Исследование грунта перед строительством зданий и сооружений

Согласно действующему законодательству, перед тем как начать строительство здания или дома на вашем участке, необходимо провести геологические изыскания грунта для фундамента будущего объекта и составить официальный отчёт по их результатам. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое геологические изыскания, для чего они нужны, в каком порядке выполняются и кто их проводит.

Анализ почвы под фундамент здания выполняет несколько задач:

Изучение слоев почвы в зоне будущей застройки направлено на достижение нескольких важных целей:

1. Выбор наиболее подходящего типа, конструкции и параметров фундамента.
2. Оценка возможных изменений в грунте, которые могут быть вызваны природными и техническими факторами.
3. Точный расчет несущих элементов будущего сооружения, включая их усиление и армирование.
4. Выбор основных элементов здания, учитывая баланс надежности, стоимости и устойчивости.
5. Предотвращение деформаций, избыточной осадки и наклона здания.

Еще одной целью исследования грунтов является определение уровня грунтовых вод и прогнозирование их изменений. Это необходимо для правильной организации дренажных и других систем, что, в свою очередь, обеспечит долговечность и безопасность сооружения.

Кроме того, специалисты, занимающиеся геологическими изысканиями, предоставляют ряд дополнительных услуг:

* Оценка инвестиционной привлекательности выбранного участка для строительства.
* Оптимизация плана и определение особенностей размещения здания.
* Детальный анализ территории, включая технические постройки, инженерные коммуникации и элементы благоустройства.
* Полный набор статистических данных и динамические расчёты для фундамента.
* Контроль и наблюдение за ходом работ, включая осмотр котлована и проверку основания на ранней стадии строительства.

Для анализа грунта необходимо бурение скважин или создание шурфов с последующим отбором образцов из каждого слоя. Эти образцы затем исследуются в лабораторных условиях.

Изучение земляного основания проводится в соответствии с СП 11.105.97 и включает следующие методы исследования грунтов:

1. Изучение ранее проведенных инженерно-геологических исследований и связанных с ними отчетов по близлежащим территориям. Это поможет лучше понять грунтовую структуру данного региона или района.
2. Оценка топографии участка. Включает анализ местного рельефа и близлежащих водоёмов и водотоков.
3. Проведение топографической съёмки на планируемой территории застройки. На этом этапе отмечаются места для будущих скважин для изысканий и проводится предварительный осмотр площадки.
4. Бурение скважин. С помощью бурения скважин отбираются образцы грунта, определяется толщина геологических слоев, а материалы отправляются на лабораторный анализ.
5. Оценка глубины грунтовых вод и риска затопления участка.
6. Анализ отобранных образцов грунта. Определяются их физические, механические и химические характеристики.
7. Обработка полученных данных. Создаются инженерно-геологические разрезы между скважинами, на которых отображаются границы слоев грунта.

В зависимости от особенностей объекта могут быть проанализированы и другие параметры, такие как динамическая устойчивость грунта к вибрационным нагрузкам, коэффициент фильтрации и другие.

Как уже упоминалось ранее, результатом инженерно-геологических исследований является отчёт. В этом отчёте содержится важная информация о свойствах грунтового основания, характеристиках собранных образцов, а также методах исследования грунтов и гидрогеологической ситуации на исследуемом участке.

Процесс изысканий включает в себя несколько ключевых этапов:

1. Предварительная подготовка.
2. Полевые работы.
3. Лабораторный анализ образцов.
4. Обработка результатов.
5. Составление заключительного отчёта.

Каждый из этих этапов играет свою роль в общем процессе изысканий и способствует получению точных данных, необходимых для принятия важных решений в области строительства.

Исследование грунтов под фундаментными рабочими поверхностями помогает выявить следующие ключевые и дополнительные особенности:

Тип грунта в соответствии с классификацией ГОСТ 25100.
Химический состав грунта на участке застройки.
Физические и механические свойства выбранных проб.
Количество и толщина инженерно-геологических слоёв.
Общие сведения о геологических элементах, необходимые для создания модели основания и последующего статистического анализа.
Возможные изменения в структуре грунта, вызванные естественными или антропогенными факторами, которые могут произойти во время строительства или эксплуатации объекта.

После бурения и извлечения кернов из каждого слоя отбирают образцы размером 20x20x20 см, стараясь получить как можно более однородные структуры. Эти пробы отправляют в лабораторию для проведения различных тестов, таких как:

* Сжатие под давлением.
* Анализ на трехосном устройстве для оценки механических характеристик.
* Оценка деформаций, позволяющих определить степень усадки.
* Полевые испытания с использованием зондов для сжатия грунта.
* Испытания глинистых и других пластичных материалов с помощью устройства с упругой камерой.
* Оценка модуля деформации посредством поперечных испытаний на сдвиг.

Все полученные данные тщательно фиксируются, после чего специалисты используют методы обобщения, чтобы определить средние показатели. Эти результаты служат основой для заключительного отчета.

Исследование свойств грунта включает в себя определение его осадки. Осадка — это изменение объёма породы, вызванное уменьшением порового пространства под воздействием нагрузки от строительных конструкций или фундамента здания. Осадка измеряется как разница между первоначальным и конечным положением метки в грунте после приложения нагрузки. Основные факторы, влияющие на осадку, включают в себя:
Физические и механические свойства геологических слоев, расположенных под строительной площадкой.
Общая площадь соприкосновения фундаментных конструкций с грунтом.
Суммарная нагрузка, оказываемая на почву в результате возведения и последующей эксплуатации здания.

Оценка осадок, их равномерности и возможного наклона здания позволяет специалистам сделать выводы о типе фундамента, необходимости установки свай или укрепления грунта, а также о целесообразности частичной или полной замены основания.

Особенно важным является определение морозного пучения влажных грунтов, которые расширяются при замерзании. Это явление может привести к непредвиденным и нежелательным напряжениям в фундаменте, а также к деформации или смещению здания. Чтобы минимизировать возможные риски, следует учитывать следующие меры, основанные на результатах исследований проб грунта и особенностей местности:

Фундаменты, независимо от их типа (отдельные или ленточные), должны располагаться ниже глубины промерзания грунта, характерной для данной местности.

Для предотвращения негативных последствий морозного пучения рекомендуется использовать свайные конструкции, которые будут проходить через слои, подверженные этому явлению.

Если грунт на участке склонен к морозному пучению, его можно заменить или скорректировать.

Обычно рекомендуется заглублять фундамент на 1800 мм, но в случае плотных глинистых грунтов этот показатель может быть уменьшен до 1400 мм.

Для отвода грунтовых вод и стабилизации уровня водоносных горизонтов необходимо установить дренажные системы.

Перед закладкой фундамента на дне котлована следует организовать песчаную или гравийную подушку, что позволит улучшить его устойчивость и уменьшить давление на грунт.

Стоимость услуги по исследованию грунтов в рамках инженерно-геологических изысканий определяется индивидуально, исходя из ряда факторов. К числу таких факторов относятся:

Глубина бурения и количество скважин.
Количество инженерно-геологических элементов на территории строительной площадки.
Общая площадь предполагаемой застройки.
Водные условия на участке.
Классификация и тип грунта.
Наличие уже построенных сооружений или других технических препятствий на местности.
Время года, в которое проводятся работы.

Исследование грунтового основания — это не просто обязательный этап инженерно-геологических изысканий, но и важнейший шаг в выборе оптимальной конструкции фундамента для будущего здания. Этот аналитический процесс позволяет избежать ошибок, сократить расходы на материалы и работы, а также повысить эффективность монтажных работ.