Фундамент для пучинистых грунтов с высокими грунтовыми водами

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.

Устройство фундамента на пучинистых грунтах

Строительство на пучинистых грунтах всегда требует особого подхода к выбору фундамента. Силы пучения грунта способны разрушительно воздействовать на основание вашего дома, если оно построено неграмотно.

Оглавление:

• Пучение грунта и его виды
• Виды фундаментов на пучинистых грунтах
• Ленточный фундамент на пучинистых грунтах
• Монолитный плитный фундамент на пучинистых грунтах
• Мероприятия, противодействующие касательным силам пучения
• Свайный фундамент на пучинистых грунтах

Наша компания, хоть и не занимается строительством фундаментов, но по роду своей деятельности – забивка свай – не раз сталкивалась с фактами, когда неверное устройство фундамента на пучинистых грунтах приводило к необходимости его ремонта или усиления.

Пучение грунта и его виды

Пучение — способность почвы увеличивать свои объемы из-за заледенения находящейся в ней влаги. Чем большим количеством воды пропитан грунт, тем сильнее он расширяется при минусовых температурах. Изменения объема объясняются разной удельной плотностью двух материалов, которая у воды составляет 1000 кг/м2, а у льда — 910 кг/м2.

Важно: увеличивающий в объеме грунт не может расширяться вниз, поскольку там расположены глубинные, несжимаемые пласты почвы, он поднимается в верх и давит на фундамент, выталкивая его из земли.

Склонность почвы к пучению непосредственно зависит от ее структуры — крупнообломочные, гравелистые и песчаные грунты практически не впитывают воду и не подвергаются пучению, тогда как расширение глины, суглинка, черноземов и супесей, впитывающих воду как губка, максимально. Особенно сильно пучение проявляется после затяжных дождей, длившихся в осенний период.

На фактическую величину пучения, помимо типа почвы, влияют два фактора:

• Уровень глубина грунтовых вод;
• Уровень промерзания грунта.

Важно: от уровня промерзания зависит, какой по толщине пласт почвы будет расширяться, от глубины грунтовых вод — сила пучения: если УГГВ высокий, то верхние шары почвы будут постоянно влажными, что приведет к увеличению их пучинистости.

Рис.: Виды воздействия пучения на фундамент

Выделяют два разных по прикладному характеру вида пучения:

• Вертикальное — действует снизу-вверх, выталкивая опорную часть фундамента. Вертикальное пучение проявляется, если подошва основания расположена в пласте промерзающего грунта, если она заглублена ниже уровня промерзания, вертикальные нагрузки на фундамент не действуют;
• Касательное — выталкивание фундамента происходит в результате трения расширяемой почвы и стенок основания. Такие нагрузки значительно меньше чем вертикальные, однако если здание легкое (каркасный либо деревянный дом) и его вес не может уравновесить выталкивающие силы, проблемы возможны и без активных вертикальных нагрузок.

Важно: деструктивное влияние пучения на фундамент усугубляется тем, что весной, когда содержащийся в почве лед оттаивает, грунт уменьшается в объеме и дом проседает, часто неравномерно, что приводит к разрушению и деформации ответственных элементов здания.

Виды фундаментов на пучинистых грунтах

В основе надежности фундамента малых и средних зданий в условиях пучинистых грунтов лежит их способность сохранять устойчивость под влиянием касательных сил пучения.

Если крупные массивные здания, построенные с заложением фундамента на глубине ниже сезонного промерзания грунта, противодействуют касательным силам своей массой, то, чтобы эти силы не разрушили здание небольшой величины и массы, применяют следующие типы фундаментов:

• Ленточный фундамент с заложением ниже глубины промерзания. В таком случае на подошву силы пучения действовать не будут, а для нейтрализации касательных сил трения, воздействующих на боковую поверхность фундамента, проводят ряд мероприятий, о которых – ниже.
• Мелкозаглубленный ленточный фундамент или монолитная плита – так называемые, плавающие фундаменты.
• Столбчатый фундамент.
• Свайный фундамент.

