Зачем исследовать грунт участка перед строительством

В провинции, да на своем участка хочется построить многое – дом, гараж, сарай и баню. Ведь у хорошего хозяина и загородное хозяйство должно быть хорошим. Но начинать работы следует не с планировки территории, а с изучения грунтов. Именно характеристики грунтов определяют конструкцию подземных элементов построек – их тип, фильтрующие способности, уровень грунтовых вод, силовые напряжения и др.

Проверка грунта перед покупкой участка

На наиболее интенсивно застраиваемых «европейских» территориях России земельные участки образованы, как правило, осадочными грунтами. Это своеобразный «пирог», содержащий множество слоев песка и глины, имеющих различную толщину – от нескольких до многих десятков и сотен метров. Скальные породы, обладающие наиболее высокими несущими характеристиками, на российских загородных участках крайне редки.

Установить точную картину грунтовых слоев на участке способны только геологи. По итогам изысканий они установят наиболее перспективное грунтовое основание под фундамент, подготовят послойную карту грунтов. Практическая цель такого исследования – предупреждение просадок и подъемов фундаментной конструкции здания. Все слои грунта должны располагаться под основание постройки равномерно, чтобы деформации в них происходили равномерно. Если же часть фундамента окажется на слоях грунта с различными физическими качествами, то проблемы неизбежны. К примеру, угол коттеджа окажется на линзе, образованной пучинистой глиной.

В ситуации, когда геологические исследования показывают слабые грунты, застройщику от покупки земли лучше полностью отказаться – строительство окажется тяжелым и неоправданно дорогим. Например, если в грунте будут найдены карст, суффозия, оползень или слабое торфяное основание.

Как ведутся исследования грунта

Прежде оценивается рельеф зоны строительства. Далее пробуриваются скважины, необходимые для изучения грунтов, их состояния и свойств, испытаний прочности, деформационных характеристик, наличие агрессивных реакций на разнотипные стройматериалы. Выбранные из скважин образцы грунта исследуются в лаборатории, обладающей необходимой «грунтовой» аккредитацией.

При выявлении проблемного грунта (к примеру, торфяника), только бурения будет недостаточно. Необходимы полевые испытания качеств грунта – штамповые исследования и статическое зондирование. В процессе штамповых испытаний грунтовые образцы нагружаются с измерением деформации перед нагрузкой и после нее. Статическое зондирование заключается в продавливании грунта специальным зондом, измеряющим его деформационные способности. Исследования деформационных свойств предоставляют возможность смоделировать влияние фундамента на основание земельного участка – это особенно важно, если на строительной площадке имеются сложные грунты, к примеру, высокопучинистые глины. К сожалению, при возведении малоэтажных объектов геологические исследования проводятся редко из-за их достаточно высокой цены. Например, стандартные геологические испытания для коттеджа, имеющего фундамент площадью 100 кв. м., обойдутся в 35-40 тыс. руб., причем дополнительные исследования еще более увеличат данную цифру.

В техническом отчете, составленном по итогам геологических исследований, приводятся следующие показатели земельного участка:

• геологическое строение;
• гидрогеологические параметры;
• физико-географические условия;
• характеристики грунтов и залегающих вод;
• геоморфологическое строение;
• геологические особенности.

Данные исследовательского отчета содержат описание геологических процессов, происходящих на земельном участке и их прогнозируемое развитие. Готовится карта, обозначающая залегание горных пород на данном наделе – она позволит проектировщикам обоснованно выбирать тип и размеры фундамента, габариты несущих конструкций здания. Фундаментные конструкции стоят более 25% от цены всей постройки – крайне важно, чтобы фундамент создавался грамотно как с позиции инженерного искусства, так и по экономическим затратам.

Карта грунтов готовится по итогам анализа проб грунта, полученных из пробуренных скважин. На строительных площадках, где предстоит возведение зданий с основанием площадью менее 100 м², хватит двух скважин, выполняемых в наиболее удаленных точках периметра застройки. Для объектов большей площади необходимы три-четыре скважины – они бурятся по углам будущего здания. Геологическое исследование выполняется на глубину сжимаемого грунта, т.е. на глубину влияния конструкции здания на грунтовое основание. Обычно разведочные скважины бурятся на 7-10 метровую глубину.

Зависимость вида фундамента от типа грунта

Фундаментная конструкция обязана быть максимально жесткой, практически не подверженной деформациям. Если грунтовое основание надежно, то хватит простого фундамента – ленточного или столбчатого, погруженного в землю на полметра. Однако на грунтах, склонных к пучинистости или к просадкам, фундамент простой конструкции не надежен.

Пучинистость грунта проявляется зимой, в условиях низких температур. Ее суть – в 5-10% наращивании объема грунта (чаще всего – глин) при замерзании. Пучинистость вызывает деформации построек. В случае примерзания пучинистого грунта к элементам фундамента возможно их выпирание из земли.

