Ленточный фундамент на глинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод

Особенности строительства фундаментов на глинистых почвах

Специалистам строительных компаний часто задают вопросы, касающиеся возведения загородных (дачных) домов на глинистых почвах. Самый распространенный: «У меня на участке глинистая почва. Какой фундамент обеспечит надежность постройки дома?» В нашем обзоре мы постараемся охватить все нюансы этой темы.

Глина как природный материал и ее особенности

Глинистые почвы бывают разными. Если в грунте процент содержания чистой глины колеблется в пределах от 5 до 10, то перед нами супесь. Суглинком называют почвы, в которых 10-20% чистой глины. А если ее более 30%, то грунт так и называют: «глина».

Основная особенность глины – способность быстро размываться под действием воды, не пропуская при этом ее вглубь. Пласты глины могут залегать на достаточной глубине, а проникшая к ним вода при низких температурах промерзает и вспучивает грунт. Поэтому глинистые почвы называют пучинистыми, а перед началом строительства настоятельно рекомендуют провести исследования состава и однородности грунтов на участке. В противном случае глина может повести себя неожиданно, довольно быстро превратив заглубленный фундамент в наземный.

Выбираем фундамент правильно

На глинистой почве можно строить абсолютно любимой тип фундамента, все зависит только от конкретного участка и возможностей застройщика.

Независимо от выбранного типа фундамента, на глинистых почвах рекомендуют выполнить обратную засыпку: произвести выемку грунта под всей площадью основания и засыпать его песком или щебнем. Процедура дорогостоящая, но повышающая прочность и надежность постройки, особенно в районах с длительными периодами низких температур.

Итак, выбор фундамента основывается на показателях глинистости и глубины промерзания почвы, а также на значении горизонта грунтовых вод. Если подземные воды расположены выше уровня промерзания, то еще до закладки фундамента необходимо создать дренажные траншеи вокруг него.

Фундамент для дома на глинистой почве может быть:

• ленточным, глубокого залегания (особенно в регионах с низкими температурами);
• плитным мелкозаглубленным;
• свайным.

Ленточный фундамент на глинистой почве

Для строительства загородных домов на супесях и суглинках, с глубоким залеганием грунтовых вод можно закладывать ленточный фундамент. На глинистой почве это будет монолитная железобетонная лента под всеми наружными и несущими стенами, а также под самыми тяжелыми участками будущего строения. Это единственно возможный вариант, если в доме предполагается погреб, подземный гараж или цокольный этаж.

После перенесения разметки с плана на «натуру», вдоль натянутых сигнальных струн роется котлован, глубина которого больше, чем уровень промерзания глинистого грунта. В регионах с холодным климатом она может составлять 1,5 метра. Дно тщательно выравнивается и засыпается слоями щебня (10-15 см) и песка (чем глубже ров, тем толще песчаный слой). Стенки траншеи прокладываются гидроизоляционной пленкой или рубероидом.

Ширина котлована рассчитывается как толщина стен с отделкой, плюс 10 см для отмостки и 30% — на основание фундамента. На дно котлована заливают бетонный раствор слоем в 3-5 см (это и будет основанием), а после застывания (порядка 14 дней) устанавливают опалубку и связанную в сетки арматуру.

Развитие строительных технологий позволило использовать более дорогую, но более качественную несъемную опалубку. Она дополнительно утепляет и защищает фундамент от смещения.

Заливка бетона происходит непрерывным способом, частями по 15-20 см, с обязательной утрамбовкой каждого из слоев. Через 28 дней бетон набирает полной прочности и опалубку можно снять. Готовый фундамент обмазывают или напыляют гидроизоляционными материалами, а если он остается для усадки на зиму – тщательно накрывают.

• Достаточно высокая несущая способность.
• Долговечность (75-150 лет).
• Возможность возвести цокольный этаж или погреб.

• Большая трудоемкость.
• Высокие затраты на материалы, а следовательно – общая стоимость фундамента.
• Допускается использование только на суглинках и супеси, и в глубокозаглубленном варианте.

Плитный фундамент

Другое название такого типа фундамента – «плавающая» плита. Это отличный вариант для глинистых почв, поскольку вес дома равномерно распределен на армированном бетонном основании, и при размытии или подвижке грунта будет происходить смещение всей плиты, а не отдельных ее частей.

Сама по себе бетонная плита имеет небольшое заглубление (в зависимости от веса будущего дома), но она лежит не на глинистом грунте, а на песочно-гравийной подложке.