применение ленточного фундамента на пучинистых грунтах

В пучинистых грунтах использованию подлежат исключительно фундаментные ленты глубокого заложения монолитного типа. Сборные конструкции неприменимы ввиду того, что из-за неуравновешенной нагрузки касательные силы пучения могут оторвать верхний пояс фундаментных блоков от нижнего.

Важно: армирование фундамента в данном случае является обязательным — армокаркас обеспечивает пространственную жесткость ленты, что в случае воздействия на фундамент неравномерных деформаций защитит конструкцию от растрескивания.

Рис.: Варианты монтажа ленточного фундамента в пучинистом грунте

При строительстве легких зданий — домов из каркасных панелей либо дерева, низкий вес постройки не сможет уравновесить касательные силы пучения, даже если его опорная часть размещена ниже глубины промерзания почвы. В данном случае необходимо обустраивать ленту с уширенной подошвой, увеличенное сечение которой работает в грунте как анкер, препятствуя выталкиванию фундамента касательными нагрузками.

Применение монолитной плиты на пучинистых грунтах

Монолитный плитный фундамент классифицируется как незаглубленный. В условиях пучинистых грунтов он используется в двух случаях:

• Для возведения тяжелых каменных домов, вес которых дополнительно усиливает устойчивость плиты к изгибам и уравновешивает выталкивающие нагрузки;
• Для строительства небольших сооружений, обладающих низким весом, с которыми плита работает как «плавающая» конструкция.

Под понятием «плавающая» плита обозначается способность монолита, размещенного на поверхности грунта, опускаться и подниматься вместе с почвой. К такому фундаменту выдвигаются повышенные требования к устойчивости на изгиб (достигается за счет усиленного армирования и увеличения толщины), поскольку из-за неравномерного промерзания грунта (в центре дома почва всегда сохраняет плюсовую температуру) под фундаментом образуется яма глубиной 10-20 см.

Рис.: Схема промерзания грунта под плитным фундаментом

Важно: на низкоплотных и просадочных грунтах строительство фундаментной плиты должно сопровождаться ее утеплением слоем ЭППС толщиной 10-15 см. и обустройством песчаной подсыпки толщиной 30-50 см. Такое решение обеспечивает равномерность промерзания грунта под периметром фундамент и, как следствие, отсутствие провала по центру плиты.

Мероприятия, противодействующие касательным силам пучения

Противодействовать касательным силам пучения при устройстве ленточного фундамента можно путем проведения ряда мероприятий:

• строительство не сборного, а монолитного железобетонного фундамента
• засыпка дна и пазух траншеи под фундамент песком: чем шире слой боковых пазух, тем меньше влияние касательных сил пучения
• значительное увеличение глубины заложения фундамента с целью увеличить общую массу строения до такой величины, которая будет превосходить силы пучения
• анкерное устройство фундаментов: расширение нижней части, на которое будут воздействовать реактивные, направленные вниз, силы пучения
• подсыпка крупного песка для повышения общего уровня площадки: тем самым уменьшается глубина промерзания грунта под зданием
• устройство дренажных траншей, что особенно актуально при высоком уровне грунтовых вод
• мероприятия по утеплению фундамента

Материалы для Вас:

1. Несущая способность свай
2. Сколько стоит фундамент для дома

Свайный фундамент на пучинистых грунтах

На наш взгляд свайный фундамент на пучинистых грунтах – наиболее целесообразный вариант устройства фундамента. Судите сами: перечисленные выше мероприятия, которые не всегда эффективны и весьма дорогостоящие, в случае со свайным фундаментом не нужны.

Общая площадь поверхности свай, на которую будут воздействовать касательные силы пучения, настолько мала, что ими можно пренебречь.

Глубина погружения железобетонных свай варьируется в пределах 5-12 метров (для возведения многоэтажных зданий могут применяться составные конструкции общей длиной до 24 метров), что значительно ниже уровня промерзания грунта в любой точке России.

