Строительство на заторфованных грунтах

Торф возникает как результат распада растений, составляющих флору болот, и содержит более 50% органических веществ.

Заторфованным называют грунт, имеющий в своей основе песок или глину, но с примесью от 10 до 50% органических частиц.

Особую разновидность представляет сапорель – торфосодержащий грунт с частицами ила. Процент содержания в нем органических веществ – более 10%, а коэффициент пористости е > 3. Такой грунт характеризуется текучей консистенцией.

Количество органических веществ является критерием классификации этой группы грунтов, согласно ГОСТ 25100-2011:

Характеристика заторфованного грунта

Поскольку в толще болота повышенная влажность, а солнечный свет в нее не проникает, разложение органических веществ происходит медленно и неравномерно, поэтому с течением времени торф меняет свои свойства.

· Повышение уровня грунтовых вод ведет к увеличению торфа в объеме, осушение болота, напротив, приведет к уменьшению слоя торфа.

· Низкая несущая способность из-за волокнисто-пористой структуры. Такой грунт обладает сильной сжимаемостью под воздействием нагрузки и дает осадку длительное время. Однако если в течение срока эксплуатации сооружения уровень грунтовых вод будет оставаться на одном уровне, то дополнительную осадку, возникающую в ходе разложения органических элементов, СП разрешают не учитывать.

В связи с этим важно определить степень разложения торфяных грунтов. Они бывают:

· Грунт склонен к морозному пучению из-за повышенной водонасыщенности.
· Торф содержит агрессивные химические вещества, дает окислительную реакцию и, следовательно, вызывает коррозию не только металлических, но и бетонных элементов.

Особенности залегания торфосодержащих грунтов

Инженерно-геологические изыскания при подготовке проекта строительства на заторфованном грунте обязательно включают в себя исследование особенностей расположения пластов в толще земли. Это определяет тип фундамента и позволяет предотвратить его деформацию и просадку здания. Такие грунты могут залегать неравномерно:

· Участок под строительство может представлять собой сплошной торфяник.

· Торф может залегать в верхней части сжимаемого грунта, а может опираться на твердую почву.

· Прослойки торфа бывают единичными или множественными, а могут перемежаться со слоями минеральной почвы.

· Линзы торфа могут иметь разные конфигурации в грунте.

Укрепление заторфованных грунтов

Из-за сильной сжимаемости заторфованные грунты необходимо предварительно укреплять. СП 22.13330.2016 регламентируют подготовку оснований под фундамент для строительства на органических грунтах.

1. Заторфованные грунты имеют анизотропные характеристики, поэтому для их исследований в вертикальном и горизонтальном направлениях необходимо отбирать не менее двух образцов в каждой точке.

2. В зависимости от особенностей залегания и состава заторфованного грунта, конструкции проектируемого сооружения применяют различные способы укрепления грунта:

· Уплотнение основания нагрузкой, например, с помощью устройства вертикальных дрен и дренажных прорезей по квадратной или гексагональной сетке, если толща органического грунта превышает три метра.

· Выторфовка фрагментов слабого грунта и замена его утрамбованным крупным или средним песком с плотностью не менее 1,65 т/м³ (допускается использование крупнообломочных грунтов) при толщине слоя торфа не более полутора-двух метров. Следует учитывать, что нагрузка от здания передается на основание под углом в 45°, поэтому, чтобы избежать выдавливания торфа и просадки грунта, нужно проектировать отступ от краев фундамента не менее двух метров.

· Если объем толщи торфа значительный, то это может быть экономически невыгодно, поэтому применяют частичную выторфовку: устраивают траншеи для строительства монолитного фундамента или шурфы для железобетонных свай. После возведения конструкции производится обратная засыпка песком.

Значение конечной осадки слоя торфа под песчаной подушкой вычисляется по формуле:

Если же толща торфа состоит из слоев с разным модулем деформации, то осадку в конце периода стабилизации определяют как сумму осадок всех слоев.