Под всей площадью основания изымается грунт на глубину, превышающую толщину плиты на 30-40 см. При высоком уровне подземных вод – монтируется дренажная система из труб с уклоном от фундамента. Теперь, основание можно засыпать песком и тщательно утрамбовать или залить «тощим» бетоном. По периметру фундамента монтируется опалубка и ее внутренняя часть застилается гидроизоляционной пленкой или рубероидом. Прутья арматуры связываются в сетку, монтируются в опалубку и заливаются бетонным раствором с наполнителем из мелкого гравия. Заливку выполняют в максимально сжатые сроки, «за один раз». Причем лучше залить один слой на всей площади основания в один день, а в другой закончить, чем заливать всю высоту по частям.

• Устойчивость к просадке и размыванию грунта, а также сейсмическим явлениям.
• Долговечность (до 150 лет).
• В процессе строительства можно изменить первоначальную планировку дома без дополнительных изменений в фундаменте.

• Дорогостоящие материалы и земляные работы.
• Трудоемкость процесса.
• Невозможность построить подвал без проведения дополнительных работ.

Свайный фундамент на глинистых грунтах

Самый оптимальный фундамент под глинистую почву – свайный или свайно-ленточный (свайно-ростверковый). Варьируя размеры свай, можно достичь глубины залегания твердых грунтов, не подверженных промерзанию и размыванию грунтовыми водами, и соорудить прочное основание для дома.

При расчетах свайного фундамента для каждой сваи определяется нагрузка, которую она будет нести. В зависимости от этого и глубины установки, выбирают винтовые, забивные или буронабивные сваи (для относительно небольших глубин).

Железные винтовые сваи вкручиваются в грунт при помощи специальных рычагов (можно выполнить самостоятельно), а забивные устанавливаются с привлечением спецтехники. Буронабивные – это армированные железобетонные опоры, создаваемые непосредственно на участке. Сначала выполняется бурение скважины, затем из нее откачивается вода, засыпается песчаная подушка. В отверстие устанавливаются трубы, которые затем армируются и заливаются бетоном. Сложность работ по заливке на большой глубине несколько ограничивает их применение.

Для загородного дома сваи устанавливаются в ряд под наружными и несущими стенами. Если в доме планируются колонны – под ними образуют свайный «куст». Если планируется тяжелое строение – свайный фундамент выполняют в виде поля равномерными рядами установленных свай. На сваи укладывается балка из железобетона (реже – плита), главная задача которой – связать в единое целое весь фундамент, равномерно распределить и передать на грунт нагрузку от веса постройки.

• Долговечность (200 лет).
• Способность выдерживать большие нагрузки и вертикальные деформации.
• Финансовые вложения меньше, чем для возведения ленточного монолита.
• Относительно высокая скорость постройки.
• Возможность многоразового применения свай.
• Монтаж в любое время года.

• Невозможность обустройства подвала без дополнительных работ.
• Необходимость применения спецтехники.
• Отдельные элементы сваи подвержены коррозии.

Как видим, глубина фундамента на глинистой почве напрямую зависит от глинистой составляющей, уровня промерзания и залегания грунтовых вод, а также веса конструкции. В ходе подготовительных к строительству работ лучше не экономить на мероприятиях по изучению состава грунтов на участке. Это поможет понять, какой фундамент лучше на глинистой почве в каждом конкретном случае, ведь цена вопроса – надежность и прочность загородного дома на долгие годы.

Варианты строительства фундамента на глинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод

Основной проблемой при возведении фундаментов становятся неудовлетворительные характеристики грунта. Фундамент на пучинистых грунтах — распространенное явление на всей территории России. Пучение крайне опасное явление, которое может привести к значительным повреждениям несущих конструкций здания. Пред постройкой необходимо разобраться, что такое морозное пучение, и что нужно сделать, чтобы предотвратить его появление в почве.

Что такое пучение грунта и как оно возникает

Морозное пучение грунта — это изменение его структуры. Возникает явление при одновременном воздействии на почву воды и минусовых температур. Если описывать проблему в физическом смысле, то нужно обязательно упомянуть об уникальном свойстве самой распространенной на земле жидкости, которое в этом случае играет против фундамента дома.

Схематичное изображение действия сил морозного пучения.

Вода — единственное вещество на планете, которое при замерзании не уменьшается в объеме, напротив, лед имеет больший объем, чем жидкость при той же массе. При высоком расположении грунтовых вод в зимний период в почве происходит процесс замерзания, при этом грунт увеличивается в объеме, приподнимая подошву фундамента и оказывая дополнительное давление на стенки.

