Виды, свойства фундамента. Как правильно выбрать?
Выбор правильного фундамента – задача еще более важная и ответственная, чем возведение самого дома. Ведь от прочности, устойчивости и надежности основания будет зависеть долговечность всей постройки. Именно поэтому мы подробно остановимся на том, какие бывают виды фундаментов, в каких случаях они используются и на каких грунтах.
Существуют 5 основных видов фундамента:
1. Ленточный фундамент (мелкозаглубленный ленточный фундамент, заглубленный ленточный фундамент) 2. Столбчатый фундамент 3. Столбчато-ленточный фундамент по технологии ТИСЭ 4. Свайный фундамент 5. Плитный фундамент для дома
Чтобы правильно подобрать фундамент для дома, необходимо учитывать ряд факторов:
1. Структура и состояние грунта на участке. Какой фундамент выбрать, во многом определяется исходными условиями участка. Существуют пучинистые грунты, которые при промерзании или другом изменении атмосферных условий, могут перемещаться и расширяться, выдавливая из себя строение. К пучинистым грунтам относятся глина, супеси, суглинок, торфяные болота. Также существуют непучинистые грунты, которые могут служить достаточно прочным основанием для фундамента. Это песок, щебенка и горные породы.2. Уровень залегания грунтовых вод. Если вода близко, она может оказывать сильно негативное влияние на многие виды фундаментов.3. Вес дома, материал, из которого будут возводиться стены.4.Особенности архитектуры дома: наличие подвала или цокольного этажа.5.Особенности ландшафта: ровная местность или с уклоном.
Немаловажным нюансом также является финансовая составляющая. Обычно на возведение надежного фундамента тратится не менее 25% от стоимости возведения всего дома. И это вполне оправданно, учитывая, насколько важна прочность и долговечность основания. Настоятельно не рекомендуется экономить на материалах для фундамента, в дальнейшем это может привести к плохим последствиям. Итак, ниже представлены наиболее распространенные виды фундаментов для дома, дачи, бани, гаража, пристройки и других сооружений.
Глина как природный материал и ее особенности
На глинистых грунтах можно делать фундаменты дома любым способом. Использование того или иного основания зависит от индивидуальных характеристик участка и финансовых возможностей хозяина. Анализ почвы поможет безошибочно определить тип основания
При выборе оптимального типа основания необходимо учитывать следующие особенности:
- количество глины в грунте;
- границу промерзания;
- уровень грунтовых вод.
Определение всех перечисленных параметров реализуется за счет проведения качественного анализа почвы. В случае перехлеста горизонта грунтовых вод с уровнем промерзания почвы целесообразно до проведения работ по закладке основания дома оборудовать примитивную дренажную систему для отвода воды.
Реализуется дренаж путем копки траншей по периметру будущего размещения фундаментных элементов. На глинистых грунтах, как правило, обустраивают следующие виды оснований:
- ленточный;
- свайный;
- мелкозаглубленный плитный;
- глубокого размещения (в регионах с чрезмерно низким температурным режимом).
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.
В общем случае различают речную (аллювиальную) и ледниковую глины. Первая залегает вблизи водоемов, в низинах и обладает высокой пластичностью. Строительство на таких участках противопоказано, а в исключительных случаях дома имеют свайный фундамент. На ледниковых пластах можно уверенно возводить бетонные основания, но лишь при условии их глубокого залегания.
Строительство на глине
Прежде чем приступать к расчетам, которые необходимы для постройки здания, необходимо учесть несколько факторов: состав почвы, уровень грунтовых вод и глубину промерзания почвы в зимний период. Последний фактор важен тем, что фундамент в любой мороз должен опираться на непромерзшую почву, дабы избежать воздействия мерзлоты на подземную часть здания и ее деформацию.
