УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОД. ФУНДАМЕНТ НА УЧАСТКЕ С ВЫСОКИМ
ОПРЕДЕЛЯЕМ УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОД, ФУНДАМЕНТ ДЛЯ ВЫСОКОГО УГВ
Возведение базиса дома – ответственный этап строительства, требующий много сил, материальных вложений, соблюдения ряда правил, способных уменьшить негативное воздействие природных факторов. Повышенный уровень грунтовых вод фундамент обязует отвечать критериям устойчивости, надежности.
Предварительный анализ УГВ проводится прежде, чем начаты строительные процедуры. Самый простой способ самостоятельного определения предполагает выкапывание ямы глубиной не меньше 3 метров весной/осенью (диаметр 1х1), когда грунт наиболее насыщен влагой. Вырытое углубление закрывается от стороннего попадания осадков. Спустя несколько недель яма заполнится влагой, расстояние от края даст реальное представление о глубине залегания водного пласта:
мало/нет — никак не влияет на процесс стройки;
более 2 метров – искать другое застроечное место либо заниматься дренированием, водоотведением.
Требования СНиП прописывают: показатель УГВ меньший УПГ (промерзания грунта) позволяет не учитывать разновидность почвы, расчет ведется только по давлению массы постройки. Здания, возводимые на смешанных почвах, песке, глине, супесях, торфяниках, при заболоченности, требуют заглубления минуя зону промерзания. Обязательно учитывается поправка на паводковое повышение до 1 метра, это типовые расчеты.
Специалисты советуют обращаться за проведением независимых геологических проверок. Близко расположенный водоносный слой разрушителен:
затапливаются подвалы;
возникает грибковое поражение;
нарушается целостность конструкции при промерзании;
оплывают стены котлована;
сокращается несущая способность грунта, требуя дополнительных дренажных работ;
происходит вымывание минеральной составляющей почвы (восходящая суффозия), приводящая к ухудшению прочностных характеристик.
Выбирая место строительства, принимаются во внимание:
давление на землю, зависящее от площади/массы дома (учитываются строительные материалы);
наличие подвального помещения, цокольного этажа;
глубина промерзания;
высота подъема паводкового водяного пласта, скорость возвращения к норме.
Грамотные замеры позволяют избежать в будущем больших проблем, от критического уровня грунтовых вод фундамент можно защититься.
СВАЙНО-ВИНТОВОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Самое практичное решение, когда повышен уровень грунтовых вод, — фундамент на сваях. Предполагается поднятие дома, достижение безопасной высоты. Обустройство надежной защиты основания позволяет постройке стоять долгие годы без проблем, просадок, трещин.
Свайное основание применяется весьма часто, обходится недорого, держит надежно, иногда являясь единственной возможностью построить дом. Неравномерность нагрузки корректируется ростверками.
Подобная конструкция применялась издревле, первоначально использовали специальные заостренные бревна. Изобретя в начале XIX столетия винтовой способ погружения опор, домостроение активно перешло на него. Механическое оборудование значительно упрощает процесс возведения основания. Конструкции на сваях долговечны на хорошо промерзаемых, пучинистых, обводненных грунтах. Ограничений использования почти нет.
Учитывая значительный уровень грунтовых вод, фундамент может монтироваться в виде свайного поля из винтовых или железобетонных столбов.
ВИНТОВЫЕ СВАИ
Неоспоримыми достоинствами являются:
пригодность любой почвы;
монтаж осуществляется во всех климатических регионах, на любом сложном рельефе;
УГВ более 2 метров;
установка ведется всесезонно, при любых погодных условиях, температура грунта после прохождения точки промерзания всегда одинаково стабильна;
морозное пучение отсутствует;
монтажные операции осуществляются быстро, удачное стечение обстоятельств позволяет смонтировать при помощи специальной техники свайное поле в течение дня;
процесс ввинчивания может выполняться самостоятельно (необходимо наличие помощников), позволяя использовать технологию у труднодоступных районах или при ограничении бюджета;
продолжение строительных работ возможно сразу же по окончании монтажа.
Другими важными достоинствами выступают:
стройплощадка остается неповрежденной, чистой (не надо рыть котлован, строить опалубку, вывозить мусор, выравнивать землю – это удешевляет процесс строительства);
винтовая составляющая оставляет стены, полы сухими, не вытягивая влагу через капилляры;
возведение может осуществляться параллельно с монтажом инженерных коммуникаций;
качественные сваи, надежный монтаж обеспечивают долгий срок службы всего сооружения (несколько десятков лет).