Какие грунты представляют опасность

Классификация оснований приведена в ГОСТ 28622-2012. По таблице 1 этого нормативного документа выделяют пять групп почв в зависимости от степени склонности к появлению пучения:

• не склонные к пучению;
• слабо пучинистые;
• средне пучинистые;
• сильно пучинистые;
• чрезмерно пучинистые.

Главным критерием при разделении является относительная деформация образца для испытаний при морозном пучении. Чтобы понять, какие типы грунтов могут вызвать проблемы, рекомендуется ознакомиться с таблицей.

крупнообломочные и скальные с содержанием заполнителя менее 10 %

глины при показателе текучести меньшем или равном 0

глины при показателе текучести от 0 до 0,25

крупнообломочные с содержанием заполнителя более 30%

глины при показателе текучести более 0,5

Важно! Деление грунтов на пучинистые и непучинистые носит условный характер, т.к. при насыщении водой любой грунт будет пучинистым, потому что при замерзании расширяется именно вода, а не сам грунт. Но разные грунты по разному склонны к накоплению и капиллярному подсосу влаги. Например глина способна подтягивать воду вверх до 2-х метров, поэтому при уровне грунтовых вод (УГВ) ниже подошвы фундамента менее чем 2 м, грунт около фундамента может быть очень влажным.

Песок же подтягивает влагу значительно хуже глины (20-30 см) поэтому его часто используют для подушки и обратной засыпки, но тут таится другая опасность. Если делать подушку и обратную подсыпку в глинистом грунте, то при попадании воды в песок она будет скапливаться в нем как в ванной, т.к. глина медленно пропускает влагу. Вода может попасть в песок либо при плохой отмостке и отсутствии ливневки, либо при внезапном поднятии УГВ весной или осенью. Чтобы этого избежать необходимо делать качественную систему водоотведения – ливневку и дренаж.

Перед строительством потребуется провести геологические исследования и определить тип почвы на участке. Для этого работу выполняют способом отрывки шурфов или ручного бурения в условиях возведения фундамента своими руками. Признаки грунтов различных типов приведены в ГОСТ «Грунты. Классификация». При этом также определят водонасыщенность грунта.

Пучинистость грунтов совместно с высоким уровнем грунтовых вод диктуют условия по глубине заложения фундамента. Глубина заложения определяется по нормативным документам для каждого отдельного региона. В последней редакции СП «Основания зданий и сооружений» вычисляется по формуле в зависимости от многих показателей.

Совет! Если нет желания разбираться в расчетах, можно воспользоваться СНиП «Строительная климатология и геофизика», в приложении которого есть карты для определения глубина промерзания. Этот документ на данный момент не действует, но для частного строительства можно пользоваться им в качестве рекомендаций.

Проектирование и устройство фундаментов на пучинистом основании выполняется с учетом пункта 6.8 СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». При глинистых или пылеватых грунтах необходимо закладывать подошву ниже глубины промерзания или предусматривать дополнительные мероприятия.

Какие типы фундаментов можно использовать

Для пучинистых грунтов самое важное — глубина заложения и уровень воды. Именно в зависимости от них подбирается фундамент. Можно привести несколько наиболее распространенных вариантов для различных случаев.

Заглубленные и мелкозаглубленные

Если УГВ расположен достаточно глубоко (более 1,5 м) применяют ленточные и столбчатые фундаменты. При этом контролируют, чтобы отметка подошвы находилась на расстоянии не менее 50 см от воды в глинистой почве. Если говорить о водонасыщенных грунтах, то глубина закладки для глин, суглинков, супесей и мелких песков не менее промерзания, а для крупнообломочных — любая (для заглубленных зависит от высоты подвала, для мелкозаглубленных от 0,5 м). Можно также выбрать плитный фундамент мелкого или глубокого заложения.

При этом для предотвращения появления сил морозного пучения и подтопления конструкций необходимо предусмотреть следующие мероприятия для фундамента:

• Подсыпка. Под подошву ленты или отдельных столбов предусматривают слой сыпучего материала. Он станет дренирующим и разравнивающим элементом. В качестве материала для создания применяют щебень, гравий, крупный или средний песок. Иногда строители в целях экономии предлагают использовать в качестве подсыпки шлак. Этот материал характеризуется низкой стоимостью, но может привести к негативным последствиям: усадки, опасность для здоровья человека. Толщина подсыпки зависит от характеристик грунта, в среднем составляет 30-50 см.
• Гидроизоляция фундамента. Для ленточного в обязательном порядке потребуется вертикальная обмазка битумом или обработка другими материалами, укладка рулонной изоляции по обрезу фундамента (например рубероида) и отмостка, которая предотвратит попадание дождевой и талой воды.
• Дренаж. Он устраивается по периметру здания на 30-50 см ниже отметки подошвы фундамента. Труба укладывается не дальше, чем на расстоянии 1 метр от конструкции.

