Возведение столбчатых фундаментов на различных почвах: глине и пучинистых грунтах

Особенности пучинистого грунта

Пучнистые земли представляют собой наличие в почве участка таких составляющих, которые склонны к скоплению большого количества воды

Пучнистые земли представляют собой наличие в почве участка таких составляющих, которые склонны к скоплению большого количества воды. В результате в сезон морозов эта самая вода кристаллизуется (то есть замерзает), увеличиваясь от этого в объеме, а именно — в почве присутствует лёд, которому требуется место.

Особенно пучнистыми являются такие почвы:

• Мелкопесчаные с высоким уровнем грунтовых вод;
• Глинистые и суглинистые;
• Пылеватые почвы.

Грунт, насыщенный в зимнее время года льдом, начинает пучиться, отыскивая себе место. Таким образом происходит смещение фундамента под воздействием пучнистой земли. Причем в зависимости от степени заглубленности основания негативное воздействие грунта может оказываться как снизу, так и на стенки фундамента. То есть, если основание дома не углубляют ниже уровня промерзания почвы, то такой базис находится как бы на поверхности играющей лавы. Его постоянно деформирует, меняя соответственно и первоначальное положение дома. Если же фундамент углубляют ниже уровня промерзания грунта, то здесь пучинистая земля снизу не оказывает влияния на каркас дома, а вот на боковые его стенки изрядно давит. Стоит ли говорить о негативных последствиях для дома в результате такого влияния на фундамент.

Стоит отметить, что в момент промерзания и пучения почва может увеличиваться в объеме в диапазоне 4-12%. И объем увеличения полностью зависит от количества воды в грунте.

Профессионалы делят пучнистые земли по степени пучения на такие виды:

• Слабопучнистые почвы. Процент увеличения грунта в объеме не превышает 4%.
• Среднепучнистые. Здесь земля увеличивается в объеме до 8%.
• Сильнопучнистый грунт. Его объем может увеличиться до 12%.

При этом процент вспучивания почвы обусловлен дополнительными факторами, такими как:

Типы фундамента для дома из пеноблоков

• Уровень расположения подземных вод;
• Глубина промерзания почвы;
• Дисперсионные свойства грунта;
• Высота капиллярного смачивания слоёв земли на участке.

Виды фундамента

Характеризуя основание домов, нельзя не упомянуть о типах его дренажа. Если не оборудовать дренажные коммуникации, то со временем жилье или иное здание окажется абсолютно непригодно для использования. Хотя в идеальных условиях можно обойтись ливневой канализацией, но для суглинка такой подход неприемлем. Придется создавать полноформатные коммуникации. Сократить влажность непосредственно вокруг постройки помогает кольцевой дренаж, однако пристенная система на суглинистой земле более эффективна.

Основные принципы:

• обработка всего фундамента от подошвы до верха;
• использование накопительных колодцев (лучше не из бетонных колец, а из пластика);
• прикрытие основания от влаги с помощью мастик либо рулонов профессионального класса;
• подготовка ревизионных колодцев.

Что касается самих типов фундамента, то на суглинке часто возводят свайно-ростверковые основания. Это своего рода гибрид, соединяющий столбы либо сваи из бетона за счет ленты или монолитной плиты. Соединительный узел находится выше столбов (свай). Подобное решение подойдет для дома очень большой массы, например, полноформатного двухэтажного или даже трехэтажного особняка. Но главное достоинство — отнюдь не несущая способность.

Мелкозаглубленный или вовсе лишенный заглубления подтип такого основания подразумевает установку столбов над уровнем промораживания грунтов. Подвесной свайно-ростверковый фундамент наиболее пригоден для некрупных частных построек. Он не способен вынести значительную нагрузку, однако гарантирует стойкость к неравномерным механическим воздействиям и зимнему пучению. В инженерно-строительной практике подобное решение получило условное наименование ТИСЭ. При грамотном выполнении работы надежность гарантирована; характеристики подобной технологии достаточны, чтобы можно было почти отказаться от заглубленных оснований в частном строительстве.

