Анализ грунта под фундамент — цели проведения и особенности полевых исследований

Методы обследования фундаментов

Для полноценного определения текущего состояния основания специалисты применяют разные методы обследования фундаментов:

• Визуальное обследование.
• Инструментальное обследование.
• Неразрушающий контроль — позволяет определить прочность бетона без механических воздействий на фундамент.
• Ультразвуковая диагностика — выполняется с применением специальных инструментов, и позволяет выявить скрытые дефекты в толще основания.
• Метод обрыва со скалыванием.
• Упругий отскок.
• Способ ударного импульса.
• Лабораторный анализ отобранных образцов.
• Измерение деформации фундаментов.
• Определение водонепроницаемости бетона.
• Определение морозостойкости бетона.
• Оценка степени коррозии арматурного каркаса.

Выбор методов обследования фундамента осуществляется с учётом особенностей каждого конкретного здания, типа основания, возможностей исполнительной компании и поставленных заказчиком задач.

Задача для профессионалов

Почва только с виду кажется твердой и неподвижной. На самом деле в ней то и дело происходят различные процессы, из-за которых и фундамент, и стены могут покрыться опасными трещинами. Неравномерность залегания слоев, склонность грунта к вспучиванию, наличие песчаных линз и плывунов могут довести ваш дом до аварийного состояния. В общем, предварительный анализ грунта – мера обязательная.

Узнать, из чего состоит почвенный пирог на вашем участке, можно двумя способами:

• заказав профессиональные инженерно-геологические изыскания;
• изучив состав грунта самостоятельно.

Первый путь затратнее, но эффективней. Специалисты возьмут пробы на нужной глубине с определенным шагом и составят геологический разрез вашего участка с указанием состава почвы и водоносных горизонтов. Вы получите информацию по:

• однородности состава грунта;
• его несущей способности;
• проверке массива на сдвиг и обрушающие нагрузки;
• величине просадки почв при увлажнении и т. д.

Специалисты не только возьмут пробы грунта, но и сделают их анализ

Это интересно: Механическая очистка воды без дополнительных проблем: рычажный фильтр

Испытания в полевых условиях

Полевые методы исследования грунтов, как правило, проводятся в комплексе с лабораторными для фиксации максимально достоверных результатов. Рассмотрим популярные методы определения плотности грунта в полевых условиях.

Зондирование статическое

Метод зондирования статического базируется на вдавливании в исследуемую почву специального зонда (наконечника) с заданной силой:

• зонд непрерывно погружается в грунт под воздействием гидравлической системы;

• фиксируется сопротивление почвенного покрова — с заданной периодичностью или непрерывно.

Как правило, не используется для глинистых пород.

Зондирование динамическое 

Одним из методом полевого обследования является динамическое зондирование грунтов. Почва подвергается воздействию вибромолота, в результате чего определяется её сопротивление.

Данные испытания создают условия, максимально приближенные к реальным. Они позволяют выявить несущие характеристики породы весьма точно путем прикладывания динамической нагрузки.

Испытания грунтов штампом

Штамповые испытания грунтов (регламентируется ГОСТ 20276 2012) — достоверный метод исследования модуля деформации породы, проводимый в полях. Процесс подразумевает нагружение винтового (или круглого плоского) штампа под влиянием специального груза (могут использоваться плиты, ФБС блоки, техника) или домкрата. Нагрузка подается поэтапно. Данные измеряются датчиками перемещений или прогибомерами. Далее производится их обработка, построение графиков, расчеты. 

Такие испытания подходят для: 

• песчаных и глинистых;

• крупнообломочных пород.

Исследования грунтов с помощью свай

Методы исследования грунтов с применением свай разнятся, в зависимости от задачи. Так, применяются способы:

• давление посредством статической нагрузки;

• тест на выдергивание;

• нагрузка горизонтальным способом;

• также проводятся динамические исследования.

В процессе используются натурные модели или сваи эталонного типа (D = 114 мм).