Достоинства при высоком уровне грунтовых вод фундамента на свайно-винтовой конструкции остаются неизменными, при условии, что выполнен он из материалов хорошего качества, с учетом особенностей местности, разработанных нормативов. Технологические отступления, использование самопальных опорных столбов, нарушения процесса монтажа негативно сказываются в процессе эксплуатации. Все строительные работы стоит доверять специалистам, имеющим безупречную репутацию, многолетний опыт аналогичного монтирования, использующих сваи проверенных производителей.
Минусами винтового базиса считаются:
Повышенная сложность/невозможность использования на твердых (каменистых, скалистых) грунтах.
Деформация обвязочного пояса, влекущее разрушение стен вследствие чрезмерной нагрузки. Актуально при возведении тяжелых домов.
Необходимость создания эффективных водоотводящих систем (ливневой, дренажной канализации). Работа выполняется для всех типов «подошвы».
Влияние коррозии. Качественные фабричные изделия покрываются цинком, полимерными материалами. Химическая активность почвы постепенно разъедает любой металл. Ускорение появления ржавчины могут вызывать близость мощных источников электричества (электрифицированные железные дороги, вышки сотовой связи, подстанции, ЛЭП). Электроисточники провоцируют появление блуждающих подземных токов, ускоряющих ржавление. Исключено использование винтовых металлических столбов для заземления.
Обустройство цокольного/подвального помещения затруднено, требуются дополнительные затраты.
Возникают проблемы ввинчивания опор относительно близко от других построек.
Существуют несколько типов винтовых свай. Каждый обладает своими особенностями, применяется в различных условиях, зависят от грунта и степени нагруженности. Грамотный выбор обеспечивает большой запас прочности, увеличивает эксплуатационный ресурс дома.
Различаются:
предназначением;
диаметром трубы;
размером/количеством лопастей;
типом наконечников;
несущей способностью;
маркой/толщиной используемой стали;
типом антикоррозийного покрытия.
Подбор диаметра ствола (57-133 мм) зависит от почвы, совокупности нагрузок. Чем больше соотношение размера лопастей/диаметра трубы, тем выше несущая способность. Вследствие неблагоприятного уровня грунтовых вод фундамент лучше обустраивать многолопастными опорами, которые имеют высокую устойчивость к горизонтальным, выдергивающим, вдавливающим нагрузкам.
Тип наконечника может быть литым (максимальная прочность), сварным (достаточная прочность, низкая стоимость).
Толщина стенок опорного столба (3,5-6 мм). Выбирать для значительного УГВ лучше более толстостенные изделия. Марка стали для среднеагрессивного грунта — Ст20, для сильноагрессивного — 09Г2С/30ХМА.
Рекомендует приобретать заводские изделия, обработанные антикоррозийным составом. Это сохраняет покрытие при ввинчивании, предохраняя трубу по всей длине. Защита может наноситься различными способами, для влажного почвенного слоя оптимально холодное цинкование, полиуретановое, эпоксидное покрытие. Приобретение промышленных столбов гарантирует соблюдение стандартов производства, долговременность эксплуатации (30-120 лет).
Подробный обзор и советы по выбору помогут вам разобраться в теме более детально:
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВАИ
Используются при коттеджном, промышленном, многоэтажном строительстве. Основной плюс – способность удерживать большую нагрузку, нежели способен винтовой аналог. Металлическая выдерживает пять тонн, железобетонная – около 60 тонн.
Железобетонные изделия имеют арматурный каркас, залитый бетоном, напоминающий стержни квадратной (круглой) формы, конец которых заострен. Наиболее распространены квадратные, диаметром 200-400 мм, длиной 3-28 метров.
Внутренняя арматура имеет:
рифленую поверхность;
сетку;
стальные спирали;
гладкую/рифленую проволоку.
Бетон используется морозостойких марок (конкретно у Эндбери — класс b30). Прочность, устойчивость железобетонной «подошвы» сохраняется при температуре воздуха минус 40 градусов Цельсия.
Крайне важно соблюдение технологии изготовления, приобретать опоры ж/б типа лучше заводские. Забивая железобетон, создается нагрузка в десятки тонн. Молот копра может повредить изделие, только если прочность не соответствует проектной. Качественный бетон простоит весь срок эксплуатации, погруженный в почву с высоким уровнем грунтовых вод, фундамент при этом останется неизменным.