В некоторых случаях приходится делать фундаментную плиту. Она отличается надежностью и прочностью. Величина земляных работ относительно невелика. Несмотря на большую сложность, итоговая цена не выше, чем у заглубляемой ленты, особенно при поправке на обустройство полов по грунту. Очень важную роль играет правильная организация отвода воды, гидроизоляции и отмостки.

На участках с высокими грунтовыми водами (расстояние не более 0,5 м от поверхности) единственная возможность — использовать сваи. Лучше всего, если это будут монолитные сваи, которые идеально переносят воздействие морозного пучения и других опасных сил. Но и винтовые конструкции в последнее время очень популярны.

Если подземные воды высоки, но все же глубже 0,5 м, можно воспользоваться традиционной плитой. Еще более упростить дело помогает выбор ленточного устройства. Он снижает расходы на приготовление бетона. Практически всегда вырыть выемку под мелкозаглубленную ленту удается без экскаватора

Важно: нужна ровная или наклоненная максимум на 5 градусов площадка

Какой фундамент делать на глине?

Глина боится воздействия воды. Перед началом заложения фундамента настоятельно рекомендуется произвести геологическую разведку. Ее целью должно быть определение однородности грунта на участке строительства. Зачастую грунт на участке крайне неоднороден. Глина идет пластами, чередуясь со слоями песка. Поэтому решение о том, какой фундамент на глине лучше соорудить, нужно принимать в зависимости от глубины залегания и состава глиняных пластов. Делается это при помощи бурения шурфов на глубину предполагаемого заложения фундамента.

Если состав грунта неоднороден, то лучшим решением является его замена непучинистым грунтом. Например, щебнем или песком. Если же грунт имеет однородный состав, то исследуется его влажность. В случае близкого залегания грунтовых вод предпочтительно использовать фундамент на сваях.

«На моем участке глинистая почва — какой фундамент будет самым надежным»? Такой вопрос задают многие владельцы участков, которые собираются строить дом или какую-то постройку. Так вот, фундамент может быть различным. Все зависит от конкретного состава грунта, расположения участка и ваших возможностей.

Мелкозаглубленный фундамент на глинистой почве

А вот армированная железобетонная плита как раз подойдет для глинистой почвы. Будет иметь место так называемый плавающий фундамент. Подвижки глины в результате пучения или размывания никак не скажутся на стенах постройки. Плита может быть залита самостоятельно, из высококачественного бетона.

Также можно использовать уже готовую плиту. Заглубление плиты зависит от массы строения. Плиту укладывать на глину запрещено. Перед началом закладки выкапывается котлован, выполняется гравийная и песчаная засыпка.

Единственным недостатком такого метода является относительно высокая себестоимость проекта.

Ленточное основание

Траншея под него выкапывается на такую глубину, которая должна превышать уровень промерзания грунта. Для различных климатических зон этот показатель будет отличаться.В северных районах иногда приходится копать котлован глубиной до полутора метров.

Дно котлована засыпается вначале гравием, а затем — слоем песка. Чем глубже котлован, тем больший слой песка необходимо засыпать. Дно траншеи (поверх слоя песка), а также его стенки обязательно должны быть проложены полиэтиленом или рубероидом для обеспечения гидроизоляции фундамента и уменьшения воздействия на него сил давления грунта.

Основание бетонного фундамента должно быть выполнено шире основной его части на 30%. Это необходимо для повышения устойчивости фундамента и противодействия пучению грунта. Перед заливкой бетонного раствора в котлован закладывают арматуру, перевязывая ее между собой.

Свайный фундамент

Свайный фундамент на глине является наилучшим по причине того, что сваи дают возможность обустроить фундамент практически на любом виде грунта, даже на болотистом. Забивая или вкручивая сваи в грунт, удается добраться до твердых слоев почвы, которые не зависят от грунтовых вод или промерзания. Нижние почвенные слои неподвижны, поэтому и фундамент не будет зависеть от посторонних факторов.