Методы обследования фундаментов

Для полноценного определения текущего состояния основания специалисты применяют разные методы обследования фундаментов:

• Визуальное обследование.
• Инструментальное обследование.
• Неразрушающий контроль — позволяет определить прочность бетона без механических воздействий на фундамент.
• Ультразвуковая диагностика — выполняется с применением специальных инструментов, и позволяет выявить скрытые дефекты в толще основания.
• Метод обрыва со скалыванием.
• Упругий отскок.
• Способ ударного импульса.
• Лабораторный анализ отобранных образцов.
• Измерение деформации фундаментов.
• Определение водонепроницаемости бетона.
• Определение морозостойкости бетона.
• Оценка степени коррозии арматурного каркаса.

Выбор методов обследования фундамента осуществляется с учётом особенностей каждого конкретного здания, типа основания, возможностей исполнительной компании и поставленных заказчиком задач.

Определение причин протечек конструкции фундамента и затопления подвальных помещений

При строительстве в условиях плотной городской застройки особое внимание уделяется обустройству площадей под зданием, т.е. организации подземных парковок, технических цокольных этажей и т.д

При коттеджном строительстве подвал также имеет не маловажное значение,лькпуоско позволяет разместить там различное техническое оборудование, тренажёрный зал, мастерскую и другие вспомогательные помещения. В виду обширного перечня возможностей использования подвальных помещений и подземных сооружений появление там воды становится крайне нежелательным

Основной причиной затопления подвальных помещений и подземных сооружений являются ошибки, допущенные при проектировании, неправильная оценка гидрогеологических условий, использование недолговечных гидроизоляционных материалов, не качественно выполненные работы по устройству гидроизоляции.

Рассмотрим основные, наиболее типичные причины нарушения гидроизоляции подвальных помещений и возникновения протечек.

На этапе выполнения проектных работ не правильно оценены гидрогеологические условия участка. В результате запроектирована система гидроизоляции, не соответствующая реальным условиям. Также нередкой является ситуация при которой заказчик, пытаясь сэкономить на строительстве, давит на проектировщиков и строителей настаивая на максимальном снижении затрат. В результате применяются наиболее дешевые и недолговечные гидроизоляционные материалы, которые быстро теряют свои эксплуатационные свойства.

При выполнении работ по устройству гидроизоляции допущен брак. Обнаружить дефекты, допущенные при устройстве гидроизоляции, удаётся только после выполнения обратной засыпки пазух, а иногда уже в процессе эксплуатации здания через продолжительное время после окончания строительства.

В случае появления протечек прежде всего необходимо определить причину их возникновения. Для этого необходимо произвести строительную экспертизу (обследование подземных строительных конструкций). В процессе обследования изучаются результаты проведённых гидрогеологических изысканий, проектной документации и другие данные. Определяется техническое состояние несущих элементов фундаментов и т.д. Если есть возможность, экспертизе подвергается само гидроизоляционное покрытие.

В случае, если отсутствует информация о гидрогеологических характеристиках основания, возможно проведение георадарного исследования грунтов, в процессе которого определяются физико-механические свойства, уровень грунтовых вод и т.д.

На основании проведённых исследований принимается решение о возможных дальнейших действиях по устранению возникших проблем.

Причиной обводнения является неправильная оценка гидрогеологических условий участка строительства (рис. 7).

Рис. 7. Обводнение участка застройки

Наиболее характерными ошибками при строительстве являются затопление котлованов грунтовыми и поверхностными водами (рис. 8), протечки грунтовых вод при неправильно выполненной гидроизоляции (рис. 9 — 11), ошибки при устройстве дренажных систем (рис. 12).

Рис. 8. Неправильный отвод грунтовых вод

Рис. 9. Разрушение стен подвала вследствие систематических протечек

Рис. 10. Протечки грунтовых вод

Рис. 11. Затопление подвала вследствие некачественно выполненной гидроизоляции

Рис. 12. Затопление подвала вследствие неправильного оборудования дренажной системы на этапе строительства

Сколько стоит услуга по исследованию грунта?