Схема закладки
Одним из самых сложных сочетаний неблагоприятных факторов является такой уровень грунтовых вод, граница которых пролегает выше линии промерзания почвы. В таких случаях необходимо проведение специальных работ по осушке водного горизонта с помощью особых дренажных сооружений. И только после этого можно будет начинать строительство желаемого сооружения. Ну, а если снизить уровень водного слоя невозможно, применяют другую технологию. В этом случае закладывается фундамент свайного типа, который не боится подобного неблагоприятного сочетания. В последние годы наибольшую популярность приобрел винтовой или, правильнее его называть, свайно-винтовой. Подобная разновидность отлично показала себя в различных сложных условиях и для нашего случая с высоким уровнем грунтовых вод он вполне подходит. Конкретный же выбор, ленточный или винтовой фундамент, должен делать специалист после тщательного изучения почвы и многих других условий.
В различных районах нашей страны уровень промерзания грунта существенно отличается. В западных и южных регионах речь идет о глубине в 80 см, а в северных областях глубина достигает 2,5 м. Для снижения уровня воздействия мерзлоты на фундамент используют специальную подушку из керамзита и других схожих материалов, насыпаемых вокруг него.
Свайный, винтовой или ленточный фундамент на глинистой почве требует очень внимательного и осторожного подхода. Глина – крайне неудобный материал для закладки любого типа
Все глинистые почвы можно условно разделить на три группы исходя из процентного содержания в них собственно самой глины: супеси (в них содержится менее 5% глины), суглинки (содержит до 10% глины) и собственно глинистые почвы (таковыми считаются почвы с содержанием более 30% глины).
Схема траншеи дренажа фундамента.
Как уже говорилось, глина обладает некоторыми негативными характеристиками для строителей. Она излишне пластична и мягка, к тому же под влиянием воды резко ухудшает свои опорные функции, становясь еще более текучей. Но и сами по себе глины не едины в своих характеристиках. В частности, они делятся на красные и голубые: первая имеет в своем составе высокий уровень песка, и через нее вода проходит довольно быстро, а вторая не пропускает воду совсем, а значит, возможно скопление водных масс на ее поверхности. Все это необходимо учитывать при строительстве любых сооружений.
Пучинистые грунты и особенности строительства
Почвенные массивы, которые расширяются под воздействием низких температур и оказывают разрушительное влияние на элементы строительной конструкции, относят к пучинистым грунтам. Процессам пучения подвергаются супеси, рыхлые глинистые и высокопористые почвы, которые способны удерживать влагу.
Прежде чем приступать к возведению фундамента, необходимо провести исследования верхних слоев поверхности. Согласно руководствам описания ГОСТ различают 5 типов почвы:
- непучинистые – крупнообломочные почвы, галька, гравий, крупный и средней фракции песок, хорошо фильтрующие жидкости;
- слабопучинистые грунты – возвышенные и холмистые места, которые хорошо увлажняются атмосферными осадками;
- среднепучинистые – слабовсхолмленные места с затяжными склонами, где увлажнение происходит верховодкой и атмосферными осадками;
- сильнопучинистые – заболоченные местности, в которых ситуацию усугубляется притоком грунтовых вод;
- чрезмерно пучинистые – грунты текучей пластичности и консистенции, находящиеся в обводненном состоянии вследствии малой плотности сложения почвенных слоев.
В таблице привдены параметры степени пучения грунта, но в реальности, лучше вычисление этих паказателей доверить профессионалуИсточник kamtehnopark.ru В процессе определения мероприятий по предупреждению деформации производят рассчет соответствующего коэффициента.
Выбор фундамента для тугопластичных и мягкопластичных глинистых грунтов.
Для этого вида грунтов применяются фундаменты всех видов, от лент и плит, до свай. Для мягкопластичной консистенции редко показано применение отдельно стоящих столбчатых фундаментов. В частном строительстве предпочтение следует отдавать ленточным фундаментам достаточной ширины, утепленным плитам мелкого заглубления, винтовым или буронабивным сваям небольшой длины.Выбор фундамента для текучепластичных глинистых грунтов.