Используются винтовые и забивные металлические сваи. Забивные сваи вбиваются в грунт при помощи забивных машин, а винтовые — вкручиваются в грунт.

https://youtube.com/watch?v=CZW2C02LsmA

Распространены также буронабивные сваи. Для них предварительно в грунте бурятся отверстия, из которых откачивается вода. Отверстия армируются и бетонируются. При относительно небольшом расходе бетона удается достичь высокой прочности такого буронабивного фундамента.

Фундамент на глинистой почве, возведенный по всем правилам, обеспечит надежную основу для любой конструкции.

Столбчатое незаглублённое основание

Незаглублённый фундамент столбчатого типа применяется довольно часто

Незаглублённый фундамент столбчатого типа применяется довольно часто. Он может обустраиваться на слабопучинистых и пучинистых грунтах при условии, что возводимое строение имеет небольшие габаритные размеры и вес. Что же касается скальных, крупнообломочных пород и грунтов, которым не свойственны подвижки, то такие основания могут использоваться под большим домом из бруса или брёвен.

Незаглублённый фундамент на опорах можно применять и в случае уменьшения воздействия пучения на постройку. Чтобы добиться этого, грунт под опорами нужно заменить песчаной прослойкой.

Столбы можно делать из железобетона, бутобетона, камня, пескобетона и бетонных фундаментных блоков. Обычно используют блоки размером 0,2х0,2х0,4 м. Если вы решили использовать кирпич, то для этих целей не подходят силикатные изделия и керамический материал с низкой морозостойкостью.

Работы ведут в несколько этапов:

1. Сначала строительная площадка очищается от мусора, снимается плодородный слой, выполняется разбивка.
2. Затем под каждую опору копается яма нужного размера и глубины.
3. На дне каждой ямы обустраивается песчаная подушка.
4. После этого можно выкладывать опоры из блоков. Обычно делается два ряда по 4 блока в каждом. Для скрепления блоков используется густой цементный раствор. Открытая часть опор штукатурится.
5. На части опор, которые будут стыковаться с домом, обязательно выполняется гидроизоляция. Для этого используется битумная мастика, толь, рубероид или стеклоизол.

Расчет для мелкозаглубленного фундамента

Следует привести пример расчета мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. Например, строится одноэтажный дом с такими размерами:

• высота – 4 метра;
• ширина – 5 метров;
• длина – 10 метров.

Конструкция включает две несущие внутренние стены с высотой каждой в 4 м и длиной в 3 м. Пол не опирается на фундамент, заливается бетоном. Основание будет иметь форму ленты с шириной подошвы в 40 см и глубиной в 70 см. Выполнен фундамент из армированного бетона, для чего применяется арматура с диаметром в 12 мм. Каркас будет иметь два пояса, каждый из которых состоит и пяти прутьев, перемычек с длиной в 25 см. Такие перемычки ставятся с шагом в 50 см.

Чтобы узнать массу, которую будет иметь ленточный фундамент, необходимо определить такие значения:

Схема мелкозаглубленного фундамента с гидроизоляцией на печанной подушке.

• геометрические размеры конструкции;
• плотность используемого строительного материала.

Геометрические размеры узнать довольно просто. Так, длина фундамента равна периметру будущего здания, то есть надо просто вычислить сумму его сторон:

10+10+5+5+3+3=36 метров.

Ленточный фундамент будет заливаться не только под наружными фасадными стенами, но и под внутренними несущими, поэтому учитывают их тоже.

Теперь можно найти объем исходя из того, что высота ленты равна 70 см, а ширина – 40:

V=36×0,4-0,7=10,08 метра кубического.

Но это общий объем, из которого необходимо вычесть арматуру, чтобы узнать количество бетона. Зная, что ленточный фундамент имеет два пояса по пять прутков с перевязкой, считают длину для каждого:

10-0,5-0,5=9 метров.