При закладке ниже глубины промерзания опорам не потребуется утепление, для мелкозаглубленных оно необходимо. В качестве наиболее оптимального материала для выполнения работ можно назвать экструдированный пенополистирол.

Незаглубленные (плита и лента)

Если УГВ приближен к поверхности, но глубина расположения более 50 см, используют плитные основания и незаглубленные ленточные фундаменты. Важно помнить, что не зарытая в землю лента может устраиваться только для небольших строений и применять ее требуется с крайней осторожностью. Незаглубленные столбчатые опоры использовать нельзя, ввиду их низкой несущей способности.

При этом важно позаботится об утеплении фундамента, поскольку он не защищен от морозов слоем почвы. Для заливки ленточного фундамента можно применять опалубку из пенополистирола. Этот элемент не снимается после заливки и служит теплоизоляцией. Для утепления фундаментных плит используют экструдированный пенополистирол, который от обычного отличается более высокой прочностью.

Для обеспечения надежности можно заменить часть грунта на участке на грунт с достаточными прочностными характеристиками. Если имеющийся на участке грунт неустойчивый, можно сделать подсыпку. При этом сложно рассчитать, какое количество материала потребуется, его добавляют до тех пор, пока основание не станет устойчивым, не вытиснится лишняя влага, а сыпучий материал не перестанет уходить в почву.

Если УГВ расположен ближе, чем на 50 см от поверхности земли, стоит отказаться от незаглубленных фундаментов в пользу свайных элементов. Возможно два варианта, первый из которых наиболее трудоемкий. Заключается метод в том, что на площадке выполняют временное водопонижение и заглубляют ниже глубины промерзания буронабивные сваи. Второй вариант — винтовые сваи. Это более простой способ. Винтовые сваи также применяют для болотистых участков местности, на которых невозможно применение других типов оснований.

Одним из вариантов буронабивных свай могут стать элементы по технологии ТИСЭ. Это сваи с уширенной нижней частью (напоминают гвоздь со шляпкой вниз). Уширение предотвратит выдергивание под действием сил морозного пучения и увеличит несущую способность.

Какой бы тип фундаментов не был выбран все необходимые действия при глинистых грунтах и высоком уровне подземных вод нужно сделать одновременно и в полном объеме. Только комплекс этих мероприятий позволит предотвратить повреждение фундамента, заложенного выше глубины промерзания при пучинистой почве.

Какой фундамент лучше на глинистой почве

Фундамент на глине, какой лучше использовать? Такой вопрос встает перед застройщиком, когда обнаруживается, что на его участке глинистая почва. Прочность фундамента зависит не только от качества строительных материалов. Большое влияние на надежность строения оказывают характеристики грунта, на который опирается дом.

Поэтому крайне важно на стадии проектирования выбрать оптимальный вариант фундамента, соответствующий геологическому строению участка застройки. Данная статья поможет частным строителям, которые собираются возводить дом на глине: какой фундамент лучше подойдет для такого случая?

Сложности строительства на глинистых грунтах

Основными проблемами при строительстве фундамента на глинистых почвах является вероятность просадки, обламывания и вспучивания основы здания. Произойти это может под воздействием слишком большого давления на фундамент, или по причине недостаточной глубины его заложения.

В зоне особого риска находятся дома, стены которых построены из легких стройматериалов – пеноблоков, например (какой нужен фундамент для дома из пеноблоков). Силы пучения в глинах можно уравновесить только тяжелой надземной частью – кирпичной, каменной или железобетонной.

Виды глинистых грунтов

К глинистым грунтам относятся:

Глина представляет собой совокупность мелких (до 0,01 мм) частиц с небольшой примесью песка и пыли. Характеризуется сыпучестью и высокой пластичностью. На глине строить можно, если грунт однородный, а грунтовые воды залегают глубоко. Но в любом случае такой случай совсем не подходит для самостоятельного строительства.

Суглинок содержит до 10% глины. В зависимости от ее конкретного объема грунт может быть легким, средним и тяжелым. Суглинки склонны к морозному пучению, так что условия строительства на них относятся к категории сложных.