Рис.: Схема фундамента из ЖБ свай

Фундамент на свайных опорах переносит нагрузку от веса постройки на пласт глубинного несжимаемого грунта. Это позволяет строить здания в условиях высокого уровня грунтовых вод, где из-за низкой плотности пропитанной влагой почвы ленточные фундаменты не обеспечивают требуемой надежности.

Важно: при обустройстве свайно-ростверковых фундаментов на пучинистых грунтах, обвязка свай всегда делается висячей — поднятой над уровнем почвы на 30-40 см. Укладывать ростверк непосредственно на грунт нельзя, поскольку при расширении почвы его может оторвать от свайных опор.

Фундамент на забивных сваях пригоден для строительства в пучинистых грунтах зданий любой этажности и веса — от легких каркасных сооружений до многоэтажных домов. На такой фундамент не работают воздействия вертикального пучения, а касательные силы не оказывают на железобетонные сваи серьезных нагрузок.

Таким образом, при относительной доступности по стоимости, свайный фундамент в условиях пучинистых грунтов гораздо надежнее, чем более дорогостоящие ленточные и плитные фундаменты.

Полезные материалы

Устройство свай

В данной публикации приведена информация о технологии обустройства фундаментов из буронабивных.

Технология устройства буронабивных свай

Буронабивные сваи имеют цилиндрическую форму, а их каркас стоит из подвергшихся армированию окружностей и продольной арматуры.

Фундамент глубокого заложения

СК «Установка Свай» занимается возведением фундаментов на сваях , являющихся одним из наиболее надежных видов оснований глубокого заложения.

Свяжитесь с нами и мы произведём работы

Наша компания в самые короткие сроки осуществит для вас погружение свай – надёжного основания для строительства фундамента на пучинистых грунтах.

Обращайтесь, наши специалисты ответят на любые вопросы по проведению свайных работ и свайным фундаментам

1. Наши контактные данные
2. Видео наших работ

Варианты строительства фундамента на глинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод

Выбор фундамента

Автор ГидФундамент На чтение 7 мин

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.

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.

Категория грунта	Типы грунта
непучинистые (условно)	пески (гравелистые, крупные средние)

крупнообломочные и скальные с содержанием заполнителя менее 10 %

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. 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.

Свайные

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.

Фундамент на пучинистых грунтах

Плитный, ленточный, столбчатый или свайный фундамент на пучинистых грунтах способен обеспечивать устойчивость кирпичного, блочного или деревянного дома. При выборе основания учитывается глубина промерзания почвы, высота подземных вод, площадь и этажность постройки, нагрузка на фундамент.

Какой грунт называется пучинистым?

Пучинистыми называются влажные, обводненные почвы — глинистые, песчаные, супеси, заторфованные. Если в цифрах, то такая почва при промерзании на глубину одного метра увеличивается в объеме более чем на 1 см. Этот показатель относительной деформации равен 0,01 единиц. Чем выше степень пучинистости, тем сильнее выражена поверхностная деформация грунта и тем надежнее должен быть фундамент для возведения дома.

Пучинистость почвы зависит от ее состава, состояния и способности удерживать влагу:

• Непучинистые — менее 0,01 ед. Это глинистые твердые грунты, песчаные, крупнообломочные с содержанием заполнителя менее 10%, увлажняемые только за счет атмосферных осадков.
• Слабопучинистые — от 0,01 до 0,035 ед. К этой категории относятся глинистые почвы полутвердой консистенции, пески мелкой фракции, крупнообломочные грунты с песчаным пылеватым заполнителем. Такие участки — это, как правило, равнины, пологие склоны с затяжным уклоном.
• Среднепучинистые — от 0,035 до 0,07 ед. В эту группу входят грунты глинистого типа, суглинки и супеси. Такие участки увлажняются частично за счет осадков, частично — подземными водами.
• Сильнопучинистые — более 0,07 ед. Сюда относятся водонасыщенные глинистые, песчаные и заторфованные грунты, расположенные на пониженных равнинах, в заболоченных местах.