Большая цена складывается из:
строгого контроля качества изготовления;
сложностей транспортировки;
невозможностью монтировать самостоятельно;
наличия специального оборудования.
Несмотря на огромные несущие нагрузки, десятикратно превышающие стальные аналоги, сэкономить, уменьшив количество «подпорок» нельзя. Проблемой становится обвязка, которая обязательно должна лежать интервально (2-3 метра). Точки опор, отстоящие далее, вынудят любой материал (сталь, бетон, дерево) прогибаться, деформироваться. Стандартом принято считать двухметровое расстояние.
Забивка железобетонных «бревен» обязательна для всех ключевых зон (углы, пересечения несущих стен). При ширине дома 10 метров точки крепежа фиксируют углы, далее 3-4 вколачиваются через 2-2,5 метра.
Преимущества:
Быстрота. Разметка «рабочего поля», транспортировка копровой установки, опор, забивку требуется 1-2 дня.
Крепость, прочность. Армированные ЖБИ применяются в нестабильной среде с повышенным уровнем грунтовых вод, фундамент выдерживает значительные вибрационные, динамические воздействия.
Всепогодность. Железобетонные опоры возводят до минус 10 градусов Цельсия.
Подходит любой тип почвы (слабый, пучинистый, просадочный).
Огромный срок службы. Средний срок годности — 100 лет, напрямую зависит от качественности материалов, изготовления по ГОСТу. Расчетное время службы некоторых железобетонных изделий фиксируется более долгим сроком (150 лет), производителем дается четвертьвековая гарантия.
Отсутствие необходимости тщательной обработки. Стальная решетка надежно забетонирована, антикоррозийное воздействие не требуется.
Минусами использования являются:
необходимость использования специальной строительной техники;
трудности строительства подземных сооружений.
Решение возникающих проблем возможно, оно обходится значительными вложениями.Этот гайд раскрывает во всех подробностях тему подбора ЖБ свай:
Затевая строительство на сваях лучше доверить компетентной, дающей гарантии качества, строительной организации. Небольшие деньги «бригад одного дня» дают сомнительную экономию, если допущены критические ошибки. Работайте с профессионалами, использующими качественные материалы.
Все фото и видео материалы принадлежат нам. Все фотографии, тексты и описания бизнеса защищены авторским правом либо являются объектом авторского права. Пожалуйста, не используйте наше содержимое в коммерческих целях.
Какой фундамент выбрать для строительтства на торфе
Что такое торф?
Торф – это грунт, содержащий в своем составе половину и более органических веществ, который образовался в толще болот в результате длительного естественного отмирания болотной растительности. Образованию торфа способствовала повышенная влажность и недостаток кислорода в болотной толще, в результате чего волокна не достигли полного биологического разложения. Торф является весьма распространенным грунтом в России. Наша страна лидирует в мире по запасам торфа, который является широко используемым полезным ископаемым.
Торфяные грунты могут занимать очень большие территории. Например, в Финляндии и в Томской области торф занимает до трети всех земельных угодий. В Вологодской области десятая часть всех земель – это торфяники. Много торфа в Карелии, в Ленинградской, Рязанской, Московской и Владимирских областях.
К сожалению, во времена советской власти, в виду очевидного недостатка свободных территорий в стране, занимающей 1/6 часть земной суши, земли под садовые, огородные и дачные поселки чаще всего выделяли именно на «списанных» землях с залегающими торфяными грунтами. Поэтому вопрос о том, как правильно построить фундамент для дома или иного сооружения на торфе весьма актуален для России.
Правила строительства фундаментов на торфяном грунте сформулированы в СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» в разделе 6.4. «Органо-минеральные и органические грунты»:
6.4.1. Основания, сложенные водонасыщенными органо-минеральными (илы, сапропели, заторфованные грунты) и органическими грунтами (торфы) или включающие эти грунты, должны проектироваться с учетом их особенностей: большой сжимаемости, существенной изменчивости и анизотропии (зависимости от направления) прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик и изменений их в процессе консолидации основания, длительного развития осадок во времени и возможности возникновения нестабилизированного состояния.