В супесях содержится не более 5 процентов глины. Эти грунты имеют еще одно название – плывуны, так как обладают большой подвижностью под влиянием подземных вод. Строить фундамент на супесчаных почвах нежелательно, но если другого выхода нет, выбирают свайные конструкции со щебеночной основой.

Выбор типа фундамента

При строительстве фундамента на глинистой почве, независимо от выбранного типа, необходимо выполнять главное правило: ширина подошвы должна быть больше верхней части конструкции на 25 и более процентов (различные виды фундамента для частного дома). В обязательном порядке обустраивается подушка из песка и гравия (или щебня).

Ответить на вопрос: какой фундамент лучше на глинистой почве — однозначно нельзя. При выборе типа конструкции необходимо принимать во внимание несколько моментов: стоимость, характеристики грунта и глубина залегания грунтовых вод. При определенных обстоятельствах он может быть ленточным, плитным или свайным.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент на глине подойдет для тяжелых построек и легких деревянных строений (для ленточного фундамента своими руками — пошаговая инструкция).

Но если в первом случае обустраивается заглубленная конструкция, подошва которой находится ниже границы промерзания, то во втором предпочтение следует отдать мелкозаглубленному фундаменту: на глинистой почве легкая надземная часть не сможет стать противовесом силам пучения.

Монолитная лента применяется только в том случае, если грунтовые воды находятся ниже линии промерзания грунта. На суглинистых почвах фундамент такого типа можно строить, если геологоразведка подтвердила равномерность залегания пластов по всей строительной площадке.

Только в таком случае неравномерные деформации при пучении грунта не будут угрожать конструкции.

Схема ленточного фундамента на глине.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты на глине являются наиболее надежными, но и самыми дорогими (о плюсах и минусах плитного фундамента). Поэтому практикуют их только в случае строительства роскошных особняков.

Другое название такого типа фундамента на глинистой почве – плавающий. При любых подвижках грунта плита движется вместе с ним, сохраняя равномерность нагрузки.

Плита заливается практически на поверхности земли. Но практикуют и заглубленные плиты – в домах с подвалами. В этом случае стены подземной части дома, и плита составляют единую монолитную конструкцию.

Если вам надо построить фундамент на суглинке, лучшего решения, чем монолитная плита, не найти (как сделать плитный фундамент своими руками — пошаговая инструкция). Поскольку подошва такого основания имеет максимальную площадь, даже расчетного сопротивления грунта в 1 кг/см2 достаточно для обеспечения устойчивости строения.

Схема плитного фундамента.

Свайные фундаменты

При помощи свай сооружается фундамент на супесях и прочих видах глинистых грунтов. Под здания большой площади устраиваются свайные поля: под стены опоры устанавливаются в виде рядов, а под колонны – кустами.

При выборе типа фундамента на глинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод наиболее правильным решением является строительство дома именно на сваях (что такое обвязка свайно — винтового фундамента). При этом необходимо придерживаться основного правила – опора должна выполняться с уширением книзу.

Хорошо зарекомендовали себя винтовые сваи – конструкции, снабженные винтовыми лопастями в нижней их части (как сделать свайно — винтовой фундамент своими руками). При вкручивании винта сохраняется плотность грунта вокруг опоры – лопасти почву не взрыхляют, а подрезают отдельные пласты. Расчетная глубина установки винта находится ниже водоносного слоя и точки промерзания.

Схема свайно — винтового фундамента на глинистой почве.

Заключение

Устройство фундамента на глинистых грунтах – дело сложное, но вполне осуществимое. Главное – знать все преимущества и недостатки таких грунтов и грамотно использовать первые, избегая вторых.

Видео о том, чем опасна глина для фундамента.

Фундамент на глине

Фундамент на глине при строительстве вызывает немало сложностей, особенно при близком расположении грунтовых вод. Глины, насыщенные водой – рекордсмены по силе морозного пучения. На фундаменты и все другие подземные строения на глине эти силы влияют, вызывая серьезные деформации, трещины, провалы и разрушения. Конечно, большей частью в тех случаях, когда фундамент на глине спроектирован с ошибками и без учета влияния грунтов основания.

Морозное пучение глин

Мерзлотоведение – это раздел инженерной геологии и очень серьезная наука, которая в числе прочего разрабатывает особые методы исследования особенностей промерзших грунтов и способы качественного строительства на этих крайне непростых грунтах.