Стоимость услуги по исследованию грунтов в ходе проведения инженерно-геологических изысканий, как правило, варьируется от 20 000 до 50 000 рублей, но данный показатель определяется индивидуально, в сметном расчёте, зависит от следующих показателей:

• Глубина и количество скважин.
• Количество инженерно-геологических элементов под пятном застройки.
• Общая площадь пятна застройки.
• Гидрогеологические условия местности.
• Тип и категория грунтового основания.
• Наличие на участке уже существующих объектов или других факторов техногенного характера.
• Сезонность проведения работ.

Полевые исследования на участке

Исследования полевого типа проводятся при инженерно-геологических изысканиях, выполняемых на месте их естественного залегания (местонахождения). Регламент и требования к выполнению таких исследований изложены в ГОСТе 20276—85.

Для проведения данных работ нанимаются квалифицированные специалисты, обладающие углубленными знаниями. Здесь используются передвижные буровые установки и зонды.

В состав опытно-полевых работ входят такие методы проведения исследований:

• Штамповые испытания (включая прессиометрию) – дают информацию о характеристиках сжимаемости грунта
• Зондирование – выявляет глубину залегания грунтовых вод
• Вращательный срез – определяет прочностные характеристики крупнообломочных грунтов

• https://www.kp.ru/guide/analiz-pochvy.html
• https://7dach.ru/izdatelstvo_ast/a-vy-znaete-kakaya-pochva-na-vashem-uchastke-opredelyaem-sostav-grunta-samostoyatelno-210961.html
• http://nenovost.com/stroitelstvo/issledovanie-grunta.php
• https://stroim-domik.org/podgotovka/zemelnyj-uchastok/geologiya/analiz-grunta
• https://domsdelat.ru/poleznie-soveti/provedenie-agroximicheskogo-analiza-pochvy-osobennosti-metodika-video.html
• https://ecoyear.ru/analiz-pochvy.html
• https://fitofert.ru/analiz_pochvi/
• https://taxi-pesok.ru/stati/analiz-grunta-pod-fundament

Сооружение фундамента

После того, как определено место для строительства опоры, нужно заниматься удалением самого верхнего слоя земли на месте её возведения. Необходимо убрать весь плодородный слой почвы поверхности всей площади под строительство будущего дома, толщина которого может составлять от полуметра и больше.

На новом этапе работы по строительству фундамента нужно выкопать траншею по всему периметру будущего дома, углубляясь на полтора метра в землю. Ширина траншеи должна быть больше толщины стен будущей постройки на двадцать сантиметров. Если бетон будет заливаться в основание дома, то место для его заливки огораживается деревянным каркасом или опалубкой, которая сможет придать прямоугольную форму застывающему бетонному раствору после заливки.

Ещё основу для постройки можно выложить из кирпича или камня. В этом случае дно траншеи заполняется слоем песка, который будет основанием для кирпичной или каменной кладки будущего фундамента.

Это нужно для того чтобы укрепить и надежно соединить кирпичную кладку опоры. Все щели и полости между кирпичами необходимо заполнить раствором. В том случае, когда раствор бетона заливается в приготовленную опалубку, необходимо усилить будущий фундамент, монтируя внутри него каркас из проволоки или арматуры.

В этой статьеболее подробно о заливке ленточного фундамента.

Георадарное обследование грунтов оснований

Георадарное обследование — это обследование методом неразрушающего контроля, заключающееся в анализе импульсов, отражённых от границ сред с разными электрофизическими характеристиками. Применение георадара при обследованиях позволяет получить объёмную картину высокой степени достоверности при анализе различных сред и на различную глубину.

При проведении обследования георадар (рис. 23) позволяет получить общую картину грунта земляного полотна исследуемого участка — состав и толщину слоёв, наличие мёрзлых или переувлажнённых участков, оползневых процессов и тектонических нарушений, полостей, участков разуплотнения, наличие подземных коммуникаций, границ грунтовых и техногенных вод и т.д.

Рис. 23. Георадар «ЛОЗА»

Когда нужно проводить обследование фундамента

В отличие от наземных конструкций и инженерных коммуникаций здания обследование фундамента усложнено его расположением ниже уровня участка. По этой причине оценка состояния оснований практически никогда не выполняется в плановом порядке. Подспорьем для проведения обследования являются определённые факторы технического и другого характера.