Сложности строительства на пучинистых почвах

Нестабильная пучинистая почва способна поднимать не только легкие каркасные дома, но и тяжелые кирпичные постройки. При этом невозможно гарантировать, что весной поднятый дом вернется в первоначальное положение. Если бы постройка изменяла свое положение равномерно, то это не было бы критично, но в реальности все происходит иначе. В результате неравномерного сдвига нарушается геометрия оконных и дверных проемов, на стенах появляются трещины, которые со временем расширяются и углубляются.

Под отапливаемой постройкой почва не будет промерзать, а значит на внутреннюю часть основания с межкомнатными стенами силы вспучивания не действуют. Однако вокруг постройки, за наружными стенами, промерзание есть. Зимой с северной стороны постройки почва чаще всего промерзает сильнее, чем с противоположной — южной. Это также приводит к неравномерному пучению грунта.

Силы вспучивания оказывают действие не только на плоскость основания, но и на вертикальные конструкции. Почва, которая находится вокруг основания, при минусовой температуре примерзает к бетону и при перемещении вверх или вниз утягивает его следом за собой. Исходя из этого силы пучения состоят из:

• нормальной составляющей, которая воздействует на плоскость основания;
• касательной, воздействующей на вертикальные поверхности.

Казалось бы чем больше глубина закладки основания, тем меньше должны действовать на конструкции силы вспучивания. Однако с увеличением глубины фундамента увеличивается и площадь боковой поверхности и, соответственно, суммарно возрастает касательная сила. В зависимости от состава и влажности почвы, сила касательного пучения может достигать 6 тонн на кв.м. Такая нагрузка способна выдавить заглубленное основание, если вес постройки не может нивелировать пучинистость грунта. Поэтому закладка основания ниже уровня промерзания почвы не может гарантировать его прочность и устойчивость.

Больше всего от неравномерного промерзания страдают легкие постройки, «каркасники» и щитовые домики. Дома из бруса представляют собой жесткую конструкцию, устойчивую к воздействию комбинированных нагрузок, но и они могут серьезно пострадать. Тяжелые дома из кирпича, пеноблока и газобетона имеют достаточный вес, чтобы уравновесить выталкивающие воздействия. Под действием большого веса почва уплотняется, что ослабляет выталкивающий эффект.

Как уменьшить пучение

Существует несколько способов, позволяющих строить коттеджи, дачи и бани на участках с проблемным грунтом. Это замена верхнего слоя почвы на пятне застройки, утепление грунта, защита участка от осадков и отвод влаги.

Рассмотрим поочередно все эти способы:

• Замена влажной почвы на более стабильный песчаный грунт выполняется при закладке фундамента. Под основанием устраивают песчаную подушку. Ее высота должна быть не меньше 0,3 м, а размер в плоскости — на 0,2 м больше контура фундамента. Смысл этого мероприятия заключается в уменьшении слоя нестабильного грунта.
• Чтобы защитить фундамент от осадков, талых и паводковых вод, по периметру постройки делают отмостку. Чтобы эта мера работала, отмостку делают шириной 0,9-1,0 м. Отвод воды будет более эффективным если дополнительно сделать водоотводный желоб с уклоном 0,3-0,5 см на погонный метр. Желоб устанавливают на расстоянии 1,5-2 м от фундамента. В конструкции водоотвода желоб можно заменить дренажной трубой.
• Утепление — это еще один способ, который позволяет уменьшить криогенное пучение. Пятно застройки накрывают слоем утеплителя шириной, равной глубине промерзания почвы. Например, если земля на участке промерзает на 0,9 м, то и утеплитель по периметру должен иметь такую же ширину.

Выбор фундамента для грунта, подверженного вспучиванию

Устойчивость, надежность и долговечность коттеджа, дачного домика или бани на нестабильном грунте может обеспечить монолитный ленточный, свайный, плитный или столбчатый фундамент. Какой из них выбрать, рассмотрим подробнее.