Влажная глина промерзает довольно сложным образом. Глина замерзает не сразу всем массивом, так как она имеет поры, хотя визуально это и не заметишь. Сначала становится льдом вода в крупных порах и цементирует частицы грунта, в результате чего слабая глина превращается в скальный грунт, который можно разрабатывать только киркой, а то и взрывчаткой. Увеличение объема при замерзании около 9%. Понятно, что весной эта скала превратится в грязь.

Но на замерзании воды в порах грунта дело не заканчивается, поскольку в течении долгой зимы идет процесс постоянного возрастания влажности глины, по причине подсоса грунтовой воды из нижнего горизонта. А если УГВ высокий и эта вода рядом – замерзший грунт может вобрать ее столько, что образует целые прослойки из льда, при этом настолько увеличит свой объем, что легко и просто поднимет дом, вспучит дорожную одежду из асфальтобетона, деформирует железнодорожные полотна и взлетную полосу аэродрома и т. подобное. Десятки сантиметров пучения зимой – явление нередкое.

А весной налицо результат этого явления, получившего название морозного пучения – жидкий растаявший грунт становится грязью, асфальт разрушен, на дороге ямы и выбоины, здания дали просадку, а фундамент пошел трещинами. И ремонт зачастую уже не поможет.

Еще одно «интересное» явление – промерзший водонасыщенный грунт имеет свойство смерзаться с фундаментом, в том числе и со сваей, как и с любой подземной конструкцией. Давление от мерзлого грунта, возникающее при этом, настолько велико, что ломает сваи. На вертикальные поверхности фундаментных стен эти силы действуют по касательной, и разрушая, и выталкивая строения из земли. Одно из эффективных средств предотвратить все это – устроить вертикальную гидроизоляцию фундамента с применением рулонных материалов, это существенно снизит сцепление и заставит мерзлый грунт «скользить» по поверхности, при этом касательные силы пучения будут в значительной степени нивелированы.

Но профессиональные строители и дорожники не просто имеют кучу неприятностей от процесса морозного пучения, а вполне эффективно с ним борются. Способы разные, иногда с применением химии. Но на своем участке лучшим методом борьбы с пучинами является простое средство – осушение. Если удалось отвести воду, устроив эффективную систему дренажа, то пучение или не возникнет, или будет намного слабее.

Но прежде чем бороться, нужно узнать врага в лицо. Чтобы возвести капитальный дом на глинистом грунте, нужны геологические исследования и проектные расчеты. Обращение в проектную организацию в данном случае будет практичным решением, а строительство с соблюдением технологий, и по проекту, выполненному специалистами, избавит от неприятных сюрпризов в дальнейшем.

В случае, когда строится баня, гараж или небольшой дом, выполнить качественный фундамент на глинистой почве возможно самостоятельно, изучив вопрос технически и руководствуясь строительными нормативами.

Определение характеристик грунта

Сначала нужно определиться с некоторыми характеристиками грунтов вашего участка:

1. Содержанием глинистых частиц в почве
2. Влажностью грунта
3. Глубиной промерзания грунтов (ГПГ) для данного района
4. Уровнем грунтовой воды (УГВ)

О том, как визуально определить состав грунта, многих людей учить не надо, все, кто имеет дело с землей, прекрасно разбираются, что же за грунт у них под ногами.

Если взять в руку комок влажного грунта, размять и попробовать скатать его колбаской или сделать «шнур», то песок – просто рассыплется, суглинок или «жирная» супесь сначала скатается колбаской, но быстренько потрескается и развалится на кусочки. Но если в ладони скаталась целая и эластичная «колбаса» — ясно, что перед вами глина. То есть — вы имеете грунтовое основание для строительства особой сложности.

Влажность тоже можно оценить без лабораторных методов, хотя и не в точных процентах. Если оставить комок глинистого грунта на воздухе, и он будет сохнуть часами – значит, глина влажная. Именно такая глина способна дать сильные сезонные пучения и подвижки.

Уровень грунтовой воды участка определяется, если есть колодец. Если нет – можно определить при бурении скважины или шурфа. Информацию можно получить и от соседей, ведь при строительстве часто копают колодцы и бурят скважины.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта – являются справочными данными, они есть в строительных нормативах, с классификацией по районам строительства.

Фундамент на пучинистых и глинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод

На территории страны существует огромное количество различных типов почвы, на которых сейчас возводятся здания. Но под каждый конкретный тип грунта нужно подбирать свой тип фундамента, ведь почва отличается своими характеристиками, пластичностью, степенью промерзания и способностью к мелким подвижкам.