· Устройство фундаментов с конструктивными элементами, повышающими пространственную жесткость, чтобы нагрузка передавалась на прочный слой сквозь слабые толщи торфа.

Виды фундаментов на заторфованном грунте

Главный фактор, который влияет на выбор фундамента под строительство на торфе, – глубина и особенности его залегания.

1. Если слой торфа расположен не глубже полутора метров от поверхности, можно использовать ленточный фундамент. При этом надежным такое основание будет только в том случае, если предварительно выполнены работы по удалению торфяного слоя и устройству песчаной подушки на дне траншеи, которое сначала устилают слоем геотекстиля. Только после этого можно заливать высокий ленточный фундамент. Прежде, чем приступать непосредственно к строительству здания, необходимо подождать два года, чтобы произошла усадка торфа.

2. Плитный фундамент заливают после устройства котлована с дренажем. Процесс монтажа такого фундамента на заторфованном грунте обязательно включает в себя выторфовывание и бурение скважин на дне котлована по кольцевой схеме для установки дренажных труб. Стенки котлована должны быть строго вертикальны, а всю его поверхность устилают слоем гидроизоляционного материала. Плитный фундамент заливают поверх утрамбованной песчаной подушки.

3. Если толщина торфа превышает три метра, лучше всего использовать свайный фундамент, так как извлекать торф из почвы в таком случае экономически нецелесообразно, а сваи передают нагрузку на прочное основание, минуя толщу слабого грунта. Свая должна упираться в слой твердого грунта ниже уровня промерзания почвы.

Для заторфованного грунта используются следующие виды свай:

· Буронабивные

Сначала устанавливают в заранее пробуренные скважины обсадные трубы. После того, как они достигнут заданной глубины, выполняют уширение дна скважины и в полость трубы опускают арматурные каркасы, заливают их бетонным раствором с послойной трамбовкой. От воздействия агрессивного воздействия элементов торфяного грунта сваи защищает несъемная опалубка: на каркасе из оцинкованной сварной сетки фиксируют несколько слоев рубероида или слой битумно-полимерной гидроизоляционной мембраны.

· Забивные сваи

Железобетонные сваи забивают с помощью специальной установки в твердый слой грунта на глубину более 300 мм.

· Винтовые сваи

Использование этого типа свай самое экономичное и удобное, так как не требует применения специальной техники; кроме того, с ними можно работать даже при минусовой температуре. Сваи покрывают специальной антикоррозийной защитой, а внутренние их полости заливают бетонным раствором, что увеличивает несущую способность свай. Винтовые сваи прочно ввинчиваются в землю на большую глубину, кроме того, они являются пожароустойчивыми.

После установки любого типа свай их высоту нивелируют под одну отметку и создают опалубку. После этого в опалубку заливают бетонную смесь. Для ее приготовления необходимо выбрать особо прочный бетон, песок высокого качества и разнофракционный щебень с ребристой поверхностью. Укладывают песок непрерывно слоями и уплотняют с помощью глубинного вибратора.

Все сваи необходимо объединить ростверком из-за слабой боковой поддержки торфа. Он может быть заглубленным и незаглубленным.

Заключение

Заторфованные грунты представляют собой очень сложное основание для строительства, и непосредственно на нем устраивать фундамент нельзя. Однако проведение специальных мероприятий вроде выторфовки и защиты основания от воздействия кислой среды и влаги или выбор свайного типа фундамента, который упирается сквозь толщу торфа в устойчивый грунт под ней, позволяет и на таком слабом грунте построить надежное здание с большим сроком эксплуатации.

Строительная лаборатория ООО "Бюро "Строительные исследования" занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

1. Заполнив форму на нашем сайте

2. По телефонам:

+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге

+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва

3. Написать нам на почту

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.

Задайте вопрос по этой статье, заполнив форму (телефон не обязателен)