Подготовка грунтовых оснований: 6.4.23. При расчетных деформациях основания, сложенного органо-минеральными и органическими грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания должны предусматриваться следующие мероприятия:
— полная или частичная прорезка слоев органо-минеральных и органических грунтов фундаментами;
— полная или частичная замена органо-минерального и органического грунта песком, гравием, щебнем и т.д.;
— уплотнение грунтов временной или постоянной пригрузкой основания сооружения или всей площадки строительства насыпным (намывным) грунтом или другим материалом (с устройством фильтрующего слоя или дрен при необходимости ускорения процесса консолидации основания);
— закрепление илов буросмесительным способом. (В Скандинавии торф смешивают с чистым цементом или с цементно-зольными смесями с помощью громадных мешалок, закрепленных на строительной технике).
Варианты фундаментов: 6.4.24. В зависимости от типа основания, степени заторфованности, глубины залегания и толщины органо-минеральных и органических грунтов, а также конструктивных особенностей проектируемого сооружения и предъявляемых к нему эксплуатационных требований рекомендуются следующие варианты специальных мероприятий:
— уплотнение основания временной или постоянной нагрузкой, в том числе с устройством вертикальных дрен и дренажных прорезей — для оснований I и II типов;
— полная или частичная прорезка слоя органо-минеральных и органических грунтов фундаментами, в том числе свайными, — для оснований II, IV и V типов;
— выторфовка линз или слоев органо-минерального и органического грунта с заменой его минеральным грунтом — для оснований II, IV и V типов;
— устройство фундаментов (столбчатых, ленточных и т.п.) на песчаной, гравийной, щебеночной подушке или на предварительно уплотненной подсыпке из местного материала — для всех типов оснований;
— устройство сооружений на плитных фундаментах, перекрестных монолитных или сборно-монолитных лентах и т.п. с конструктивными мероприятиями по повышению пространственной жесткости сооружения — для всех типов оснований.
Особенности торфяного грунта как основания для фундамента дома
Торф, как основание для фундамента дома, представляет собой сложный для строительтсва грунт. Торф обладает высокой сжимаемостью под нагрузкой, может менять свои свойства в зависимости от нагрузки, обводненности, степени биологического распада и течения времени. Главный вывод из этого прост: торф – ненадежное основание для фундамента дома. Кроме того, торфяной грунт имеющий кислую реакцию, содержащий химически агрессивные вещества, обладает высокой коррозионной активностью, причем не только по отношению к металлам, но и к бетону. При строительстве подземных бетонных сооружений на торфяном грунте требуется неукоснительно соблюдать толщину защитных слоев бетона, использовать водостойкие марки бетона, применять вибрацию при укладке бетонной смеси, чтобы снизить пористость бетона и производить гидроизоляцию бетона.
Какие существуют варианты устройства фундамента на торфе?
Выбор вида фундамента зависит от нескольких факторов: особенностей геологического строения грунта под пятном застройки, конструкции дома, финансовых возможностей застройщика и доступности строительных материалов в конкретном регионе.
Проектировать и строить фундамент на торфяном грунте без предварительного инженерно-геологического исследования грунта под пятном застройки – означает играть с судьбой будущего дома в Русскую рулетку. Слои и линзы торфа в толще грунта могут преподнести неприятные сюрпризы. Многообразие вариантов залегания торфа отражено на схеме ниже:
Рисунок 1. Основные варианты залегания торфа в толще грунта.
Как видно на схеме, варианты залегания торфа не ограничиваются его сплошным залеганием на определенную глубину. Слои торфа могут чередоваться с минеральным грунтом, могут вклиниваться в него в различных вариантах.
Если пренебречь геологическим исследованием грунта и выбрать конструкцию фундамента дома эмпирическим путем, то не исключено, что под нагрузкой или при изменении уровня грунтовых вод (после устройства дренажа) торф осядет, а вместе с ним и грунтовое основание под фундаментом.
Рисунок 2. Механизм возникновения неравномерной осадки основания под приложенной от построенного дома нагрузкой.
Представление о расположении толщи, слоев, вклинений или линз торфа определяет выбор конструкции фундамента здания.
Выторфовка и замена грунта
Лучшим вариантом для строительства является неглубокое залегание под слоем торфа сплошного слежавшегося слоя минерального грунта без включений органических грунтов. При расстоянии от поверхности до слоя грунта с хорошей несущей способностью не более 1.5-2-х метров предпочтительным способом устройства фундамента является полная или частичная замена грунта в основании дома. При полной замене торфа на подушку утрамбованного крупного песка, уложенного в «ванну» из водопроницаемого геотекстиля, удается получить прочное малопучинистое основание с прогнозируемыми характеристиками. В этом случае можно строить дом на обычном малозаглубленном ленточном фундаменте, на фундаменте поверхностной плите, или устраивать заглубленную плиту с подвалом или цокольным этажом (варианты Д, Е, Ж на рисунке 3). Однако полная выторфовка и замена грунта на крупный или средний песок может потребовать существенных финансовых затрат, особенно при больших глубинах выторфовки.