В том числе, диагностика оснований зданий осуществляется по следующим причинам:

• Обнаружены такие дефекты, как трещины, прогибы и другие виды деформаций.
• Запланирована реконструкция здания, включающая надстройку дополнительных этажей или конструкций, так или иначе увеличивающих нагрузку на основание.
• Перепрофилирование здания или сооружения.
• Требуется усиление фундамента.
• Длительный срок эксплуатации основания.
• Возникла необходимость обустроить подвальное помещение или углубить существующее.
• Выяснение причин повышения влажности нижней части стен, в частности, если не исключено нарушение норм гидроизоляции фундамента.
• Расширение здания без надстроек дополнительных этажей, но с физической привязкой к существующему основанию.
• Капитальный ремонт здания или сооружения.
• Перед строительством аналогичных объектов с целью определить, как справляется текущая конфигурация фундамента в конкретных условиях (местный состав почвы, уровень залегания грунтовых вод, глубина промерзания и прочее).
• Оценка общего состояния здания с целью определения его ресурса, рыночной стоимости, рентабельности (например, при коммерческих операциях с недвижимостью).

Чаще всего обследование оснований и фундаментов проводится по одной и той же причине — появление дефектов или их последствий. Профессиональная экспертиза позволяет не просто выявить все проблемы. Проведённое в надлежащем порядке техническое обследование состояния фундаментов даёт ответы на вопросы — что стало причиной возникновения дефектов и, самое главное, как их устранить с минимальными усилиями и вложениями.

Результат обследования

По завершению основных этапов обследования фундаментов составляется технический отчёт, включающий в себя:

• Пояснительную записку.
• Акт обследования фундамента.
• Результаты обследования в виде дефектных ведомостей.
• Графики кренов при их наличии.
• Карта выявленных дефектов.
• Объективная оценка текущего состояния фундамента.
• Результаты лабораторных исследований.
• Оценка прочности.
• Выводы специалистов и рекомендации для строителей.

Технический отчёт обследования является официальным документом, в том числе, позволяющим дальнейшую эксплуатацию здания или выступающим в роли руководства с рекомендациями по улучшению состояния фундамента и увеличению его ресурса.

Изыскания— важный этап любого строительства

Поскольку стоимость фундамента составляет 20-30% всех затрат на строительство, подходить к разработке проекта следует со всей ответственностью.

Многие частные застройщики, узнав, сколько стоят инженерные работы, отказываются от их проведения, руководствуясь при этом желанием сэкономить. В результате это может привести к деформации основания, трещинам в несущих конструкциях, стать причиной нарушения норм безопасности и повысить риск обрушения здания. Такие последствия связаны с отсутствием достоверных данных о характеристиках участка застройки.

В то же время профессиональные изыскания грунта под фундамент упрощают подбор наиболее функционального типа основания, снижают затраты на его возведение и уменьшают дальнейшие эксплуатационные расходы.

Геология грунта под фундамент позволяет получить необходимые данные об участке:

• рельеф на территории застройки;глубина сезонного промерзания;границы подтопления при наличии рядом открытого водоема;уровень залегания подземных вод, точки их возможного выхода на поверхность;источник водонесущих слоев, их взаимодействие с внешними водными объектами;геоструктура, степень ее стабильности.

Сколько стоит геологическое исследование грунта под фундамент, зависит от количества необходимых анализов и площади участка. Перечень мероприятий может быть разным, наши инженеры помогут определить, какие стандартные и дополнительные виды работ потребуются в каждом конкретном случае.

Методы обследования

Экспертиза проводится в несколько этапов.

1. Изучение ранее полученных данных, если они есть. 2. Бурение специальных скважин по размеченной «сетке» на отведённом под строение участке. 3. Зондирование, чтобы определить сопротивление почвы. Проводится для вычисления максимальной глубины основания под здание. 4. Лабораторный анализ грунтовых слоёв. Выявляются химические и физические свойства, степень увлажнения, сжатия под нагрузкой. 5. Составление технического отчёта. С его помощью определяется тип фундамента, рекомендуется использование определённых строительных материалов. Сюда же входит прочность и степень деформации породы, составляющей грунт, вероятная осадка почвы, присутствие воды, её количественное содержание.