Плитный

Плитным фундаментом называется монолитная конструкция, установленная на поверхности грунта. Основу конструкции составляет сварной арматурный каркас, залитый бетоном. Перед заливкой плиты делает выемку грунта. Глубина котлована составляет как минимум 0,4 м. На дно котлована насыпают слой песка, сверху засыпают щебнем.

Фундаменты этого типа отличаются высокой несущей способностью, прочностью и надежностью. При подъеме промерзающего грунта железобетонная плита движется вместе с ним. Это значит, что для постройки на пучинистом грунте нет никаких рисков.

Плюсы плитных фундаментов:

• Хорошая несущая способность. По этому параметру основания плитного типа не имеют себе равных. На таких фундаментах возможно строительство домов любого типа — одноэтажных и двухэтажных, из дерева, пеноблока или кирпича.
• Простой монтаж. Небольшой объем земляных работ и достаточно простая технология возведения позволяют реализовать проект в короткие сроки.
• Долговечность. Срок службы железобетонной фундаментной плиты превышает 100 лет.

Единственным минусом обустройства плитных фундаментов является большой расход строительных материалов и высокая стоимость конструкции.

Ленточный

Мелкозаглубленный ленточный фундамент как нельзя лучше подходит для строительства легких деревянных, каркасных и щитовых домиков на участках с проблемным грунтом. Закладка фундамента выполняется на 0,5 м, из которых 0,3 м это песчаная подушка и дренаж. Высота ленты над уровнем почвы 0,2-0,4 м. Работы проводятся в теплое время года. Исходя из особенностей конструкции, строительство такого основания не требует больших трудозатрат и большого объема бетонных работ.

Плюсы мелкозаглубленного фундамента ленточного типа:

• Равномерное распределение нагрузок. Такое основание позволяет равномерно распределять вес здания, снеговые, ветровые и другие нагрузки на грунтовое основание.
• Несложная технология строительства. Монтаж бетонной армированной ленты можно выполнить своими руками.
• Длительный срок службы. При условии применения качественных материалов и соблюдения технологии строительства, такой фундамент простоит не меньше 80 лет.

Минусом бетонной ленты можно считать длительное созревание бетона после заливки. Нагружать такой фундамент можно не раньше, чем через 3-4 недели после демонтажа опалубки.

Столбчатый

Столбчатым фундаментом называется система опорных столбов, соединенных между собой обвязочным поясом или бетонным ростверком. Опоры заглубляются в грунт на глубину 0,5-0,7 м. Высота надземной части столбов составляет 0,2-0,5 м. Железобетонные столбики устанавливаются под углами здания, в точках примыкания несущих стен и межкомнатных перегородок. Расстояние между опорами не превышает 3 м.

Достоинства фундамента на опорных столбах:

• Доступность. Стоимость строительства такого основания на 35-50% дешевле монолитных ленточных оснований.
• Небольшой объем земляных работ. Для закладки фундамента не нужно рыть траншеи по всему периметру.
• Быстрый монтаж. Небольшой объем работ позволяет ускорить сроки строительства.

Главный недостаток столбчатых фундаментов — отсутствие возможности строительства подвала или технического подполья.

Свайно-винтовой

Фундамент на винтовых сваях — это пространственная конструкция, состоящая из вертикальных опор. За равномерное распределение нагрузок на основание отвечает монолитный ростверк или обвязка из доски, бруса, швеллера, двутавровой балки. Выбор обвязочного пояса зависит от типа, размера и этажности постройки.

Плюсы фундаментов на винтовых сваях:

• Возможность установки опор вручную. Этот факт позволяет строить здания рядом с уже готовыми постройками.
• Отсутствие земляных работ. Сваи с винтовыми лопастями просто ввинчиваются в грунт по размеченным точкам.
• Возможность строительства на участках со сложным рельефом. Винтовые сваи можно использовать для застройки участков со склонами и перепадами по высоте.
• Скорость строительства. На формирования свайного поля для строительства дома уходит один-два дня. Еще столько же потребуется для монтажа обвязочного пояса.

Единственным недостатком свайно-винтовых фундаментов является невозможность строительства на скальных и каменистых грунтах.