Связные грунты пластичной и особенно текучепластичной консистенции накладывают ряд ограничений на производство работ. Откосы котлованов (траншей) не устойчивы, склонны к «оплыванию». Сильно затруднено устройство такого типа фундамента, как буронабивные сваи. После бурения скважин они быстро «заиливаются», стенки оседают. На таких грунтах целесообразно применение утепленных фундаментов мелкого заложения (например, утепленная шведская плита), буронабивные сваи в обсадных трубах, буроинъекционные и винтовые сваи. Последние получили широкое распространение в частном строительстве вследствие невысокой стоимости и простоте монтажа.
Схема устройство мелкозаглубленной утепленной фундаментной плиты.
Схема устройства буронабивных свай в обсадных трубах.
Варианты устройства ростверков поверх винтовых свай.
Ещё одним опасным свойством водонасыщенных связных грунтов является морозное пучение. Оно чаще всего проявляется в мелкодисперсных (связных) грунтах при достаточном количестве воды. Таким образом, мягко и текучепластичные глинистые и суглинистые грунты особенно часто подвержены силам морозного пучения. Мероприятия по противодействию этому фактору делят на две категории: заглубление фундамента не менее глубины промерзания (зависит от климатического района строительства) и утепление цокольной части здания (включая отмостку).
Строительство на текучих грунтах не рекомендуется.
Какой фундамент строить на суглинке?
Устройство фундамента диктуется физическими свойствами грунтов на участке строительства и нагрузкой, которую он должен воспринимать от возведенного на нем строения.
Если на песчаной почве вполне подойдет ленточный мелкозаглубленный фундамент, то на более слабых грунтах этого может оказаться недостаточно.
Например, при строительстве на суглинках следует учитывать особенности их структуры и изменения свойств при намокании и промерзании.
Чтобы определить перед началом строительства геологический состав грунта на участке, узнать его сопротивление и исходя из этого выбрать конструкцию фундамента, можно обратиться к специалистам, выполняющим геологические изыскания.
Пробурив несколько скважин и взяв пробы с разной глубины, они подготовят отчет, где будет подробно описана геологическая характеристика участка и все физико-механические свойства грунтов, пройденных при выполнении изысканий.
Если у вас нет лишних денег для оплаты таких работ, вы можете самостоятельно с помощью садового бура сделать несколько отверстий на глубину 1,5-2 м или лопатой выполнить 2-3 шурфа и посмотреть какие грунты были вскрыты при откопке.
Если грунт супесчаный – кольцо сделать не получится, грунт рассыплется. Если грунт суглинистый – кольцо из него распадется на 2-3 части. Если грунты глинистые – из них получится сделать кольцо. Несмотря на свою простоту, такой способ достаточно надежен и поможет вам самостоятельно узнать, какие грунты преобладают на участке.
Совет: Все работы по исследованию грунтов лучше проводить весной, чтобы узнать верхний уровень грунтовых вод, который именно в весеннее время достигает максимума.
Итак, вы определили, что подстилающие грунты представляют собой суглинки. Давайте теперь узнаем, какой тип основания лучше выбрать в этом случае.
Какой фундамент для дома, если почва суглинок?
Суглинистые почвы находятся практически на всей территории Центральной России. Строительство дома на таком грунте требует особого подхода. И начинается весь процесс с возведения фундамента. На суглинке можно возводить определенные типы остовов. Давайте разбираться.
Что это за тип почвы и какой фундамент выбрать?
Суглинком называют почву, состоящую из песка и глины. И последней обычно в таком грунте больше. Но может превалировать и песок в данной смеси (супеси). И если это так, то почва более пористая и сопротивление ее будет меньше, чем при преобладании глины в ее составе. Сухой суглинок — рассыпчатый благодаря песчаному наполнителю. Влажный суглинок — вязкий благодаря глине, именно из-за нее он промерзает и расширяется в холодное время года. Поэтому строители предпочитают возводить фундаменты следующих типов:
- Ленточный с жестким армированием. Можно делать как ниже линии промерзания грунта (возможность сделать подвал), так и выше (с обязательной установкой дренажа и утеплением фундамента немассивного сооружения).