Бурение выполняется двумя типами приспособлений: самоходными установками и переносными станками. Последние используются, если невозможно подогнать большую установку к нужной точке. Отбираются монолитные и пакетные образцы. Чем больше образцов – тем точнее анализ.

Бурят тремя способами:

1. Вибрационным. Снаряд погружается при помощи вибрирующего молота. Установка обеспечивает хорошую скорость работ.

2. Ударно-канатный. Исследовательский снаряд погружается путём забивания в грунт. Скорость ниже, чем при предыдущем способе.

3. Шнековый. Шнек мобилен, это его главное достоинство. Скорость прохождения высокая, но сбор образцов возможен лишь при помощи дополнительного оборудования.

После того, как все образы собраны, проводится анализ почвы, воды, видов грунта. Участки с неблагоприятным покрытием исследуются дополнительно при помощи:

— статического зондирования (измерения сопротивления путём вдавливания зонда); — штамповых испытаний (определение несущей способности); — проверок на приборах трёхосного сжатия (для определения степени деформации и прочности); — применения геофизических методов (сейсморазведка, электрическое зондирование и другие); — определения сжимаемости образцов (в приборе для компрессии).

При необходимости, глубина бурения увеличивается.

На последнем этапе данные обобщаются и составляется отчёт. В нём фиксируются физические и географические условия, геологические особенности, гидрогеологические данные, физические свойства грунтов, рекомендации. Отчёт дополняется схемами и планами. Он носит характер официального документа для дальнейшего использования при проектировании и регистрации объекта строительства.

Испытание грунта. ГОСТы

Главными нормативными документами в сфере испытания грунтов являются следующие межгосударственные стандарты: ГОСТ 30416-2012 для лабораторных исследований и ряд ГОСТов для полевых исследований, в зависимости от методики.

Согласно ГОСТу 30416-2012, программа лабораторных испытаний грунта составляется в зависимости от стадии проектирования, грунтовых условий и вида проектируемого здания или сооружения. В лаборатории все грунты проверяют на состав, влажность и прочность. Для песков и глин дополнительно выявляют коэффициент фильтрации, а также модуль деформации, отдельно, для мерзлых, немерзлых и оттаивающих грунтов.

Для лабораторных испытаний, с помощью режущего кольца и плоской лопатки, из выровненной и очищенной поверхности грунта, вырезают образцы, из трех разных точек на каждый 200 кв. м. застраиваемой территории. В случае, если грунт мерзлый, после извлечения образца и до прибытия в лабораторию, его специальным образом герметизируют, чтобы не допустить разморозки и сколов.

Испытания немерзлых грунтов проводят в помещениях с температурой +22±2С°, для мерзлых грунтов этот показатель зависит от программы исследования, отклонения от которой должны быть минимальными. В период подготовки и проведения испытаний необходимо предусматривать меры по предохранению образцов немерзлых грунтов от высыхания, а мерзлых — от иссушения.

Наиболее распространенным и недорогим полевым методом является испытание грунта штампом и горячим штампом на прочность и деформируемость, который регулируется стандартом ГОСТ 20276-2012.

Тип штампа для испытаний зависит от разновидности грунта:

Особенности шурфов в строительстве

Факторы, влияющие на выбор места для исследования:

• наличие явной деформации на определенном участке здания;
• наиболее загруженный фрагмент строения;
• если дом многосекционный, то исследованию подвергается каждая секция;
• при наличии дополнительных опор, их также осматривают;
• при реставрации определяют места, где установлены несущие стены и опоры.

Шурфы углубляют ниже уровня фундамента, чтобы была возможность исследовать состояние основания.

Для ленточного фундамента обследование может производиться и внутри здания, и снаружи. Шурф выкапывается таким образом, чтобы был доступ к основанию.

