Честно говоря, я достаточно долго колебался с принятием решения «делать геологию« или нет. С одной стороны, соседи и работники сельсовета своими сопранами, баритонами и басами рассказывали леденящие кровь подробности о глинах и торфах: «ай–яй–яй, как же вы лоханулись с покупкой этого участка!» — то есть, немедленно вешайся без суда и следствия. С другой стороны, богатый жизненный опыт обнажил некоторые сомнительные аспекты в этих убедительных, на первый взгляд, рассказах. Масла подлил тот факт, что никто из моих информаторов не располагал сведениями о геологических исследованиях. В общем, окончательное решение вызрело само собой и больше не вызывал сомнений, равно как и не побуждал к колебаниями.

Итак:

9 часов 25 минут 11 июля 2012 года — начало геологических изысканий (фото слева — здесь и далее все изображения можно увеличить, кликнув по ним мышкой).

Как называется штукенция на фотографиях внизу я не знаю, но именно таким полым «стаканом» со штангой геологи начали работать — выбирали верхние слои грунта (второе фото). Содержимое этого снаряда (возможно, он называется буром), добытое из неглубоких недр извлекается с помощью деревянной колотушки (процесс зафиксирован на крайнем правом фото).


Таким образом, формируется скважина диаметром около 90 мм (внизу слева), а извлечённый грунт (внизу в центре) даёт пищу для отбора первого сыпучего образца. Чуть глубже — и песок стал плотнее (на правом фото внизу — фрагмент спресованного грунта).


На следующем этапе в дело вступил шнек (первое фото внизу: спиральный стержень, что лежит между буром и колотушкой), который сдвоенными усилиями вкручивался в скважину (фото справа).


После того, как с помощью шнека пройдены плотные слои, для забора более глубоких проб использовалась полутораметровая (или около того) труба с боковым вырезом — она заталкивается на максимальную глубину (пока хватает длины штанг) и наполняется содержимым нижних слоёв скважины (предшествующие грунты выдавливаются через расположенный вверху боковой вырез). Справа внизу — отбор образца грунта из полой трубы через боковой вырез (труба перевёрнута «вверх ногами», на торце трубы видна резьба для крепления штанги).


Каждый образец грунта помещается в отдельный пакет и снабжается бумажной биркой. Все процедуры повторяются на каждой скважине (у меня их было три, по диагонали пятна дома) ради коллекции образцов для последующего лабораторного изучения и исследования, на которое уходит одна неделя.

Кроме того, с помощью грузика–гирьки на бечёвке (ни дать, ни взять — строительный отвес) был замерен уровень грунтовых вод в каждой скважине 170—180 мм (при определённом ракурсе даже можно было увидеть, как в глубине поблёскивало водяное зеркальце). Эта информация меня немного удивила и существенно обрадовала: я, со светлой грустью, ожидал гораздо более высокого уровня — ведь совсем рядом находится водоём и уровень его поверхности является довольно точным отражением уровня грунтовых вод близлежащих земель.

Впрочем, нельзя сбрасывать со счетов, что скважины бурились в знойном июле: температура уже месяц держится около 30° и о дождях мы уже забыли. Геологи осмотрели берега примыкающего к участку канала и, по видимым только им признакам, определили, что в периоды весенних таяний и осенних дождей уровень воды может подниматься на 1 м. Я тоже осмотрел ровчак, но сколько не вглядывался в берега, кроме красоты заросшего ряской пруда ничего не увидел. Предоставляю и вам возможность полюбоваться княжицкими красотами (фото справа, enjoy!).

В 11 часов 30 минут полевые работы были завершены.
Как мы и договаривались, через неделю (даже через шесть дней), я получил от геологов «Технический отчёт по результатам инженерно–геологических изысканий» — твёрдую (брошюра) и электронную (диск) копии.

Документ состоит из следующих частей:

Пояснительная записка

На девяти листах изложены сведения об участке, физико–географические условия (характеристики климата, средние температуры сезонов, превалирующие направления ветра, глубина промерзания почвы и т.п.), геологическое строение и гидрогеология, описание и характеристики грунтов, включая их физико–механические свойства, неблагоприятные явления для строительства и эксплуатации строений, общие рекомендации по устройству фундаментов различного типа. Приведен также перечень домостроительных норм (ДБН) и госстандартов (ДСТУ), в соответствии с которыми проводились изыскания, обрабатывались и анализировались полученные образцы, делались выводы и рекомендации.