Поэтому, с технической и строительной точки зрения, пучинистые грунты относятся к группе пластичных почв, они состоят с глинистых пластов, перемешанных с песком, и содержат мало каменистых вкраплений.

Само название таких грунтов означает, что во время промерзания они склонны к вертикальным подвижкам, иногда довольно сильным за счет замерзания грунтовых вод и их расширения. Соответственно, это процесс циклический, причем существует слабая, средняя и сильная степень пучинистости.

Понятно, что игнорировать особенности такого грунта при возведении фундаментов категорически не рекомендуется, поэтому и нужно несущие конструкции фундамента опускать ниже граничной зоны промерзания. Подбираются такие основания под каждый тип строения индивидуально, отличаются конструкцией, особенностями монтажа и несущими характеристиками.

Устройство фундамента на пучинистых грунтах

Единственно правильное устройство оснований на глинистых почвах – это установка прочного тяжелого подножья ниже зоны промерзания на прочных слоях грунта. При этом устраняется воздействие нижних слоев на основание, но остаются небольшие боковые подвижки.

Поэтому, чтобы устранить практически все существующие воздействия на фундаменты, иногда приходится потратить много денег и времени, но при этом получится прочный надежный фундамент, способный выдержать даже сильные морозы.

Поэтому, все фундаменты на пучинистых грунтах отличаются своей конструкцией, способом монтажа и выбором строительных материалов. Существует три ключевых конструкции оснований, способных выдержать подвижки глинистых и песчаных почв с высоким уровнем грунтовых вод:

• Заглубленный фундамент. Это дорогая с технической и монтажной точки зрения конструкция, где монолитная или блочная подошва устанавливается на глубине ниже зоны промерзания почвы на плотные грунты.
• Мелкозаглубленное основание с увеличенной жесткостью на изгиб. Это специфический вид конструкции, часто применяется в промышленном и административном строительстве. Тут используются конструкции, которые могут независимо принимать неравномерные деформации основания и при этом сохранять целостность здания в целом.
• Использование столбчатых фундаментов с незаглубленными или мелкозаглубленными ростверками. Практикуются при возведении небольших жилых и хозяйственных сооружений, отличаются практичностью и быстротой сооружения.
• Теплоизоляционные фундаменты мелкого заложения. Это вариант ростверковых оснований, только вокруг столбов и ростверка сооружается специальная зона утепления, которая нейтрализует воздействие промерзлой почвы на основу.

Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых грунтах с заложением на глубину промерзания

Такое основание часто практикуют при возведении небольших зданий, ведь имеет сразу ряд ключевых недостатков:

• Слишком большая боковая поверхность способствует увеличению нагрузки на стены конструкции;
• Слишком высокая стоимость установки, потому что нужно рыть глубокие траншеи и обезопасить стенки от обвала;
• Дорогие строительные материалы;
• Нужно проводить сложные расчеты уравновешивания сил пучения и массы самого здания.

Это материалоемкие и трудоемкие основания, не спосбоные обеспечить оптимальную защиту здания от воздействия почвы. Но при этом они практикуются в относительно холодных регионах, где граница промерзания расположена высоко, а под ней идет твердый шар породы. В случае правильного использования технологии, подошва бетонного основания трапециевидной формы устанавливается непосредственно внутри твердой породы, которая уже не подвержена пучению.

Защиту от боковых подвижек устраняют методом углового армирования с использованием промежуточных бетонных балок. Также ленточные заглубленные фундаменты часто используют, когда нужно построить здание с подвальными помещениями.

Свайные и столбчатые основания

Такой фундамент на пучинистых почвах отличается практичностью и надежностью, ведь на него не воздействуют вертикальные подвижки грунта, а боковые устраняются за счет конструкции столбов.

Учитывая, что столбы и сваи уже производятся с учетом гидроизоляционных характеристик, грунтовая вода на них мало воздействует.

Также все они имеют ростверки – это сооружение, которое соединяет все столбы между собой и равномерно распределяет нагрузки на каждую опору отдельно.

В качестве свай используются уже готовые фабричные винтовые сваи, технологии ТИСЭ и буронабивные сваи.

