Строительный каталог

Самостоятельная гидрогеология: как самому исследовать состав и свойства грунта

Хотите своими руками построить надёжный и долговечный дом, начинать необходимо со строительного проекта, для составления которого нужны исходные данные, такие как состав и несущая способность грунта на участке. Rmnt.ru расскажет, как получить эти данные самостоятельно.

Исследование грунта под строительство

Цели и проблемы инженерной гидрогеологии

Для начала разберёмся с тем, какие проблемы решает строительная гидрогеология. Любое здание основывается на фундаменте, который обеспечивает стабильность формы и распределяет по грунту нагрузку от несущих стен. Чтобы фундамент работал правильно, требуется точно определить его вес, площадь опоры и прочие конструктивные особенности.

Конечно, можно перестраховаться и обеспечить запас надёжности, но это неизбежно приведёт к удорожанию проекта, что недопустимо. Гораздо правильнее произвести исследования грунта и гидрогеологической обстановки в целом, чтобы быть уверенным в соответствии расчетных параметров реальным условиям.

Гидрогеологические исследования включают три этапа:

  1. Изъятие проб грунта.
  2. Лабораторные исследования его физических свойств.
  3. Составление технического заключения, которое передаётся строительному проектировщику.

Определение гранулометрического состава грунта в лаборатории

Изыскания по составу и свойствам грунта выполняют специальные организации, однако обращение к их услугам имеет два негативных аспекта:

  1. Стоимость гидрогеологических исследований достаточно высока и составляет порядка 30 000 рублей за 10 соток.
  2. Минимальный размер исследуемого участка, как правило, равен 10 соткам.

В связи с этим частному застройщику имеет смысл задуматься над тем, чтобы выполнить инженерную гидрогеологию своими руками. Благо, что для этого требуется минимум специального оборудования, а методы лабораторных исследований свойств грунта подробно описаны в технической литературе и могут быть воспроизведены в домашних условиях.

Полевые работы: изымаем образцы грунта

В индивидуальном жилищном строительстве требуется не так много данных о составе грунтов под строительной площадкой. Достаточно знать:

  1. Уровень грунтовых вод (УГВ) и динамику его изменения в течение года.
  2. Глубину и толщину залегания грунтов различных типов (геологический разрез).
  3. Плотность грунта и его сжимаемость.

Изучение грунта

Чтобы получить нужную информацию, необходимо в период между паводками выполнить несколько проколов в почве, изъяв при этом керны — образцы осадочных пород с разных глубин. Как минимум четыре прокола выполняются в крайних точках строительной площадки. Если имеется сильный уклон или требуется дренирование грунта, проколы выполняют с большей частотой, кроме того, часть из них располагается за пределами строительной площадки.

Чтобы выполнить прокол, потребуется отрезок стальной трубы диаметром 50–70 мм и длиной 1,5–2 метра. Один край нужно заточить определённым образом, который зависит от плотности и типа грунта. Здесь возможны следующие варианты:

  • Прямой торец с заточкой подойдёт для чернозёма, суглинков и прочих грунтов средней плотности без каменистых включений.
  • Косой срез под углом 25–30° легко пройдёт через вязкие глинистые грунты, насыщенные водой.
  • Двойной внутренний срез оптимален для пылеватых песков и супесей.
  • Двойной наружный срез позволяет без усилий прокалывать каменистые грунты.
  • Зубчатая заточка оптимальна при наличии твёрдых включений, подверженных дроблению.

Буры для отбора грунта

Верхний край трубы должен иметь прямой срез, также потребуется изготовить ударную бабку. В простейшем случае подойдёт массивная стальная пластина, к которой приварен отрезок трубы длиной 5–7 см, диаметр которой равен условному проходу трубчатой иглы. Важно, чтобы сварной шов располагался внутри гильзы: так пластина прижмётся к краю иглы без зазора и не заклинит от ударов.

Забор грунта для пробы

При выполнении прокола почвы иглу погружают в землю на 15–20 см, периодически с помощью шомпола изымают керн и упаковывают его в герметичный полиэтиленовый пакет. Изъятые образцы нужно раскладывать в месте изготовления прокола в порядке их залегания, попутно записывая мощность грунтовых пластов. После выполнения прокола следует убрать в сторону верхний слой почвы, образуя небольшую воронку, а затем накрыть скважину фанерным или металлическим листом, уберегая её от засорения.