В случае необходимость сэкономить средства, выторфовка может производиться не полностью: в виде траншей для строительства заглубленного монолитного железобетонного ленточного фундамента, или в виде шурфов для железобетонных свай – колонн (вариант Г на рисунке 3).
После возведения железобетонных конструкций фундамента и выполнения работ по защите бетона гидроизоляцией (при необходимости и утепления) производится обратная засыпка траншей или шурфов песком.
Рисунок 3. Основные варианты фундаментов для строительства индивидуальных домов на торфяном грунте.
При проектировании фундамента с полной выторфовкой и заменой грунта следует помнить о том, что нагрузка от здания передается на основание (грунт) с расширением под углом 45 градусов в стороны. Поэтому, чтобы избежать боковых выдавливаний торфа, осыпаний краев песчаной подушки и ее просадки, следует планировать размеры выторфовки как минимум на значение ее глубины больше, чем сам фундамент. При этом минимальный отступ от границ фундамента рекомендуется устанавливать не менее 2 метров. Все пространство экскавации грунта лучше укрыть геотекстилем с нахлестом полотен и напуском на края на поверхности у краев экскавации не менее 1 метра. Полотна геотекстиля нужно закрепить костылями в грунт, чтобы предупредить его сползание при засыпке песка.
Рисунок 4. Схема устройства выторфовки и замены торфяного грунта.
СП 50-101-2004 6.4.26. Песчаные подушки, устраиваемые под фундаментами с целью замены органо-минеральных и органических грунтов, уменьшения давления на нижележащие слои, повышения, в случае необходимости, отметки подошвы фундаментов, ускорения процесса консолидации (уплотнения) нижележащих грунтов, устраивают, как правило, из песков крупных и средней крупности. В отдельных случаях допускается применение щебня, гравия, шлака или гравийно-песчаной смеси. Мелкие пески для устройства подушек не рекомендуются. Плотность сухого грунта в подушках из песка крупного и средней крупности рекомендуется не менее 1,65 т/м 3 .
Рисунок 5. Песчаная подушка на месте выторфовки глубиной 2 метра.
Свайные фундаменты на торфе
В случае чередования слоев торфа, его вклинений и наличии линз можно использовать и варианты свай-стоек, прорезающих проблемные органические грунты и заглубленные или опирающиеся на слежавшиеся минеральные грунты. Конструкция свай-стоек подразумевает опирание на слои грунта с хорошими механическими свойствами и несущей способностью. Короткие сваи трения, полностью находящиеся в толще торфа без опоры на минеральные грунты, не применимы из-за низкой плотности и связности торфяного грунта и его осадки под нагрузкой.
Свайные фундаменты также можно использовать для возведения экономичного фундамента вместо проведения сплошной выторфовки пятна застройки при небольших глубинах залегания поверхностного слоя торфа. В этом случае опорная часть сваи должна в любом случае залегать ниже нормативной глубины промерзания грунта. При глубинах залегания минерального грунты свыше 2-х метров свайный фундамент становится намного рентабельнее выторфовки с заменой грунта.
Рисунок 6. Варианты свай-стоек для торфяного грунта и другие варианты конструкций фундаментов, прорезающих слой торфа.
Особенности конструкций свайных фундаментов на торфяном грунте.
Торфяной грунт является химически агрессивной средой, ускоряющей коррозию и стали, и бетона. Высокая влагонасыщенность подразумевает высокую электропроводность торфа, играющую существенную роль в электрохимической коррозии. Поэтому материал свай необходимо защищать от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта. В России неоправданно широко распространено использование стальных винтовых свай на торфяных грунтах в качестве фундамента для постоянных сооружений. В мире такие варианты фундаментов из-за высокой химической агрессивности торфяного грунта и слабой боковой поддержки если и применяются, то только для сооружений с ограниченным сроком службы.
Рисунок 7. Использование стальных винтовых свай в торфяных грунтах возможно для неответственных сооружений с ограниченным сроком службы.