Текстовые приложения

Имеется копия лицензии компании на «хозяйственную деятельность в строительстве, связанную с созданием объектов архитектуры (по перечню работ в соответствии с приложением)». Ещё на двух листах приведены таблицы по каждой скважине, которые называются «колонки геологических выработок» (вертикальное строение скважин с отметками уровней расположения различных грунтов и местами отбора проб). Последний документ и, пожалуй, самый интересный — ведомость лабораторных испытаний грунтов: распределение частиц песка по фракциям, данные о пластичности и текучести супеси и т.п.

Графические приложения

Чертежи, эскизы и рисунки представлены простенькой схемой (М1:250) расположения скважин на участке и инженерно–геологическим паспортом (ещё один паспорт — у меня уже есть строительный паспорт). Паспорт содержит таблицу нормативных и расчётных характеристик физико–механических свойств грунтов и схему геологического разреза, проходящего через все три скважины (М1:100) со всеми отметками высот и расстояний. Похоже, именно этот паспорт является самым вожделенным документом для проектировщика фундамента

Я потратил пару часов на совместное изучение ДСТУ Б В.2.1-2-96 (ГОСТ 25100-95) «Грунты. Классификация.» и двух таблиц отчёта (ведомости лабораторных исследований и физико–механических свойств грунтов) и узнал кое–что такое , что явно не отражено в отчёте.

И последнее, хотя очень немаловажное: на рынке геологических услуг Киева и окрестностей цены на проведение исследований колеблются в некотором диапазоне, нижняя граница которого составляет 1000 гривень за одну скважину. Практически стандартом стало бурение трёх скважин в местах закладки фундамента. Впрочем, никто не запрещает владельцу проверять свойства грунта в большем количестве точек. А вот в меньшем — вряд ли удастся: сомневаюсь, что геологи согласятся разводить весь сыр–бор из–за одной–двух скважин, хотя категорически утверждать не берусь (сам не проверял, поскольку не видел в этом никакого смысла).

А ещё частенько приходилось встречать заявления о недопустимости ручного бурения при инженерно–геологических изысканиях. Главный аргумент при этом — нарушение естественной структуры просадочных грунтов (как следствие — получаются недостоверные характеристики возможной просадки) и исследования проводятся на недостаточную глубину (7–8 метров при ручном бурении против 12–16 при машинном). Не могу судить насколько эти замечания верны и критичны, но: а) у меня грунты оказались непросадочными (повезло!) и б) мой дом изначально задумывался как лёгкий — вряд ли его вес будет оказывать давление на слои глубже 8 м (хотя, нормативы для двухэтажного дома требует проведение геологических исследований на глубину до 6 м, и только для трёхэтажного — 8 м).

Впрочем, может быть, я и не прав…

За два дня до обозначенной даты мы с дочкой совершили акт трудового героизма, расставив колышки по углам будущих строений (на фотографии колышки отмечены розовыми стрелками).

Дело в том, что планирование участка будет сопровождаться выемкой грунта под пятнами дома и хозяйственных построек, так что до прибытия на объект техники, мы должны были обозначить эти пятна на натуре.

Процедура разметки и колышкозабивания сопровождалась не только математическими расчётами, построением прямых углов на местности, замерами расстояний, но и яростной рубкой сорняков (фото справа).Дело в том, что на участке никто не занимался агротехникой, поэтому бурьян с чертополохом и ромашками разрослись настолько буйно, что через них невозможно было протянуть шнур для замеров. В конечном итоге, слияние города и деревни на одной, конкретной земельной делянке осуществилось успешно и без потерь.

А сегодня, с утра, «стальной конь начал бороздить бескрайние украинские просторы».

На нижних фотографиях изображены (слева направо): участок в девственном состоянии, начало «вторжения» и разгар работы.


Кто не знает, что такое бульдозер–экскаватор! С детства пред нашими глазами мелькают тракторы «Беларусь» с ковшом за спиной и здоровенной железякой впереди, напоминающей щит. Оказывается, у классического бульдозера это действительно простой щит (называется отвал), у фронтального ковшового погрузчика — ковш с «зубами» по нижнему краю.