Длина всех поясов будет равна:

2×(9×2+4×2+2,5×2)=62 м.

Каждый пояс имеет по пять прутьев, значит, общая их длина составляет: 62×5=310 м.

Теперь определяют длину необходимых перемычек для армирования:

Схема армирования мелкозаглубленного фундамента.

9/0,5+1=19 шт.,

4/0,5+1=9 шт.,

2,5/0,5+1=6 шт.

Для одного верхнего пояса количество перемычек составляет:

19×2+9×2+6×2=68 штук,

Так как длина одной перемычки составляет 0,25 метра, то общая длина составляет:

68×0,25=17 метров.

Для всех горизонтальных перемычек для каркаса длина составляет:

17×2=34 метра.

Для вертикальных перемычек учитывают, что с одной стороны их идет 68 штук и с другой столько же. То есть получается 136 штук с длиной одной в 40 см. Общая их длина составляет:

136×0,4=54,4 м.

Теперь вычисляют общую длину арматуры, которую требует мелкозаглубленный фундамент:

310+34+54,4=388,4 м.

Чтобы узнать площадь сечения для арматуры, используют формулу площади круга:

Схема приготовления раствора бетона для фундамента.

3,14×0,000036=0,00011 кв. метра.

Для получения объема используют формулу:

0,00011×388,4=0,04 куб. метра.

Теперь получают объем только для арматуры:

10,08-0,04-0,04=10 куб. метров.

Значение 0,04 берется из расчета, что мелкозаглубленный фундамент будет армироваться и по углам.

При помощи такого не слишком сложного расчета определяют, что требует:

• 10 куб. метров цемента (при плотности 2500 кг на кубометр);
• 0,08 куб. метра металлической арматуры (при плотности 7800 кг на кубометр).

То есть общая масса всего основания, которое возводится на пучинистых грунтах в виде ленточного фундамента, будет составлять:

10×2500=25000 кг,

0,08×7800=624 кг,

25000+624=25624 кг.

То есть ленточный фундамент имеет массу в 25624 кг.

Строительство дома на пучинистых грунтах не является самым оптимальным вариантом. Но если другого выхода нет, то необходимо тщательно рассчитать будущее основание, чтобы после его сооружения конструкция не выталкивалась из почвы по время зимнего пучения. Сделать это не так сложно, но необходимо проявлять внимательность, чтобы при эксплуатации не произошли деформации фундамента, а значит, и самого дома.

Особенности и типы глинистой почвы

Глинами принято называть осадочные горные породы, состоящие из одного или нескольких каолиновых минералов и алюмосиликатов. В сухом состоянии они имеют пылевидную структуру, а при увлажнении становятся пластичными. И если в гончарном производстве это свойство весьма ценно, то в строительстве приносит немало сложностей.

• Глины могут залегать самостоятельными слоями, представлять собой тонкие прослойки в толще других грунтов, либо составлять определённый процент в смеси с песком, галькой, ракушкой. В смеси с песком – это супесь или суглинок, в зависимости от того, чего в составе больше.
• Если количество глины превалирует, такой грунт является суглинистым. По большому счёту, к этой категории можно отнести почти все почвы в стране, за исключением торфяных болот, склонов гор и территорий с крупнозернистыми песками. Все чернозёмы, если рассматривать их гранулометрию, являются суглинками, обогащёнными органическими остатками и гумусом.