Пункт 1.2.2 Международного строительного кода ICC AC358 «Helical Foundation Acceptance Criteria» содержит прямой запрет на использование стальных винтовых свай на органических грунтах, к которым относится и торф. Если винтовые сваи используются для временных сооружений и не имеют ростверка, то минимальное их заглубление в грунт по требованиям ICC AC358 должно составлять 305 см.
Бетонные сваи и опоры также необходимо защищать от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта и грунтовых вод. Лучшим способом продлить срок службы бетонных конструкций в торфяном грунте является гидроизоляция и использование дренирующих свойств крупного или среднего песка. Наиболее удобной конструкцией, которая позволяет провести качественно гидроизоляцию бетона и частично заменить торф дренирующим грунтом, является устройство фундаментных свай-колонн в шурфах. При устройстве свай-колонн производится полная выторфовка в шурфе до слоя плотного минерального грунта ниже нормативной глубины промерзания. В шурфе либо отливается опорная железобетонная площадка (бетонная подготовка), либо производится уплотнение дна шурфа с помощью крупного песка или щебня. При опоре на бетонную подготовку свая-колонна может быть постоянного сечения. Если используется уплотнение забоя, то целесообразно устроить стойку трапециевидной формы с расширением книзу.
Рисунок 8. Справа: свая-колонна в опалубке во время набора марочной прочности бетоном.
Технологически более простым является устройство буровой железобетонной сваи в несъемной опалубке. Минимальный рекомендованный диаметр короткой железобетонной сваи составляет не менее 30 см1. Забой для буровой сваи обязательно должен уплотняться 10 см слоя щебня, втрамбованного в грунт.2 В качестве несъемной опалубки, защищающей тело сваи от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта можно выполнить из нескольких слоев рубероида или одного слоя битумно-полимерной гидроизоляционной мембраны, которые фиксируются на каркасе из оцинкованной сварной сетки.
Рисунок 9. Изготовление несъемной опалубки — гидроизоляционной оболочки для буровой сваи
Рисунок 10. Набор прочности бетоном в несъемной опалубке из рубероида на каркасе из стальной оцинкованной сетки.
Альтернативные методы прорезывания толщи торфяного грунта.
В ознакомительном, а не рекомендательном плане, следует упомянуть про устройство фундаментов на торфяном грунте с его сплошным прорезанием до минеральных опорных грунтов с помощью фундаментов – опускных колодцев, фундаментов на деревянных сваях и «народного» экономного способа частичной выторфовки и замены грунта (варианты Е, Ж и Д на рисунке 3).
Фундаменты опускные колодцы устраиваются точно также как и классические колодцы, однако их задача состоит не в достижении водоносного слоя, а в создании надежной массивной опоры для строительной конструкции – будь то столб, мачта или небольшой бревенчатый домик. Колодец отрывается методом экскавации грунта из просвета бетонных колец, которые опускаются вниз под собственным весом. По достижении слоя минерального грунта забой уплотняется, а просвет внутри колец либо засыпается песком с послойным уплотнением, либо заливается бетоном, если задача состоит в создании опоры для ответственной конструкции. Применительно к дачному строительству, для небольшого дачного дома из дерева подошел бы фундамент из 4 -6 опускных колодцев, заполненных песком. А для установки высокой мачты, внешнего дымохода или массивной уличной печи подойдет фундамент из одного опускного колодца.
Рисунок 11. Устройство фундамента на торфе способом опускного колодца.
Гораздо более экономичным и менее надежным является «народный» способ частичной замены грунта с устройством столбчатого фундамента для деревянных домов. Этот способ не гарантирует стабильности основания на всем сроке службы и не может быть рекомендован для каменных построек. Для частичной замены торфяного грунта вырывается шурф сечением 1,5 на 1,5 метра, глубиной ниже уровня промерзания грунта, который выстилается геотекстилем и заполняется смесью крупнообломочных пород с крупным песком. Поверх получившейся площадки отливается бетонная плита с опорой-колонной.
Рисунок 12. Устройство фундамента частичной замены грунта с опорами-колоннами.
Еще одним экзотичным способом устройства фундамента на торфе является укрепления основания железобетонного фундамента забивными деревянными сваями, которые должны находиться ниже постоянного уровня грунтовых вод. Способ не надежен из-за постепенного биологического разрушения дерева (хотя оно может идти и тысячелетиями) и его убыстрения при понижении уровня грунтовых вод.
