Если грунт не в состоянии вынести нагрузку конструкции здания, то строительство на таком участке потребует нестандартных решений относительно разработки фундамента. Если его тип подобран неправильно, то это угрожает целостности строения. Примеров подобных ошибок сколько угодно. Результаты – от трещин на фасаде до полного разрушения здания.
Правильное определение типа фундамента – это выбор оптимальной конструкции без излишнего запаса прочности, но и без недостатка таковой. Если сделать фундамент слишком прочным, то на это уйдет неоправданно много средств. Гораздо лучше произвести на участке геологические изыскания, на основании которых можно будет точно рассчитать фундамент. В масштабе общих затрат на строительство геологические изыскания – весьма скромная статья расходов. Тем не менее такие изыскания позволяют сэкономить значительную сумму, а кроме того гарантируют целостность здания на весь период эксплуатации.
Среди проблем, которых позволяет избежать исследование грунта, такие как неравномерная осадка фундамента, сезонное затопление подвалов, появление трещин в стенах, непредвиденные просадки основания и др.
Целью инженерно-геологических изысканий является определение физико-механических свойств грунта, а именно его несущую способность, состав, пучинистость. Наличие такой информации дает проектной организации дополнительные параметры, которые будут учтены при разработке или адаптации проекта. Прежде всего, это касается конструкции фундамента (тип, марка бетона, количество арматуры и ее расположение, глубина заложения).
Инженерно-геологические изыскания, кроме всего прочего, дают представление о гидрологической обстановке. Речь идет о глубине залегания грунтовых вод, их напоре и специфике распространения. Данная информация позволяет на стадии проектирования разработать методы защиты фундамента.
Очевидно, что без подобных исследований грунта любое капитальное строительство можно считать рискованным. Специалисты рекомендуют производить их еще перед приобретением участка, в особенности, если этот участок находится вблизи водоемов или на нем имеются признаки близкого расположения грунтовых вод. При возведении коттеджей выше двух этажей геологические изыскания обязательны. Так, например, высокий уровень грунтовых вод в несколько раз увеличивает стоимость подземной части здания, особенно подвалов. Для осушения участка понадобится устройство разветвленной системы дренажа с использованием дренажных насосов. Все это может обойтись настолько дорого, что от строительства на данном участке разумнее вообще отказаться.
В то же время с помощью исследований грунтов можно отыскать наилучшее место для строительства. Кроме того, сразу решается проблема водоснабжения, т.к. будет известна глубина залегания водоносных слоев и проделаны скважины.
Как производятся инженерно-геологические изыскания
Алгоритм работ зависит от технического задания, предоставленного заказчиком или проектной организацией. В этом задании содержатся координаты объекта, размеры будущего здания, предполагаемая глубина заложения фундамента и его тип.
Отбор проб грунта для исследования производится в ходе полевых буровых работ. На объект прибывает самоходная буровая установка. Если на участок не может въехать техника, то забор грунта производят мобильными буровыми станками.
Существует три способа бурения, применяемых в частном домостроении – шнековый, вибрационный и ударно-контактный. Начнем с последнего. Ударно-контактный способ бурения предполагает вколачивание специального снаряда в грунт. Конструкция снаряда позволяет извлекать монолитные пробы грунта. Данный способ обеспечивает высокое качество исследования, поскольку пробы поступают в максимально целостном состоянии. Однако такой способ является одновременно и самым дорогостоящим.
Вибрационный способ забора проб грунта производится посредством вибропогружателя. Качество проб несколько уступает «ударно-контактному», но является вполне удовлетворительным для исследования. Производительность у вибробурения высокая, а стоимость умеренная.
При шнековом бурении структура проб частично нарушается, поэтому результаты исследования получаются не такими точными, как при вибрационном и ударно-контактном способе. Но шнековые станки обладают высокой мобильностью. С их помощью можно делать пробы в местах, совершенно недоступных для тяжелого бурильного оборудования. Другое преимущество шнекового бурения – относительно низкая стоимость.
Технология проведения инженерно-геологических изысканий описана в СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства». Согласно данному документу буреть нужно не менее трех скважин в разных местах. Это даст исчерпывающую информацию о грунтах на исследуемом участке.
Для снижения стоимости буровых работ, некоторые компании предлагают заказчикам ограничиться двумя скважинами. В данном случае решение принимает сам заказчик. Коттеджи не проходят в обязательном порядке госэкспертизу, поэтому никто не будет против даже одной скважины или вообще ни одной. В некоторых случаях, например, когда строится небольшой коттедж, действительно может хватить и двух скважин. Но при масштабном строительстве может потребоваться более трех скважин, поскольку максимальное расстояние между ними не должно превышать 50 м.
Как правило, скважины бурят по углам будущей постройки. Губина бурения оговаривается в СП и зависит от этажности здания. Для двухэтажных домов грунты исследуются на глубину 6-8 м, но отсчет идет не от нулевого уровня, а от подошвы фундамента. Так, если предполагается строить дом с подвалом или цокольным этажом, то бурят 10-12-метровые скважины.
Некоторые компании используют также статическое зондирование. Данная технология исследования применяется преимущественно для сыпучих грунтов (песков, супесей), образцы которых сложно получить традиционными методами. При статическом зондировании измеряется сопротивление наконечнику зонда и боковое трение. Плюс зондирования еще и в том, что этот метод позволяет определить плотность грунта в его естественном состоянии, благодаря чему можно безошибочно определить его несущую способность.
Уровень залегания грунтовых вод тоже может быть определен в ходе инженерно-геологических исследований, но только в том случае, если данный уровень выше предполагаемой глубины бурения. Чтобы достать до глубинных водоносов, потребуется специальное исследование, направленное на поиск воды.
Если в процессе бурения скважина достает до воды, то уровень ее залегания обязательно отмечается. Параллельно этому производится забор проб воды для лабораторного анализа. Геолог ведет специальный журнал в ходе полевых работ, куда заносит данные о грунтах и воде.
Лабораторные работы
Образцы грунта, извлеченные из скважин на участке, исследуются не в полевых условиях, а в лабораторных. Для этого их доставляют в собственную или специализированную лабораторию сторонних организаций. В ходе исследований проб грунта определяется, прежде всего, их физико-механические свойства. Для песчаных грунтов это гранулометрический состав, плотность, удельный вес. Глинистые грунты исследуются по той же схеме, но дополнительно определяется коэффициент пластичности и текучести. Таким образом, глину отличают от суглинков, выясняя консистенцию грунта.
Пробы воды в лаборатории проходят гидрохимический и гидробиологический анализ. В первом случае определяется минеральный состав и наличие химических загрязнителей, а во втором – присутствие бактерий и вирусов. При этом сначала вода исследуется не по параметрам соответствия питьевой, а по ее коррозионной активности – насколько она будет воздействовать на элементы подземной конструкции здания. В отчете лаборатории отмечаются развернутые параметры различных слоев грунта и воды.
Для инженерно-геологических изысканий наиболее благоприятен теплый сезон, но зима не является преградой. При зимнем исследовании невозможно замерить максимальный уровень подъема грунтовых вод, поэтому по данному показателю компании предоставляют лишь прогнозируемые данные.
Многие компании, специализирующиеся на инженерно-геологических изысканиях, в качестве преимущества приводят наличие собственной лаборатории. Но для заказчика это не имеет практического значения. Напротив, результаты маленьких лабораторий часто бывают менее точными, чем больших специализированных. Это, конечно, не столько правило, сколько факт, имеющий место.
Автор текста: М. Тамилин
