Чем можно уплотнить грунт Статья
Если говорить научно, то уплотнение грунта – процесс, который снижает содержание воздуха в грунте, то есть, убирает пустоты. Другими словами, грунт становится плотнее, увеличивается его несущая способность, что критически важно в некоторых сферах строительства. Нужно понимать, что любой грунт (насыпной или естественный) содержит воздух и даже воду. Их количество может быть разным, зависит от типа грунта, об этом мы ещё поговорим ниже. Проблема в том, что при нагрузке грунт будет сжиматься из-за наличия пустот. Этот процесс называют осадкой и в некоторых случаях она может очень большой.
Если речь идёт про садовую дорожку – тут один риск, усадка грунта если и повлияет, то обычно не очень критично. Но если речь идёт про более тяжёлое сооружение, например, про дом, то его может перекосить, а в особо плохих случаях даже разрушить. Применительно к частному строительству уплотнение грунта требуется при: прокладке садовых дорожек, поднятии уровня участка, подготовке основания под фундамент. Последнее особо важно, особенно для плитных фундаментов. Можно упомянуть и обратную засыпку, например, когда выкапывают траншею, прокладывают трубу или кабель, после чего грунт засыпают обратно и он будет рыхлым.
Но дело не только в усадке, есть и менее очевидные обывателю вещи, например, морозное пучение. Если в грунте остаётся вода, то при замерзании она будет расширяться. Грунт начинает пучить и это может привести к плохим последствиям, особенно если воды много. То есть, как мы писали выше, проблема не только в воздухе. Всё это зависит от типа грунта, они бывают разные, соответственно, степень уплотнения также требуется разная. Да и подверженность уплотнения у них разная.
Уплотнение разных видов грунта
Песчаные грунты считаются довольно удобными в том плане, что они хорошо реагируют на уплотнение, особенно на вибрации. Песчинки быстро распределяются и уплотняются, в будущем они будут очень плохо впитывать влагу и иметь хорошую несущую способность. Поэтому подушки под фундамент или другие конструкции делают песчаными. Однако стоит учитывать, что песок держит нагрузку из-за трения между частицами. По этой причине нужно ограничивать песок по бокам, иначе подушка может расползаться или давать усадку. Очень мелкий песок хуже, потому что он при влажном состоянии может перейти в текучую форму. В мокром он не устойчивый, а в сухом плохо уплотняется, поэтому такой песок не используют.
Суглинистые грунты — это промежуточный вариант между песком и глиной. Они содержат и крупные, и мелкие частицы, поэтому теоретически хорошо уплотняются, но на практике требуют понимания содержания влаги. В оптимальном состоянии суглинок после уплотнения даёт высокую плотность и хорошую несущую способность. Если он пересушен, он становится комковатым и уплотняется гораздо хуже. Если же он переувлажнён, то теряет структуру и начинает «мазаться», резко ухудшая качество уплотнения.
Суглинки бывают разные, свойства конкретного грунта во многом определяются концентрацией глинистых частиц. Проще говоря, чем их больше, тем ближе суглинок к глине, чем меньше, тем близок к песку. При уплотнении наиболее критична влажность, сухой или очень мокрый грунт – неподходящие варианты. Здесь как раз тот случай, когда нужно ждать подходящей погоды. И именно здесь очень часто делают ошибки, в том числе и потому, что суглинистые грунты одни из самых распространённых.
Глинистые грунты – одни из самых проблемных в плане уплотнения. В сухом состоянии глина представляет собой плотные комки, которые уплотняются только при очень сильном давлении. И даже так глина зачастую уплотняется плохо и неравномерно. При добавлении воды ситуация меняется: глина становится пластичной, но при избытке влаги полностью теряет несущую способность и превращается в вязкую массу. А при большом давлении мокрая глина может расползаться и выдавливаться.
Поэтому у глины существует очень узкий диапазон оптимальной влажности, при которой её можно уплотнять. В строительстве глинистые грунты почти всегда требуют либо тщательной подготовки, либо замены верхнего слоя на песчаную подушку. Уплотнять глину можно, но результат зачастую нестабилен, особенно при сезонных колебаниях влажности и морозном пучении, поэтому это тот случай, когда нужно делать подушку. Опять же, в случае с глиной нужно учитывать и уровень грунтовых вод, затапливает ли участок весной и т.д.
