грунта различной крупности по отношению к общей массе абсолютно сухого грунта. Он определяется просеиванием через стандартные сита.

Плотность грунта ненарушенной структуры - равна отношению массы образца грунта к его объему; плотность твердых частиц, равную отношению массы твердых частиц к их объему, и природную влажность и, равную отношению массы содержащейся в грунте воды к массе твердых частиц.

Гранулометрический состав (механический состав, почвенная текстура) — относительное содержание в почве, горной породе или искусственной смеси частиц различных размеров независимо от их химического или минералогического состава.

Коэффициентом пористости или относительной пористостью называется отношение объема пор в образце к объему, занимаемому его твердыми частицами - скелетом.

Степень влажности грунта - характеризует степень заполнения пор водой, т. е. содержание воды в грунте по отношению к объему пор. Степень влажности используется для определения расчетных сопротивлений грунтов при проектировании естественных оснований зданий и сооружений.

Число пластичности — это характеристика грунтов, отражающая их способность удерживать воду. Вычисляется как разность между пределами текучести и раската, то есть это процентное содержание воды, которое придётся добавить к грунту, чтобы он из пластичного состояния перешел в текучее. На основе числа пластичности базируется классификация глинистых грунтов.

Границами между состояниями грунта, именуемыми пределами консистенции, являются характерные значения влажности: нижний предел – граница раскатывания и верхний предел – граница текучести. Граница раскатывания – это влажность, при увеличении которой грунт переходит из твердого состояния 12 в пластичное, а граница текучести – это влажность, при увеличении которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее.

Требования к основаниям зданий

В со­ответствии с изложенным грунты, соста­вляющие основание, должны отвечать следующим требованиям: обладать до­статочной несущей способностью, а так­же малой и равномерной сжимаемостью (большие и неравномерные осадки здания могут привести к его повреждению и да­же разрушению); не быть пучинистыми, т. е. иметь свойство увеличения объема при замерзании влаги в лорах грунта (в соответствии с этим требованием выби­рают глубину заложения фундамента, ко­торая должна быть согласована с глуби­ной промерзания грунта в районе строи­тельства); не размываться и не раство­ряться грунтовыми водами, что также приводит к снижению прочности основа­ния и появлению непредусмотренных оса­док здания; не допускать просадок и оползней.

Деформация основания, не сопровождающаяся коренным изменением - сложения грунта, называется осадкой; в отличие от осадки просадкой называют коренные изменения — выпирание грунта из-под подошвы фундамента, оседание отдельных пластов и т. п. Равномерная и незначительная осадка не нарушает прочности и устойчивости здания. Неравномерная осадка и просадка грунтов оснований может привести к появлению значительных деформаций зданий.