А что делать, если глубина залегания торфа такова, что ни замена грунта, ни сваи не могут достичь надежного минерального гурнта? На этот случай существует редко используемый, но надежный способ устройства плавающего фундамента на постоянной пригрузке торфа песчаной подушкой.
Можно ли строить фундамент на торфе?
Торфяной грунт – это сложный случай для строительства. Торф является осадочной рыхлой породой, которая образуется в результате скопления остатков болотной растительности. Неполно разложившееся органическое вещество скапливается и в дальнейшем превращается в торф.
В России широко распространены залежи торфа. Во всем мире, больше торфа чем в России, есть только в Канаде. Поэтому вопрос о строительстве на торфяном грунте для россиян крайне актуален. Такой грунт вспучивается в зимнее время и размывается весной. Построить дом на торфе сложно, но возможно. Обычно для такого грунта используют свайный или монолитный фундамент. Также на выбор подходящего фундамента может влиять результат инженерно-геологического исследования.
Свайный фундамент на торфе
Для строительства фундамента на торфянике может использоваться классический свайный фундамент из железобетонных свай, которые забивают в почву при помощи сваебойной установки. К сожалению, такой вид фундамента нельзя будет использовать в том случае, если торфяной слой залегает глубже 2 метров. Это обусловлено тем, что железобетонные сваи должны упираться в твердую породу.
В таком случае могут подойти буронабивные сваи или винтовые сваи. При необходимости возводится ростверк.
Сложность в установке буронабивных свай обусловлена сложностью работы с торфом, особенно если на участке высокий уровень грунтовых вод. Сперва бурится скважина необходимой глубины, затем в неё вставляется труба, а внутрь трубы устанавливается арматурный каркас. После этого в трубу заливается бетон. Очень важно правильно приготовить бетонную смесь. Потребуется цемент марки М400 или выше. Щебень обязательно высшего качества, остроугольный, разных фракций. Весь процесс бетонирования свай производится быстро и без перерывов, иначе есть вероятность образования искусственных трещин.
Установка винтовых свай значительно проще, т. к. нет необходимости бурить скважины, готовить бетонную смесь, заливать её. Сваи просто вкручиваются в грунт и на них сразу можно начинать строительство. Винтовые сваи хороши во всем, но есть один огромный минус. Сваи изготовлены из металла, а торфяной грунт очень сырой. Отсюда очень сильная коррозия. Перед установкой винтовых свай необходимо проводить специализированную обработку, призванную защитить сваи от коррозии. От того, на сколько качественно будет выполнена обработка, будет зависеть долговечность фундамента.
Какой фундамент лучше на торфяной почве
Чтобы понять какой фундамент на торфяном грунте лучше, нужно ознакомиться с характеристиками почвы, рассмотреть плюсы и минусы разных видов оснований. Такой подход позволяет обеспечить надежность и устойчивость постройки на участке с проблемным грунтом.
Особенности торфяников
Заторфованные грунты имеют свои особенности, которые нужно учитывать при выборе фундамента.
- При низких температурах влажная почва подвержена пучению.
- Подъем грунтовых вод вызывает увеличение объема почвы в два раза.
- Торфяник — это почва, богатая органикой. Постоянное разложение органических веществ также становится причиной увеличения объема грунта.
- Торф относится к агрессивным грунтам, которые оказывают негативное влияние на бетон и металл.
- С течением времени заторфованная почва может менять свои свойства.
Еще одна особенность торфяников — это неравномерное залегание. Торфяники бывают сплошными, могут располагаться под слоем стабильного грунта или над ним. Еще один вариант строения почвы, это когда торфяная линза вклинивается на участок застройки в одном или нескольких местах.
Строительство зданий и сооружений на заторфованных грунтах выполняется на фундаментах глубокого и среднего заложения, а также на мелкозаглубленных основаниях, которые опираются на песчаную или песчано-гравийную подушку.
Выбор фундамента для торфяного грунта
При строительстве на участках с заторфованным грунтом хорошим вариантом считается неглубокое залегание стабильного слоя. Если торфяной слой залегает глубоко, то, чтобы создать надежное основание, его удаляют из под запланированной постройки. Выемку грунта производят с большей площади, чем периметр постройки.
Если торфяной слой достигает глубины 1,5 м, то лучшим выбором будет фундамент ленточного типа, но возможно использование и свайного основания на железобетонных столбах. Если слой, обладающий достаточной несущей способностью, находится на глубине двух метров, то выполняется замена торфа песчаной смесью. Хорошо утрамбованная песчаная подушка обладает прочностью и имеет прогнозируемые характеристики.