- Монолитная армированная плита. Закладывается выше уровня промерзания грунта и более известна, как плавающий фундамент.
- Свайный типа ТИСЭ. Установка идет на глубину значительно ниже уровня промерзания грунта. Отлично справляется с возложенными на него функциями, но из-за дороговизны возведения, должно иметь объективное обоснование.
Самостоятельный анализ грунта
Оптимальное время для проведения геологоразведочных манипуляций — весна. Ведь именно в этот период грунтовые воды находятся максимально близко к поверхности. Они могут усложнить строительные работы и даже заставить вас пересмотреть первоначальный выбор фундамента.
На территории, которая планируется под застройку дома, нужно будет пробурить несколько скважин. Делать это удобно садовым буром. Глубина бурения — не менее 30 см от линии промерзания грунта. В процессе можно сразу оценить и определить:
- состав грунта;
- уровни залегания и их равномерность;
- характеристику почвы.
Подробнее о каждом виде фундаментов
Когда на руках имеется оценка грунта, можно приступать к выбору типа фундамента дома. Сюда нужно учесть также изначальный план вашего строения, ваши финансовые ресурсы и трудовые возможности.
Плита
Монолитная армированная плита — отличное решение, обеспечивающее защиту дома от пучения суглинка. Она защитит его от перекоса, трещин. Ее устанавливают даже на очень слабых грунтах для домов, гаражей, бань, беседок и других строений. У нее имеется «плавающий» эффект — при пучении она приподнимается и после него становится на изначальное место. С ней не страшны дому и грунтовые воды, залегающие близко к поверхности.
Плита заливается в вырытый котлован. Это армированная монолитная конструкция. Ее толщина может быть разной и связана с планируемым весом дома.
Сваи ТИСЭ
Все чаще в индивидуальном строительстве выполняют свайные остовы типа ТИСЭ. Это избавило от необходимости изготавливать сваи и транспортировать их к месту строительства. Да и забивка их копром также отпала. Для него в заранее выбранных местах вырывают скважины. В их вставляют либо железные трубы, либо бетонные. Их диаметр должен быть равен диаметру будущих свай. В них устанавливают армированный каркас и производят заливку бетонной смесью. После высыхания железные трубы можно извлечь, а можно и оставить. Во втором варианте это сделает сваи намного крепче, но при это существенно увеличит их стоимость.
Специальные загибы арматуры оставляют сверху, чтобы после вплести их арматурный пояс ростверка. Это обеспечит большую прочность конструкции.
Мероприятия по уменьшению пучинистости участка
Суглинок не может непучинится, т. к. в его составе находится глина, которая делает его влажным. И в холодное время года вода, замерзая, расширяется. Выполнение 5 мероприятий позволит значительно снизить этот показатель:
- По всему периметру строения формируется дренажная система.
- Формирование отмостки здания.
- Утепление отмостки дома.
- Установка системы водостока и водоотвода с крыши. Обязательно уходящую в ливневый слив.
- Полная замена грунта на песчаное основание перед возведением остова.
Посмотрите видео о том, как сделать дренаж почвы на своем участке:
Виды и особенности глинистых грунтов
Ни одна, даже самая незначительная постройка не ставится прямо на землю – ей нужен фундамент. Его главное предназначение – обеспечить устойчивость строения, его стационарное положение. Не выполнив это условие, нельзя рассчитывать на то, что дом, гараж или баня простоят долго. Неравномерные подвижки обязательно приведут к появлению трещин, разломов, напряжений в узлах крепления, провалов. И даже если дом не развалится, он со временем станет непригодным для жилья.
Риск получить такой результат особенно высок при выборе неподходящего фундамента на сложных грунтах, к которым относятся глинистые почвы. Виной всему их состав и связанные с ним свойства.