  Наличие глины видно невооружённым взглядом

• Таким почвам присущ целый комплекс различных свойств. Кроме пластичности это липкость, способность к набуханию и размоканию, повышенная усадочность, пористость и разрыхляемость. Все эти свойства нельзя назвать положительными, так как они провоцируют морозное пучение. Это явление и составляет самую большую проблему для устройства фундаментов, требует принятия определённых мер.
• Невозможно безапелляционно решить, какой фундамент на глине лучше, не зная точно её характеристик. Взять ту же пористость – она может составлять как всего 10%, так и все 90%, при этом структура пор тоже может быть различной. В суглинках и супесях поры открыты и соединяются друг с другом, именно поэтому они способны так сильно насыщаться влагой.
• Тяжёлые глины имеют изолированные поры, внутри которых может содержаться воздух или вода. Благодаря закрытым порам глина и приобретает водоупорность, через такие пласты вода не фильтруется совсем. Наличие воды в порах глины чаще всего и задаёт грунту свойства, фактически определяет модель его поведения под нагрузкой.
• Размоканием грунтов называется частичная или полная утрата прочности, происходящая под воздействием безнапорной воды. Процесс может быть весьма продолжительным, и чем больше глинистых частиц в почве, тем медленнее он происходит. Принимать меры против размокания грунта приходится ещё на этапе земляных работ, так как первыми страдают от влаги откосы траншей и котлованов.

В случае воздействия текучих вод, уместно говорить не о размокании, а о размывании. Этот фактор зависит от конкретной структуры грунта, его гранулометрического состава. И опять же, плотные тяжёлые глины лучше сопротивляются размыванию, чем суглинки или супеси.

Устройство фундамента плитного типа – заливаем монолитную плиту на глине

Плитный фундамент также называют основанием плавающего типа. При подвижках почвы цельная плита перемещается вместе с ней, предотвращая деформацию здания и равномерно распределяя нагрузку. Сооружение плитного фундамента – затратное мероприятие. Однако плита обеспечивает повышенную устойчивость различных строений на проблемных грунтах.

Порядок действий по сооружению плавающего основания предусматривает выполнение следующих работ:

1. Разметку площадки под фундаментную плиту.
2. Извлечение грунта на заданную глубину.
3. Сооружение по периметру котлована опалубки.
4. Засыпку и уплотнение щебеночно-песчаной подушки.
5. Сборку и размещение внутри опалубки силовой решетки.
6. Заливку бетона и его вибрационное уплотнение.

Затратное мероприятие-сооружение плитного фундамента

Технология возведения столбчатого фундамента на пучинистых грунтах

Столбы или сваи заглубляют ниже линии промерзания грунта, что обеспечивает надежность и устойчивость основания дома. По своей конструкции они могут быть произведенными на промышленном оборудовании (металлические винтовые или железобетонные забивные сваи) или изготовленными на месте установки — наливные столбы. Винтовые или забивные сваи заглубляют при помощи дополнительного оборудования.

Для изготовления наливных столбов по периметру фундамента бурят скважины необходимой глубины. Затем в них закрепляют арматуру, после чего заливают бетоном высокого качества. Если фундамент будет заложен выше уровня земли (основание с висячим ростверком), то дополнительно под столбы возводится опалубка необходимой высоты.

После того как опоры под ленточный или плитный монолитный фундамент готовы к принятию нагрузок, приступают к изготовлению армирующего каркаса для ростверка (верхней части фундамента, равномерно распределяющей нагрузку от дома по всему основанию). Каркас содержит не менее 2-х горизонтальных рядов металлической арматуры, соединенных через равные промежутки (30−40 см) вертикальными стойками при помощи вязальной проволоки.

Каркас надежно крепят к столбам, затем возводят опалубку под ленточное или плитное основание дома. Она должна быть крепкой, чтобы выдержать большой вес заливаемого раствора.

На последнем этапе готовится бетонный раствор, который заливается в опалубку. Остается дождаться, когда бетон затвердеет и наберет необходимую расчетную прочность.

Фундамент — плита, плитный фундамент

Стены дома опираются на плиту фундамента

Фундамент в виде монолитной железобетонной плиты под всей площадью дома

— еще один вариант мелко заглубленного фундамента.

Большая площадь опоры позволяет значительно уменьшить удельные нагрузки на грунт. Усиленное армирование и большой расход бетона делают плитный фундамент самым дорогим в частном домостроении.