Снизить угрозу сезонных деформаций фундамента можно единственным способом – заглублением фундаментной конструкции ниже глубины, на которую промерзает грунт. В среднем глубина промерзания грунтов в России составляет 0,7-2,4 м. Для Московской области, в частности – 1,4 м. Помимо выведения конструкции фундамента на заведомо не промораживаемую глубину необходимо обеспечить его элементам защиту от контактного выталкивания. Для этого вертикальным поверхностям фундамента придается уширение к низу, их засыпают непучинистым грунтом и закрывают геотектилем, организуют дренаж подле фундаментной подошвы или промазывают мастиками.

На пучинистых грунтах обычно устраивают фундаменты с ростверком – свайные или столбчатые. Заглубленные сваи (столбы) практически не реагируют с боковым грунтом и не поддаются выталкиванию. Чтобы исключить (минимизировать) возможное контактное выталкивание зимой, зазоры между внешними стенками фундамента (сваями) и грунтом засыпаются крупнозернистым песком.

Просадка грунтовой поверхности – сокращение объема грунта под нагрузкой, избытком влаги и т.п. К просадкам склонны лессовые глины, рыхлые пески и органические грунты (к примеру, торфяники). Если геологическое исследование участка застройки показывает просадочный грунт, геологи и инженеры обязаны оценить возможные деформации, предоставив конкретные рекомендации по защите здания от них. Когда просадочные грунты залегают неглубоко, то решением становится свайный фундамент – опорой постройки будут надежные грунты, залегающие в нижних слоях. При большой толщине слоя просадочного грунта вариантов мало – потребуется дорогой фундамент из незаглубленной ж/б плиты, способный «плавать».

География местности вокруг строительного участка

На состав грунтов серьезно влияют геоморфологические факторы, важно учитывать их перед покупкой и застройкой участка. К примеру, близость естественного водоема означает высокое залегание грунтовых вод, т.е. подземный гараж или подвал построить будет нелегко. Если же участок находится в болотистом районе, пусть даже осушенном несколько лет назад – неглубокие грунтовые воды и непрочные отложения в основании грунта гарантированы.

При расположении земельного надела на местности со значительными перепадами высот, т.е. на склоне – в процессе строительства придется учитывать допустимость сползания постройки. Помимо тщательного выбора фундамента необходимо построение подпорных стен, обязательное укрепление склонов геотекстильным полотном и другие меры. Кстати, возведение зданий на склонах – наиболее сложная задача для строительной инженерии. Справиться с ней способны лишь профессиональные проектировщики. Будущее здания, построенного на склоне, связано с разрезом грунта. Если «подвижные» слои залегают в худшем варианте грунтового «пирога», то склон будет смещаться под весом здания. Придется срезать значительные слои грунта при подготовке строительной площадки, а это крайне дорого обойдется застройщику.

Карстовые пустоты, как правило, неопасны для малоэтажного строительства. Вес коттеджей не настолько большой, чтобы вызвать провал в карстовую пустоту. Но строить здание над такой пустотой не следует, если есть иные безопасные варианты. Карстовые провалы проявляют себя на поверхности земли в виде воронок, геолог-профессионал заметит их сразу.

Грунтовые воды и их уровень

Характеристики участка по УГВ особенно значимы. От результата зависит подбор типа фундамента и конструкции подземных сооружений. При залегании грунтовых вод ниже 3 м от поверхности можно устраивать ленточный фундамент, обустраивать подвал. Если УГВ слишком высок (менее метра), то построение подвала невозможно без подготовки осушаемого котлована.

Простейший способ отвода грунтовых вод из строительного котлована – подготовка открытого водоотлива. Дренажная канава 0,5-0,6 м глубиной отрывается по периметру стен котлована. В нее собирается вода, откачиваемая насосом. Однако подобный водоотлив допустимо устраивать лишь на грунтах, не поддающихся размыванию (крупнообломочных и скальных породах). Осушение котлованов на легкоразмываемых и слабосвязных грунтах возможно только с построением трубчатых колодцев или иглофильтров вдоль строительной площадки, в которых размещаются насосы.

Когда проводить геологоразведку стройплощадки

В идеале – перед покупкой участка. Или до проектирования здания. В любом случае, геологоразведку следует проводить до начала строительных работ, требуется место под буровую технику. Если разместить бурильные установки невозможно, то, в принципе, бурение можно выполнить малогабаритной спецтехникой или ручными бурами. Но такой вариант геологического исследования, во-первых, стоит дороже процентов на 40, во-вторых займет больше времени. Обычное исследование геофизики участка до готового результата проводиться две недели, работы «в ручном режиме» займут вдвое больший срок.

В прошлом веке замеры уровня грунтовых вод выполнялись дважды – весной, во время паводка (максимальный УГВ) и в середине лета (минимальный УГВ). Сегодня динамику гидрогеологических параметров допустимо вычислять в любое время года. Таким образом, современные технологии позволяют корректно исследовать гидрогеологические и геологические характеристики участка будущего строительства круглогодично.