Любая крупная стройка должна начинаться с анализа грунтаИсточник magmageo.ru
Обойтись без привязанного к участку проекта можно только при возведении второстепенных построек, таких как хозблок или беседка. Тем более, что к моменту их строительства основные строения уже бывают готовы, а выполненные земляные работы позволяют судить о возможных рисках. Для капитальных зданий проект со всеми расчетами необходим. Особенно на пучинистых грунтах.
Чтобы понять, какой фундамент лучше для глинистой почвы, нужно знать о её свойствах.
Существует такое понятие, как морозное пучение грунта. Если говорить простым языком, это значит, что он насыщается водой и удерживает её, а в период сильных морозов эта вода замерзает, увеличиваясь в объеме. Соответственно, более объемным становится и грунт, поэтому его начинает выпучивать вверх вместе со всеми находящимися в нем конструкциями.
Легко себе представить, что произойдет с домом, если фундамент под ним будет двигаться, да ещё и неравномерно.
Силы пучения легко выдавливают из земли даже тяжелые конструкцииИсточник eurolos.pro
Глинистые почвы как раз и обладают способностью удерживать в себе воду. Они состоят из мелких пластинчатых частиц, непроницаемых для влаги, которая и задерживается между ними. С другой стороны, большие объемы воды способны размывать глину и переносить её своим потоком, что приводит к обнажению элементов фундамента и его промерзанию.
Однако процентное содержание таких частичек в грунте может быть разным не только в одной местности, но и на соседних участках. И от этого во многом зависят его характеристики и то, какой фундамент делать на глинистой почве:
- Содержание глины менее 5% не влияет на проницаемость грунта. Такие почвы называются песчаными. Они отлично пропускают воду, а под действием нагрузки уплотняются, поэтому на них можно возводить любое основание.
- 5-10% глины в песке – это супесь, которая в сухом состоянии также является надежным основанием для фундамента и мало подвержена пучению. Но при насыщении водой становится текучей и может перемещаться с её потоком. Такой грунт называют плывуном, он образуется при высоком стоянии грунтовых вод. Строить на нем нежелательно, но если другого выхода нет, используют свайный фундамент.
Свайный фундамент на плывунеИсточник stroyfora.ru
Суглинки бывают легкими, средними и тяжелыми в зависимости от процентного содержания глины в песке (от 10 до 50%). Какой фундамент лучше на суглинистой почве, чрезвычайно подверженной морозному пучению, зависит от её однородности, плотности, отметки промерзания, уровня залегания пласта, его толщины и уровня подземных вод. Если он высокий, аварийное проседание здания на мелкозаглубленном ленточном фундаменте неизбежно. Если же водоносные слои расположены гораздо ниже точки промерзания, пучение будет не столь выраженным. Но нужно учитывать и такие факторы, как уровень выпадения осадков, близость природного водоема и многие другие.
Какими бывают глинистые почвы
Даже не пытайтесь определить тип грунтов самостоятельно, иначе вы рискуете прочностью будущего фундамента и дома в целом. Дело в том, что большинство грунтов на вид очень похожи между собой и определить их истинный состав можно только в специальных лабораториях. Но, это не означает, что Вам обязательно нужно заказывать инженерно-геологические работы, бурить скважины, нести полученный грунт в лабораторию и тому подобное. Если рядом есть застройки, то скорее всего инженерно-геологические работы уже проводились и все данные по Вашей местности есть. Нужно только обратиться в архив и купить нужную Вам отчётность.
В глинистом грунте, процентное соотношение глины и песка определяет его тип, а тип грунта определяет тип будущего фундамента. Нормативная классификация по процентному соотношению предполагает наличие как минимум трёх видов: глина, суглинок, супесок.