У «Беларуси» впереди, оказывается, тоже ковш (называется большим, в отличие от заднего малого), но он разъёмный и, поэтому, может выполнять функции и отвала, и ковша, и захвата (на фото справа — большой ковш в роли отвала с захватом).

Устройство большого ковша оказалось для меня хоть и небольшим, но открытием (век живи — век учись!), поэтому я решил подробно об этом рассказать (и показать) возможным «товарищам по несчастью». Впрочем, я не исключаю, что именно такая конструкция большого ковша–отвала присуща именно этому экскаватору.

Через час с небольшим («небольшое» экскаваторщиком было великодушно амнистировано при расчёте) участок приобрёл такой экстерьер (слева направо: вид спереди, вид почти слева, вид сзади):


Конечный итог: снят верхний слой грунта (около 10 см) в местах будущего расположения дома и хозяйственных построек, участок с существенно пониженным уровнем (большая, но неглубокая яма) у фронтального края, возле дороги засыпан, сформирована компостно–грунтовая куча (на следующий год будет какой–никакой перегной), выплачены 250 гривень почасовой аренды плюс 50 гривень за доставку (прибытие на место).

Потом неожиданно хлынул дождь и «Шахерезада прекратила дозволенные речи».

Начну с полов, которые будут подогреваться и, таким образом, отапливать помещения. Тёплые водяные полы получают теплоноситель из общей отопительной системы (остальные помещения отапливаются с помощью традиционных «подоконных» радиаторов–батарей). Необходимость первоочередного проектирования этих полов состоит не только в их технической сложности (и стоимости) их расчёта и монтажа, но и в том, что размеры формирующих эти полы слоёв определяют общую высоту полов — не может высота пола в разных помещения в пределах одного этажа существенно различаться.

Конечно, проще всего забабахать тёплые полы везде и повсюду, тем более, что существенной разницы по стоимости между их устройством и монтажом отопительных батарей нет. Однако, есть разница с точки зрения влияния на здоровье. Например, совершенно ни к чему (даже вредны) тёплые полы в спальнях и помещениях, в которых жильцы проводят много времени. Отрицательно влияют тёплые полы, например, на формирование температурной адаптивности у детей, противопоказаны людям с заболеваниями сосудов ног. Зато тёплый пол в прихожей поможет быстрее высушить промокшую обувь, а в санузлах избавит от неприятных ощущений при выходе из ванны или душевой кабинки.

По этим самым причинам, то есть исключительно для сохранения здоровья и повышения комфортности членов семьи всех возрастов, тёплые полы планируются в санузлах и коридорах, а во всех остальных помещениях будут устанавливаться уже упомянутые радиаторы отопления. При этом, хозблок (котельная–прачечная), лестничная клетка и две кладовки (одна на первом, другая на втором этажах) вообще не будут отапливаться (расположение всех помещений дома здесь).

Мой тёплый пол состоит из таких компонентов (слоёв):

1. сплочённые лаги перекрытия — в местах установки тёплого пола сохраняется первоначальная идея формирования сплошного настила из досок 40 мм, выполняющих функции лаг. Однако, для остальных помещений применяется откорректированная схема, по которой доски–лаги будут укладываться на расстоянии 250–300 мм друг от друга (как в нижнем правом углу картинки; звуко– и теплоизоляция перекрытия не показана);

2. магнезитовая плита (СМЛ) толщиной 24 мм (два слоя по 12 мм) — экологичный, прочный, негорючий, влагостойкий материал, дополнительный звуко– и теплоизолятор;
3. металлополимерная труба с внешним диаметром 20 мм — прочная (трёхслойная с металлическим, алюминиевым срединным слоем и пластиковыми оболочками: внутренней и внешней), хорошая теплопроводность (аллюминий эффективно передаёт тепло смежным конструкциям). Расчётный шаг между петлями — 300 мм;
4. цементно–стружечная плита (ЦСП) толщиной 22 мм — экологичный, прочный, негорючий, влагостойкий материал, дополнительный звукотеплоизолятор (актуально для междуэтажного перекрытия). Настил из ЦСП вокруг отопительной трубы обеспечивает её защиту от повреждений, способствует равномерному распределению тепла по плоскости пола и служит основой для крепления финишного полового покрытия. Был соблазн использовать тот же СМЛ, что и для подложки, однако в рассматриваемом слое важно максимально избежать температурных градиентов в горизонтальной плоскости: гуляя босиком по полу зимой вы не должны ощущать линии прокладки трубы (более тёплый участки пола) — ЦСП обладает самой лучшей теплопроводностью из экологичных листовых материалов.;

На рисунке не показан ещё один компонент тёплого пола — заполнитель пространства между «островками» ЦСП: сформированный из цементно–стружечной плиты короб с уложенной в него отопительной трубой заливается жидким самовыравнивающимся составом (например, Полимин ЛЦ-2, СМ-Пц-501, Силетек F-22 и т.п.) слоем в 22 мм (опять же, для улучшения теплопередачи в горизонтальной плоскости).

