Böden als Grundlage von Strukturen

Jedes Gebäude und jede technische Struktur kann nur auf einem solchen Fundament errichtet werden, dessen Festigkeit ihre Haltbarkeit und Stabilität gewährleistet. Das Absetzen von Boden unter Fundamenten ist unvermeidlich, sollte jedoch nicht zu Verformungen von Gebäuden führen. Eine ungleichmäßige Besiedlung ist besonders gefährlich und führt zu Rissen und Durchbiegungen der Gebäudewände..

Die oberen Schichten des Bodens werden durch eine Reihe physikalischer Faktoren (Benetzung und Trocknung, Verwitterung, Gefrieren und Auftauen) beeinflusst, die den Zustand des Bodens, seine Gebäudeeigenschaften und seine Tragfähigkeit verändern. Daher müssen sich die Strukturen von Gebäuden und Strukturen auf zuverlässigen unterirdischen Elementen befinden – Fundamenten, die dazu dienen, Lasten von der Struktur auf den Boden zu übertragen, der sich in einer bestimmten Tiefe von der Erdoberfläche befindet..

Die Bodenschicht, die das Gewicht der Struktur mit allen auf sie einwirkenden äußeren Lasten aufnimmt, wird als Basis der Struktur bezeichnet.
Fundamente werden unterschieden: a) natürlich, wenn der Boden unter dem Fundament in seinem natürlichen Zustand bleibt, und b) künstlich, wenn aufgrund unzureichender Bodenfestigkeit Maßnahmen zur Erhöhung seiner Tragfähigkeit ergriffen werden.

Böden: Arten und Eigenschaften

Aufgrund der Bauqualität werden die Böden in felsige, grobkörnige, sandige und tonige Böden (einschließlich lössartiger Lehm) unterteilt..
Felsig, und auch grobe Böden in der Baupraxis sind sehr selten. Die meisten Böden sind magmatische, metamorphe und sedimentäre Gesteine ​​mit einer starren Bindung zwischen Körnern (gelötet und zementiert), die in Form eines festen Massivs oder einer gebrochenen Schicht auftreten. Solche Böden dienen als zuverlässige Grundlage für Gebäude, sofern die Bodenschicht unter dem Gestein vollständig stabil ist und nicht durch Wasser ausgewaschen wird. Die Hauptböden auf unseren Baustellen sind sandig, tonig und ihre Sorten.

Sandige Böden – Produkt der Zerstörung von Steinen. Sande haben eine charakteristische Fließfähigkeitseigenschaft, da zwischen einzelnen Körnern keine Kohäsion besteht. Sandige Böden haben daher eine gute Wasserdurchlässigkeit und quellen beim Gefrieren nicht auf..
Je nach Korngröße sind die Sande kiesig (25% der Partikel sind größer als 2 mm), groß, mittelgroß (50 Gew .-% der Partikel sind größer als 0,25 mm), klein und schlammig.
Chemisch sauberer (besonders grober) Quarzsand hält schweren Belastungen stand und ist eine zuverlässige Basis für Bauwerke. Feiner Sand, der durch Wasser verflüssigt wird, insbesondere mit Beimischungen von Ton und Schlick, ist als Basis unzuverlässig.

Lehmböden gebildet als Ergebnis physikalisch-chemischer Prozesse, die während der Zerstörung von Gesteinen auftraten. Ihre charakteristische Eigenschaft ist die Haftung der kleinsten Bodenpartikel aneinander. Tonböden enthalten aufgrund ihrer Undurchlässigkeit immer Wasser (3 bis 60%, normalerweise 12 bis 20%). Beim Gefrieren verursacht Feuchtigkeit, die das Volumen des Lehmbodens erhöht, ein starkes Heben.
Trockene, dicht gepackte tonige Böden mit einer hohen Schichtdicke können erheblichen Belastungen durch Strukturen standhalten, wenn sich darunter stabile Schichten befinden.

Die häufigsten Sand- und Tonböden der Fundamente sind sowohl in der Partikelgröße als auch in den physikalischen und mechanischen Eigenschaften sehr unterschiedlich..
Böden, in denen Tonpartikel mit einer Größe von weniger als 0,005 mm im Bereich von 10 bis 30% enthalten sind, werden als Lehm bezeichnet. Mit einem Gehalt von bis zu 10% Tonpartikeln werden Böden als sandiger Lehm bezeichnet.

Spezifische Eigenschaften haben Löss Lehm, Enthält eine erhebliche Menge an staubigen Partikeln (0,005 bis 0,05 mm) und wasserlöslichen Kalksteinen usw. In trockenem Zustand weisen solche Böden eine erhebliche Festigkeit auf. Wenn sie jedoch angefeuchtet werden, wird der Boden weicher und komprimiert sich stark. Infolgedessen kommt es zu erheblichen Niederschlägen, starken Verzerrungen und sogar zur Zerstörung von darauf errichteten Strukturen, insbesondere von Ziegeln.

Damit lössartige Böden als zuverlässige Basis für Bauwerke dienen können, ist es daher erforderlich, die Möglichkeit des Einweichens vollständig auszuschließen. Dazu ist es notwendig, das Grundwasserregime und die Horizonte ihres höchsten und niedrigsten Standes sorgfältig zu untersuchen.

Geologische Untersuchung der Baustelle

Um Daten zu erhalten, die die Zusammensetzung und Eigenschaften von Böden charakterisieren, die als Basis- und darunter liegende Schichten dienen, werden geotechnische und hydrogeologische Untersuchungen durchgeführt. Zu diesem Zweck wird an der für die Entwicklung geplanten Stelle an mehreren Stellen entlang des Fundamentumfangs ein System von Bohrlöchern und Gruben verlegt, aus denen Bodenproben entnommen werden. Die Grube ist ein runder oder rechteckiger Brunnen, dessen Wände in sandigem und massivem Boden mit Platten und Brettern verstärkt sind, um vor dem Einsturz zu schützen. Das Bohren von Bohrlöchern erfolgt mit einem Bohrwerkzeug, das durch Schläge oder Rotation in den Boden eingetaucht wird.
Während des Bohrens eines Brunnens oder des Öffnens eines Lochs wird ein Tagebuch geführt, das den Aufzeichnungen entspricht, in denen sie geologische Abschnitte des Bodens bilden, und die Einstreu der darunter liegenden Schichten, ihre Dicke und den Grundwasserspiegel beurteilt. Basierend auf diesen Daten und Proben der ungestörten Struktur in den Gruben werden in speziellen Laboratorien die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Fundamentböden und das hydrogeologische Regime des Standorts bestimmt.