Преимущества свайно-ростверковых оснований

• Сваи вкручиваются в грунт ниже глубины промерзания почвы до тех пор, пока не упрутся в прочную породу. Поэтому, вертикальные подвижки сведены к минимуму;
• Форма свай круглая, почва будет «обтекать» их, не нанеся вреда;
• При монтаже в скважины используются гидроизоляционные материалы (рубероид) и асбестовые трубы, которые предохраняют конструкцию от коррозии;
• Их можно использовать на строительных площадках со сложным рельефом;
• На возведение фундамента пойдет минимум строительных материалов и техники.

Недостатки свайно-ростверковых фундаментов на пучинистых грунтах

• Опорная поверхность сваи не способна выдержать большие нагрузки, поэтому такое основание используют для строительства небольших по массе зданий;
• Схема фундамента под дом из бруса

Ограниченная длина свай часто стает препятствием при строительстве на глинистых и песчаных грунтах с глубоким расположением прочных пород;

Именно на ростверк идет основная нагрузка от здания, поэтому это конструкция с холодным цоколем. Тут нужно затратить дополнительные средства на утепление пространства под ростверком. Поэтому тут будет удорожание конструкции в целом.

В целом, финансовые и технические расходы на сооружение свайно-ростверковых фундаментов, особенно с монолитными или сборными ростверками, существенно выше, чем на сооружение мелкозаглубленных ленточных конструкций.

Поэтому они и практикуются в небольшом частном строительстве, когда долговечность фундамента не играет большой роли.

Фундаменты повышенной жесткости

Это специальные конструкции, приспособленные к неравномерным деформациям основания за счет разности степени пучинистости различных участков почвы. Они бывают:

• Ленточные;
• Плитные;
• Столбчатые с ростверком.

Конструктивно, такие основания предусматривают жесткое соединение всех блоков в единое целое, поэтому каждый элемент конструкции передает нагрузку на соседние зоны фундамента и нейтрализует их. При проектировании таких оснований используются совершенно новые расчетные параметры, такие как расчет по деформациям пучения и горизонтальные сдвиги.

Учитывая, что тут возможны и неравномерные деформации, то их значения не должны быть выше, чем предельно допустимые.

Параметры, используемые при проектировании жестких фундаментов:

• Пучинистые свойства грунта и возникающее в нем давление;
• Жесткость фундамента и надфундаментных элементов на изгиб;
• Стойкость к вертикальным и продольным деформациям;
• Учет активного влияния несущих стен и перекрытий при стабилизации движения фундамента;
• Расчет жесткости и гибкости несущего каркаса здания (арматурного пояса);
• Масса будущего здания;
• Точный учет свойств грунта.

Как показала практика, сложными при возведении жестких фундаментов остаются только расчеты, ведь в результате получатся исходные данные для возведения основания. А возвести его не составит труда, причем это относительно дешевый процесс, сделать который можно и своими руками без подключения мощной строительной техники.

Плитные фундаменты

Плитные фундаменты – это конструкции, где под зданием установлена монолитная железобетонная плита, установленная непосредственно на грунт.

Это разновидность мелкозаглубленного основания, отличается высокой прочностью, надежностью и массой.

Но на его возведение нужно затратить большое количество бетонного раствора и арматуры, а также использовать дополнительную опалубку.

Через свою массу и большой расход строительных материалов, монолитные плитные конструкции используются при небольшом частном строительстве, особенно при строительстве на слабых почвах. Бывает две разновидности фундаментов-плит:

• Собственно, плитный фундамент;
• Мелкозаглубленный ленточный монолитный фундамент с подвесными полами по грунту.

В случае подвесного пола, плита сама не участвует в передаче нагрузки от здания на грунт, а выполняет задание плиты перекрытия подвала или первого этажа. Она рассчитывается на нормативную нагрузку перекрытий, отличается прочностью и дополнительно армируется. Грунт тут используется как временная опалубка при установке плиты перекрытия. После высыхания бетона, грунт убирают.

Что нужно знать при возведении фундаментов на слабых грунтах

Любой фундамент, даже возведенный строго по заданным параметрам, готовому проекту, со временем будет разрушаться, ведь на него воздействуют грунтовые воды и мороз. Поэтому, для дополнительной защиты оснований нужно также использовать гидроизоляцию и теплоизоляцию.

Как правило, теплоизоляцию практикуют, когда возводится свайно-ростверковый фундамент для защиты первого этажа пола от промерзания и с целью снизить потери тепла непосредственно с дома.

Гидроизоляцию нужно делать для любого типа основания, причем в некоторых случаях нужно даже покрывать гидроизоляцией подошву основания между песчано-гравийной подушкой и бетоном. Такие мероприятия удорожают строительство фундамента, но предохраняют его от преждевременного разрушения.