На нижних рисунках приведены схемы разводки для тёплых полов первого (слева) и второго (соответственно, справа) этажей.

Ещё один аспект «половой проблемы», когда речь заходит о тёплом поле, заключается в «капризности» финишного покрытия. Если настелить на такой тёплый пол деревянную шпунтованную или палубную доску, или паркет (паркетную доску), или пробковый ламинат, то все усилия по подогреву такого пола пойдут насмарку: дерево — хороший теплоизолятор и для того, чтобы пол был действительно тёплым, придётся расходовать гораздо больше топлива на обогрев, чем хотелось бы.

Для полов санузлов решение очевидно — керамическая плитка. Пол в прихожей и коридорах можно покрыть обычным или виниловым ламинатом, а можно залить декоративной наливной смесью. В любом случае, толщина финишного покрытия составит 7–10 мм.

Таким образом, следует ориентироваться на общую толщину пола (считая от уровня лаг) в 56 мм. Именно под эту величину и подгоняется высота полов (чернового + окончательного напольного покрытия) в остальных помещениях дома. Таким образом, при толщине шпунтованной доски для чистового пола 25 мм, на черновой пол останется 30–35 мм.

Осталось посчитать объёмы–массы.

• «Пирог» тёплого пола площадью 18,7 м² на первом и 14,4 м² на втором этажах имеет расчётный вес:
  
  • подложка (стекломагниевые листы) — 875 кг (плотность материала 1100 кг/м³);
  • металлопластиковые трубы — 20 кг (на первом этаже укладывается 60 м трубы, на втором — 55 м, один метр трубы весит 150 г);
  • ограждающая конструкция для трубы (ЦСП) — 530 кг;
  • заливка — 800 кг (один квадратный метр самовыравнивающегося покрытия при толщине 10 мм весит около 20 кг).
• Черновые полы — 3000 кг (толщина доски 35 мм); при проектировании цокольного перекрытия уже был рассчитан черновой пол, но «тот» черновой пол (толщиной 40 мм) этой статьёй переведён в разряд лаг и разрежен примерно в 2 раза.
• Чистовые полы — 2150 кг (для деревянного массива толщиной 25 мм).

Песок (природный) может быть горным, овражным (карьерным), речным, морским, дюнным и состоит из двуокиси кремния с небольшим количеством добавок. Для кладочных растворов и бетонов лучше всего подходят горные и речные пески с небольшим количеством илистых и глинистых примесей. А для засыпки песочных подушек незаменимы овражные пески: содержащиеся в них глиняные включения делают их непригодными для бетонов и существенно снижают цену.

Речной песок имеет два несомненных и весьма ценных качества: крупное зерно и чистоту. Дело в том, что он практически свободен от посторонних включений, глинистых примесей, органики, а так же каменистых частиц — их вымыла проточная вода реки, в которой он находился.

Намывные (мытые) пески получают в результате промывания (как следует из их названия) водой карьерных песков, в результате чего из них удаляются примеси (глина) и самая тонкая фракция.

В песчаной (или песочной?) классификации присуща существенная непонятка для человека, попытавшегося впервые копнуть предмет в прямом и переносном смыслах.
Российские стандарты и нормы (например, ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ») в Украине не действуют, поэтому, хоть и представляют информационно–познавательный интерес, но вряд ли представляют практическую ценность

Итак, что такое песок и каким он бывает от Ужгорода до Донецка знает ДСТУ Б А.1.1-55-94 «Природные пески для производства строительных материалов. Термины и определения». По какой–то загадочной причине, во всех остальных «песчаных» нормативах фигурируют ссылки на несуществующий стандарт с таким же номером, но другим годом выпуска (ДСТУ Б А.1.1-55-95) — не дайте себя обмануть!.