Определение УГВ и свойств грунта

Оставшиеся после проколов скважины следует сохранять в течение года, чтобы отследить уровень грунтовых вод и динамику его изменения. Для этих целей нужно изготовить деревянный щуп с перпендикулярной перекладиной.

Замер УГВ следует проводить несколько раз в течение года. Оптимальными периодами считаются начало и конец весеннего и осеннего паводков, а также середина зимы. Измерять УГВ не имеет смысла в течение недели после выпадения осадков, так как уровень в скважине неизбежно будет выше из-за стекания в неё поверхностных вод.

Определение уровня грунтовых вод

Для определения физических свойств грунта следует организовать дома небольшую лабораторию. В первую очередь необходимо отобрать образцы грунта каждого типа массой по 100–150 грамм, полностью его высушить в духовке при температуре 70–80 °С и растереть до пылевидной фракции. С помощью цветовой диаграммы определения типа осадочных пород можно с высокой точностью установить состав пластов на вашем участке.

Цветовая диаграмма состава грунтовОпределение состава грунта по цвету

Более точный метод определения состава грунта подразумевает его разделение на фракции. Образец засыпают в стеклянную ёмкость с подмыленной водой, тщательно встряхивают и оставляют в неподвижном положении. Песок, как наиболее тяжёлая фракция, осядет через 2–3 минуты, сверху на него через 2 часа выпадет ил. Осаживание глины можно считать оконченным после того, как вода станет прозрачной. По толщине каждого слоя легко вычислить содержание в грунте трёх главных составляющих, для этого удобно пользоваться классификацией из ГОСТ 25100–95.

Определение состава грунта разделением на фракции

Гранулометрический состав почвы (треугольник Ферре)Определение состава почвы по треугольнику Ферре

Когда типы грунтов известны, можно приступать к определению их несущей способности. Для начала нужно определить влажность по процедуре, описанной в ГОСТ 5180–84. Свежий образец следует взвесить на электронных весах, прокалить в духовке и снова подвергнуть взвешиванию, установив содержание влаги по массе.

Определение влажности грунта методом высушивания

Испытания на несущую способность следует проводить только после доведения образцов до установленного уровня влажности. Если вкратце, весь процесс выглядит следующим образом:

  1. Порцию грунта укладывают в форму и уплотняют до естественного состояния.
  2. На поверхность образца устанавливается деревянный кубик со стороной 1 см.
  3. С помощью гирь для чашечных весов кубик нагружается до тех пор, пока в образце не образуется отпечаток глубиной 1 мм.

Если точно известен тип грунта, его сопротивление сжатию можно определить расчётным методом. Для этих целей следует воспользоваться приложением 3 из СНиП 2.02.01–83.

Формирование отчёта

Данные, полученные в ходе проколов почвы, — УГВ, влажность и опорная способность — нужно упорядочить и передать разработчику строительного проекта в удобной форме. Для начала следует отобразить строительную площадку на плане участка, отметить на нём места выполнения проколов, их удалённость друг от друга и точки привязки. Каждый прокол обозначается индивидуальным цифро-буквенным индексом.

Вторая часть отчёта — журнал в виде таблицы, где под каждый прокол отведена отдельная строка:

  • В первом столбце указывается минимальный и максимальный уровень грунтовых вод.
  • Во втором записывается геологический разрез: тип грунта, а также верхняя и нижняя граница каждого пласта. Для удобства столбец делят на несколько ячеек.
  • В третьем столбце напротив каждой ячейки предыдущего указывают естественную влажность и несущую способность образца, изъятого из определённого пласта.

Данных в таком формате будет достаточно, чтобы проектировщик смог правильно выбрать тип и массивность фундамента, не увеличив при этом бюджет строительного проекта.

Видео по теме

© рмнт.ру, Игорь Максимов

13.06.19

Яндекс Дзен Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен

Материалы из сети:

Закрыть

Строительный каталог