Фундамент — плиту для частного дома, из-за его высокой стоимости, целесообразно применять при слабой несущей способности грунта на участке.

Плитный фундамент, так же, как другие типы фундаментов, для защиты от морозного пучения грунта может быть выполнен с устройством теплоизоляции или без неё.

Стены дома опираются на мелко заглубленный ленточный фундамент с монолитной плитой подвесного пола по грунту.

Следует различать

плитный фундамент и мелко заглубленный монолитный ленточный фундамент с подвесными полами по грунту.

В последнем случае заливают монолитный железобетонный ленточный фундамент и монолитную железобетонную плиту пола по грунту.

В этом варианте монолитная железобетонная плита пола не участвует в передаче нагрузки от веса здания на грунт

, а исполняет роль плиты перекрытия и должна рассчитываться на нормативную нагрузку перекрытий, иметь соответствующую прочность и армирование.

Грунт фактически здесь используется только как временная опалубка при устройстве железобетонной плиты перекрытия. Такую конструкцию часто называют «подвесной пол по грунту».

Ленточный фундамент с монолитной плитой подвесного пола часто ошибочно считают плитным фундаментом с ребрами жесткости

. Конструкции действительно похожи, но есть существенная разница в деталях — армировании, размерах.

Во всех случаях при устройстве фундаментов необходимо предусматривать водозащитные мероприятия, направленные на снижение деформаций пучения грунта — обеспечивающие уменьшение влажности грунта, понижение уровня подземных вод, отвод поверхностных вод от дома

посредством устройства вертикальной планировки,дренажных сооружений, водосборных канав, лотков, траншей и т.п.

Мало заглубленные фундаменты следует с осторожностью применять для домов на крутых склонах и откосах. Для мало заглублённых фундаментов довольно велика опасность сдвига (соскальзывания) из-за практически полностью отсутствующего защемления в грунте

Для мало заглублённых фундаментов довольно велика опасность сдвига (соскальзывания) из-за практически полностью отсутствующего защемления в грунте.

Как видим, выбор принципиальной конструкции и расчет фундамента сложная и ответственная задача. Итоговые результаты прежде всего зависят от достоверной оценки грунтов в основании здания, которые без изысканий получить достаточно сложно. Цена ошибки может быть очень велика.Самостоятельный выбор фундамента можно рекомендовать для вспомогательных, хозяйственных построек и небольших садовых домиков.

Проектирование фундамента для строительства дома разумнее заказать специалистам.

Дополнительную информацию по устройству и применению малозаглубленных фундаментов можно получить из книги одного из авторов СНиПов В.С. Сажина «Не зарывайте фундаменты вглубь». Скачать книги в формате djvu 389 кбайт.

Выбери тип фундамента для своего дома —

Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте! Узнайте, что выбрали другие.

Смотреть!

— все опросы

Следующая статья:

Предыдущая статья:

⇆

Особенности скального грунта

Скальные грунты состоят из различных пород, которые имеют свои характерные особенности:

• Гранит. Этот популярный материал широко используют в строительстве и отделке различных сооружений. Обладает очень высокой прочностью и долговечностью.
• Песчаник. Порода представляет собой обмолочные зерна, которые связаны между собой минеральными веществами (преимущественно цементом). Имеет высокую пористость и широко используется в качестве стенового материала.
• Известняк. Порода, которая состоит из кальцита. Противостоит размыванию и деформациям.

Помимо этого, на стены фундамента, построенного на таком грунте, не действуют силы пучения. Это предотвращают движение фундамента и разрушение строения, которое в дальнейшем возникает при этом.

Конечно, несмотря на все это, скальные грунты обладают некоторыми недостатками. Профессионалы выделяют следующие минусы скальных грунтов:

• При строительстве понадобится использование специальной техники, что несколько повысит стоимость строительства.
• На таких грунтах невозможно соорудить строения с цокольным этажом и подвалом.
• Возможны проблемы при устройстве дренажной системы и прокладки коммуникаций.