Природный песок — мелкообломочная сыпучая порода, представляющая собой смесь окатанных в разной степени зерен–обломков минералов и горных пород размером до 5 мм.

Это определение сразу навевает вспоминания об институтской лекции по охране труда, во время которой преподаватель, на полном серьёзе, надиктовывал нам для конспекта: «Свет проникает в помещение через проёмы в стенах, называемые окнами». Услышав этот перл, я обвёл взглядом аудиторию своих сокурсников: половина строчила в своих тетрадях откровения кандидата наук (уж не помню, каких именно наук), а вторая ошарашено смотрела то на лектора, то на друзей–третьекурсников.

Те пески, которые в начале этой публикации я легкомысленно называл речными и овражными, оказывается называются алювиальными (это про речные) и элювиальными (образовавшиеся при выветривании горных пород, то есть карьерные). А ещё есть эоловые (перенесённые ветром — похоже речь идёт о дюнных песках), флювиогляциальные (прочитали слово с первого раза? а я, вот не смог… вообще—то это ледниковые), морские и озёрные.

Пески различаются по модулю крупности (не путать с размером зёрен–песчинок!). Для определения модуля крупности 1 кг песка последовательно просеивают через набор сит с размером ячейки от 2,5 до 0,14 мм, взвешивают всё, что осталось на этих ситах и суммарный результат делят на 100:

• песок повышенной крупности: модуль от 3 до 3,5 (т.е. на стандартных ситах остаётся 300–350 г песка, остальное уходит через самое мелкое сито);
• крупный: 2,5–3;
• средний: 2–2,5;
• мелкий: 1,5–2;
• очень мелкий: 1–1,5.

Другой стандарт (ДСТУ Б В.2.7-29-95 «Строительные материалы. Мелкие заполнители природные, из отходов промышленности, искусственные для строительных материалов, изделий,конструкций и работ. Классификация.») разделяет пески на 2 класса в зависимости от их плотности:

• плотные: плотность зёрен — более 2 г/см³ (ДСТУ Б В.2.7-32-95: «Строительные материалы. Песок плотный природный для строительных материалов, изделий, конструкций и работ. Технические условия.»),
• пористые: до 2 г/см³ (ГОСТ 22263-76 «Щебень и песок из пористых горных пород. Технические условия»).

Полезная табличка встретилась в стандарте:

Класс	Группа	Плотность зёрен	Насыпная плотность, кг/м³
плотные	очень тяжёлый	более 2,8	более 1800
	тяжёлый	2–2,8	1300–1800
пористые	средний	1,2–2	800–1300
	лёгкий	0,6–1,2	400–800
	очень лёгкий	до 0,6	до 400

Необходимо отметить, что в этом стандарте речь идёт уже не только о природных песках — ведь существуют ещё искусственные пески: результат отсевов дробления гранитов, известняков, мрамора, туфа, шлака и других горных пород, при производстве щебня и из отходов обогащения руд черных и цветных металлов с размером зерна от 0,05 до 5 мм. Возможно поэтому, ДСТУ Б В.2.7-29-95 добавляет ещё две группы по модулю крупности: тонкий (0,7–1) и очень тонкий (0,5–0,7), сохранив те же самые критерии, что и ДСТУ Б А.1.1-55-94 для крупного, среднего, мелкого и очень мелкого песка (группа песка повышенной крупности в этом стандарте отсутствует).

Основные сферы применения плотных песков — для производства тяжёлых бетонов, силикатных изделий, дорожных покрытий, засыпки фундаментов домов и сооружений. Пористый песок применяется в лёгких бетонах, для звуко– и теплоизоляционных засыпок. Подробно все сферы применения расписаны в стандарте и воспроизвести их здесь совершенно невозможно ввиду громоздкости (не взыщите…).

Кварцевый песок, почему–то стоит особняком, хотя любой природный песок состоит, в основном, из кварца.

Стоимость песка колеблется в очень широком диапазоне (от 20 до 65 и более грн. за тонну). Минимальную цену можно найти, например, в местах работы земснарядов по расчистке речных фарватеров. Кроме того, довольно часто в стоимость песка продавцы включают стоимость доставки. Как вы, наверное, догадываетесь очень мало предложений на рынке содержит сведения о качестве песка в соответствии с требованиями стандартов. И зачем я столько времени ковырялся во всех этих ДСТУ?!