Поскольку полная выторфовка стройплощадки требует серьезных затрат, то, чтобы сэкономить средства, применяют другую технологию. Слой торфа вынимается не полностью, а частично — из траншей для бетонной ленты или из скважин под свайные опоры. Если на участке застройки торфяные прослойки чередуются с плотными слоями грунта, то сваи-стойки берут такой глубины, чтобы они, пройдя сквозь проблемные участки, достигли слоя почвы с хорошими механическими характеристиками.
Если же толщина торфяного слоя больше двух метров, то его выемка нецелесообразна. В этом случае наиболее экономичным и надежным будет фундамент на сваях. При этом сваи нужно заглублять ниже уровня промерзания грунта. Основания свайного типа считаются наиболее выгодными с экономической точки зрения в сравнении со способами, требующими выторфовки, замены почвы.
Свайно-винтовой фундамент
Фундамент на винтовых сваях относится к самым устойчивым и экономичным видам оснований для заторфованной почвы. Формирование свайного поля не требует выполнения трудоемких земляных работ. Сваи с винтовой лопастью просто вкручиваются в грунт по заранее размеченным точкам без предварительной подготовки участка.
Однолопастные или двухлопастные сваи погружаются на заданную глубину до плотных слоев грунта. Опоры удерживаются в проектном положении несмотря на нагрузки, возникающие в результате сезонных подвижек грунта. Дополнительную жесткость и прочность основанию обеспечивает обвязочный пояс из бруса, доски, швеллера, двутавра или монолитного бетонного ростверка.
Монтаж фундамента выполняется в следующем порядке:
- размечают периметр постройки, отмечают точки вкручивания опор по контуру фундамента и внутри него;
- опорные элементы вкручивают по разметке в соответствии с разработанной схемой;
- верхушки опор обрезают по одному уровню, внутрь каждой сваи заливают бетонный раствор, сверху приваривают оголовки;
- делают обвязку из дерева, стальной балки или ж/б ростверка.
Столбчатый фундамент
Фундамент столбчатого типа — это надежное и прочное основание, строительство которого позволит избежать деформации и образования трещин в несущих стенах. Конструктивно такое основание состоит из железобетонных опор, вертикально заглубленных в грунт, и обвязочного пояса.
Железобетонные опоры устанавливаются по всей площади постройки с шагом 1,5-3 м. Опорные столбы устанавливаются под углами постройки, а также в местах стыка несущих внутренних стен и перегородок. Расстояние между столбами будет зависеть от глубины залегания стабильных пластов почвы, общего веса постройки, предполагаемых нагрузок.
Основные этапы строительства столбчатого фундамента на участке с заторфованным грунтом:
- с поверхности участка застройки убирают грунт с растительным слоем, выравнивают стройплощадку;
- размечают периметр будущего дома, отмечают месторасположения каждого столба;
- для столбов в грунте роют ямы прямоугольной формы, на дно каждой насыпают слой гравия с песком, проливают его песком, уплотняют;
- строят опалубку из фанеры и досок, внутрь нее устанавливают армокаркас;
- опалубку заливают бетонным раствором, после его застывания делают обвязку из бруса, швеллера или собирают опалубку для ростверка.
Плитный фундамент
Монолитное железобетонное основание относится к плавающим мелкозаглубленным фундаментам. Такое основание заливается под всю постройку, образуя конструкцию с ровной горизонтальной поверхностью. Благодаря большой площади основания, оно не создает чрезмерной нагрузки на почву. Гравийно-песчаная подушка перераспределяет нагрузку от постройки и равномерно передает ее на грунт. Плита вместе с постройкой «плавает» на поверхности грунта, поднимается и опускается вместе с почвой.
Кратко об этапах строительства:
- Подготовительные работы. С поверхности участка снимают верхний почвенно-растительный слой.
- Подсыпка смеси песка и гравия, горизонтальная гидроизоляция фундамента. Под плиту засыпается гравийно-песчаная подушка, застилается геотекстиль, который выполняет функции гидроизолирующего слоя.
- Монтаж опалубки и армирование плиты. Из щитов и досок собирают опалубку, в которой формируют сварной армирующий каркас.
- Бетонные работы. Опалубку с армокаркасом заливают бетоном и оставляют до его полного застывания и набора прочности.