Торфяные и подобные им грунты вообще худший вариант. Там проблема даже не в самом уплотнении (хотя и ему они поддаются очень трудно), а именно в наличии органики. Она со временем разлагается и объём грунта из-за этого уменьшится. Поэтому такие грунты не уплотняют: либо делают толстую подушку, либо вообще удаляют их. Щебеночный, гравийные и каменистые грунты обычно уплотняются хорошо, но они и сами по себе имеют отличную несущую способность. Если речь идёт про обсыпку (не про естественный грунт), то она не должна быть однородной. Например, щебень уплотнится хуже – между камнями будет много воздуха, поэтому добавляют разные фракции чтобы при уплотнении мелкие частицы заполнили пустоты.
Чем можно уплотнить грунт
Способов уплотнения грунта существует много, здесь мы поговорим с точки зрения частного строительства, но упомянем и промышленные. Выше мы не зря писали про разные типы грунтов – они требуют разных подходов и некоторые способы не подойдут для некоторых типов. Также стоит отметить, что хотя уплотнение требуется и при строительстве даже лёгкого каркасного дома,
Первый способ – ручная трамбовка, он же наименее эффективный. В простейшем виде кладут широкую доску и ходят по ней или ногами утаптывают грунт. Чуть более сложно – металлическая плита с ручкой, вес которой может быть до 30 килограмм. Тут дело в ударной нагрузке – её нужно поднимать и опускать на поверхность грунта. Это требует физических усилий, а эффективность такого уплотнения крайне низка. Обычно нормальное уплотнение – 5-6 сантиметров, реже до десяти и при приложении приличных усилий. Зато тут не нужно покупать или арендовать оборудование, но, конечно, под фундамент дома этот способ не подойдёт. А вот для садовых дорожек или лёгких конструкций вроде теплиц его может быть достаточно.
Следующий и самый востребованный в частном строительстве вариант – виброплита. На нашем сайте мы рассказывали о том, какие они бывают и как правильно выбрать виброплиту, здесь повторяться не будем, поговорим лишь про основные моменты. Виброплиты могут иметь массу от 50 до 150 килограммов и выше (но там уже профессиональное оборудование). Принцип действия не только в использовании собственного веса, но и в постоянных вибрациях с частотой до 100 Гц, что помогает эффективно уплотнять грунт. Но глубина уплотнения во многом привязана именно к массе плиты.
Лёгкие плиты, до 60 килограммов, уплотняют грунт на глубину до 15 сантиметров. Средние (60-90 килограммов) до 25 сантиметров, чего почти всегда достаточно. Отметим, что это именно зона эффективного уплотнения, по факту эффект наблюдается и глубже. Но тут много зависит от грунта, например, с глиной эффективность виброплиты очень низкая, особенно если она влажная. Ключевой минус виброплит – их цена, мало кто покупает их для себя, но всегда есть вариант взять в аренду или вызвать специалистов, которые привезут её и сами уплотнят грунт.
Следующий инструмент – вибронога. Весит 50-75 килограммов, меньше, чем большинство виброплит, но может быть гораздо эффективнее. Смысл в движении подошвы вверх-вниз, опускаясь, она бьёт по почве, а частота ударов от 10 в минуту. Именно из-за удара в грунт передаётся приличный импульс, поэтому виброногой можно уплотнить грунт до 50-60 сантиметров или даже больше, если обработка послойная. Основной минус – обработка медленная, так как площадь воздействия меньше, чем у виброплиты и вдобавок требуется несколько ударов в одно место. Для частного строительства всё равно подходит, особенно если нужно глубокое уплотнение, а вот для больших площадей уже нет.
Если нужно трамбовать много и быстро, то здесь поможет всем известный каток. Он используется и в частном строительстве, но ограничено просто потому, что зачастую в нём нет необходимости. Это уже профессиональное оборудование, которое весит от одной тонны и требует специальной техники для перевозки. Они бывают разные по конструкции, некоторые дополнительно воздействуют вибрациями. Зато это один из самых эффективных способов, глубина уплотнения грунта тут может быть до одного метра, а иногда и выше.
Это основные виды оборудования, которые используются для уплотнения грунта. Есть и другие, специализированные, которые можно отнести к промышленным (например, инъекционное уплотнение и укрепление грунта), но их мы в рамках этой статьи рассматривать не будем.