Глина или глинистый грунт
Содержание глинистой фракции не менее тридцати процентов. Глина – это алюмосиликаты с размером частиц менее 0.001 миллиметров. Или, попросту – осадочная горная порода, которая образуется на дне глубоких морей. Основным минералом, который способен выветриваться до таких мелких частиц является полевой шпат, именно при размывании его водой образуются пеллитовые частички, которые далее переносятся водными потоками, попадают в море и оседают на дне. Бывают и вторичные глины. Они образуются после размывом рек первичных глин. Собственно говоря, глина в грунте является вторичной. Благодаря такой мелкой фракции глина – это мощный адсорбент. Именно поэтому, на крепко удерживает в себе воду из-за чего, в первичном своём залегании глины всегда влажные. Но, при этом являются отличным водоупором. Также, благодаря влажности, глины очень пластичны, что плохо для фундамента. Фундамент на глине с высоким уровнем грунтовых вод непременно требует дополнительных усилий по его укреплению.
Суглинок. Содержание глинистой фракции не превышает 30 процентов. Более сыпучий, чем предыдущий вариант.
Супесь. Содержание глинистой фракции менее 10 процентов. Практически не используется по фундамент.
Помимо обычных глин, существуют ледниковые глины, они называются лёсами. Прежде всего, особенность в составе. Если глины – это алюмосиликаты, то лёсы – это попросту огромный слой пыли. Внешне, они похожи на глины, но при этом кардинально отличаются по своим свойствам.
При размокании, глины способы пучиться и увеличиваться в размере, их пластичность повышается и они плывут. Лёсы же наоборот – при промокании очень сильно проседают и трескаются, из-за чего, их категорически запрещено использовать под фундамент. К сожалению, в определённых местах, мощность лёсовых пород может превышать 10-15 метров. В таких случаях, эти территории не застраиваются и остаются пустыми. Будьте внимательны, при покупке лицензии на использование земли.
Способы противостояния пучению
Схема взаимодействия правильно устроенных фундаментов с пучинистыми грунтами.
Если фундамент возводится на проблемном грунте, принимаются меры, среди которых необходимо выделить следующие. В некоторых случаях имеет смысл замена грунта, находящегося по основанием, на непучинистый. Под фундамент засыпают щебень и песок. Обратная отсыпка также выполняется из непучинистых материалов. Этот прием используется при необходимости снижения бокового пучения. Следующим методом является с гладкими стеновыми конструкциями. Пучение грунта не нейтрализуется за счет слоя гидроизоляции на боковых стенах.
Для многих типов оснований подходит вариант обустройства фундамента, имеющего вид расширенного монолита. Прокладка теплоизоляции грунта относительно периметральной части постройки эффективно только при наличии системы отопления и нормально утепленного цокольного этажа. Дело в том, что при хорошем отоплении сооружения в комплексе с теплоизоляцией помогают уменьшить силы пучения.
Исключением являются лишь непучинистые грунты. Высокое содержание воды в почве приводит к ее размытию. Иногда грунтовые воды содержат агрессивные вещества, способные разрушать армирующие изделия и бетонные конструкции. Эти проблемы можно решить с помощью гидроизоляции. Снизить пучение в районе фундамента помогает и устройство дренирующей системы.
Схема столбчатого фундамента.
Основным решением проблемы постройки надежного является достаточное заглубление основы, которая будет находиться ниже уровня замерзания почвы. При недостаточной прочности основания материал может быть смещен или деформирован. При закладке основы на большую глубину строительство потребует больших расходов на материалы. Как правило, хороший фундамент на пучинистых грунтах надежно сопротивляется воздействию пучения и равномерно распределяет деформационные явления всех элементов основания.
С такой проблемой помогает справиться мелкозаглубленный базис, характеризующийся небольшой глубиной закладки. Такая закладка помогает гасить касательные силы пучения грунта, так как фундамент представлен монолитным сооружением. Чтобы такая основа справлялась со своими функциями, под ней устраивают специальную подушку, состоящую из материалов, не подверженных пучению. Это может быть щебень средней фракции или песок. После заливки бетона внешнюю сторону фундамента прокладывают непучинистыми материалами и присыпают землей. Далее будет описаны основные , возводимых на пучинистых грунтах.