Для столбчатых фундаментов могут быть три вида исследовательских углублений:

• Двухстороннее. Обнажают две смежные стороны опоры.
• Угловое. Также очищают две стороны основания, но до половины ширины.
• Периметрическое. Применяется в экстренных случаях, когда требуются основательные исследования и самого основания, и прилегающего грунта.

Шурфы в строительстве используются мелкого, изредка среднего углубления.

Методики исследования

Конечно, чтобы провести исследование грунта под фундамент, лучше обратиться к специалистам, имеющим лицензию. Если таких нет, или их услуги слишком дорогостоящие, то можно использовать несколько способов исследования и быстрого анализа земли, а также примерной оценки его несущей способности.

Сначала нужно разложить образец земли на бумаге и просушить его. После этого из земельного образца удаляются камни, консервные банки, корни и прочий мусор.

Если в образце есть комочки и куски земли, то их нужно измельчить. Землю опрыскиваем водой, а далее берем высокую стеклянную банку, которую наполняем на 25 % землей образца. Весь остальной объем банки заливается водой.

В емкость добавляется чайная ложка средства для мытья посуды, а затем банка закрывается крышкой и трясется на протяжении 10 минут. Это позволит разделить образцы земли на минеральные компоненты. Далее банке нужно дать отстояться несколько дней, чтобы проба грунта под фундамент была максимально информативной.

Частицы земли осядут в банке и распределятся по размеру. Уже спустя одну минуту после постановки банки можно сделать на ней отметку маркером, таким образом определив песочный осадок.

Через два часа отстоя можно выявить уровень ила. А когда вода будет прозрачной, то можно отметить и слой глины. Причем обычно этот процесс займет 3 дня, но если вода все еще мутная, то следует оставить ее на срок около недели.

Следует записать толщину каждого слоя образца и весь осадок в общем. Далее высчитывается процентное соотношение каждого из компонентов с помощью формулы: Компонент, см/общая толщина, см = % компонента в земле. Получив процентное содержание основных компонентов в земле, можно определить тип грунта, руководствуясь специальной пирамидой.

Более быстро результаты можно получить при помощи тактильной методики анализа, для которой потребуется только образец земли и собственная рука. Для проведения анализа предназначается особая последовательность действий.

Нормы и правила строительства, применяемые для жилых домов во всем мире, предлагают застройщикам заниженные, в сравнении с отечественными, показатели несущих способностей земли. В среднем, несущие способности земель в нормативах ниже примерно в 2 раза.

Такой подход дает разумный запас прочности и дает определенную защиту от неправильной оценки состава земли и ее несущей способности. Тем, кто решил построить фундамент и дом самостоятельно, нужно непременно вооружиться таким подходом, чтобы потом не ремонтировать трещины на фундаменте и расколы на стенах. И конечно же, следует провести исследование почвы под фундамент.

Когда предстоит возведение какого-либо строения, здания или сооружения, то главное чем придется заниматься в начале этого процесса – возведение, заливка и монтаж фундамента. Построить хорошую и качественную основу не сложно, если знать и учитывать некоторые основные особенности этого процесса.

Какой преимущественно на таком грунте уклон почвы и на что это влияет

Если выравнивать участок для строительства частного дома с другими типами почвы реально, то проводить такие работы с природными скальными грунтами может оказаться очень затратным занятием. Этот момент надо учитывать, ведь именно рельеф участка будет влиять на стиль и дизайн будущей постройки.

Но если участок со скальным грунтом с уклоном, то в этом есть и плюс, так как здесь можно будет строить дом с цокольным этажом не опасаясь оползней и прочих подобных нюансов.

Дом на скальном участке с уклоном обойдется дороже, но результат оправдает ваши Источник yandex.ua

Если уклон небольшой и составляет 3-5%, то подготовительные работы по закладке фундамента дополнительно включают в себя подсыпку подушки из песка и гравия. При значительных перепадах – от 15% такой вариант не подойдет. В этом случае потребуется проводить более сложные работы, например, постройка многоярусных домов, которые разбиты на отдельные горизонтальные площадки, размещенные на горизонтальных поверхностях. При этом лучше всего использовать ступенчатый фундамент.