Фундамент на пучинистых грунтах

Профессиональным строителям ежедневно приходится решать проблемы, связанные с устройством фундаментов. Специалисты успешно справляются с работой на различных видах почвы, возводя надежные основания зданий. Для тех, кто решил самостоятельно заложить прочный фундамент дома, вопрос о том, как это сделать на пучинистых грунтовых массах, остается актуальным всегда.

Особые свойства пучинистых грунтов

Особое свойство оснований, способных вспучиваться, заключается в значительном увеличении объема в результате зимнего промерзания.

Как определить пучинистые грунты? К основаниям, обладающим свойством вспучивания при промерзании, относятся только глинистые (в том числе суглинки) и песчаные грунты (пылеватые, мелкие и средней крупности). Гравелистые и крупные пески к пучинистым не относятся.

Песчаные, глинистые грунты и их разновидности обладают мелкопористой структурой, то есть состоят из мелких минеральных частиц, между которыми имеется множество мелких полостей. Эти полости или поры могут содержать влагу. При понижении температуры ниже нуля влага в грунте замерзает, превращаясь в лед, который, как известно, всегда увеличивается в объеме по сравнению с исходным объемом воды. В результате замерзания воды в порах и происходит увеличение всего объема основания, называемое морозным пучением.

Основания делятся по степени пучинистости, которая зависит от уровня или глубины, на которой залегают подземные воды. Для глинистых оснований еще имеет значение показатель текучести. Приводим следующую таблицу с градацией по степени пучинистости разных видов грунтов.

Этапы работ

Следует помнить, что силы пучения велики и могут поднимать целые здания, поэтому строительство сооружений на пучинистых грунтах должно происходить только с принятием мер против пучения.

Рассмотрим способы противодействия пучинистым грунтам:

  1. Самым радикальным методом является замена пучинистого грунта на непучинистый. Для этого роют большой котлован, глубиной большей уровня промерзания. Пучинистый грунт убирают, а вместо него засыпают утрамбованный песок, являющийся замечательным основанием для фундамента, потому что песок имеет высокую несущую способность и не удерживает в себе влагу. Такой способ является наиболее надежным, но и подразумевает очень серьезные затраты, потому что включает большой объем земельных работ.
  2. Вторым способом противодействия пучинистости является строительство фундамента, закладываемого на глубину ниже промерзания грунта. В этом случае фундамент избавляется от воздействий пучинистости на основании фундамента. На стены же фундамента силы пучинистости по-прежнему будут воздействовать. Хотя данное воздействие и будет на порядок меньше, но и оно может вызвать существенные проблемы. При примерзании к стенам фундамента, грунт будет тащить его за собой вверх/вниз с силами, достигающими 5 тонн на 1 м2. Прикинем силу воздействия на дом 6 на 6 метров и с глубиной ленточного фундамента 1,5 метра. Таким образом площадь боковой поверхности составляет 36 м2. Силы воздействия пучинистого грунта могут достигать до 180 тонн, чего будет достаточно, чтобы поднять деревянный дом. Поэтому данный метод походит при строительстве тяжелых железобетонных и кирпичных домов.
  3. Третьим способом борьбы с пучинистыми грунтами является утепление. Данный способ наилучшим образом подходит для строительства легких малозаглубленных домов. Укладывая на грунт возле дома утеплитель, можно добиться, чтобы этот грунт никогда не замерзал. Ширина утеплителя в данном случае должна соответствовать глубине промерзания. Таким образом, если грунт промерзает на глубину 1,5 метра, то нужно укладывать утеплитель шириной также в 1,5 вокруг дома. Толщину утеплителя необходимо подбирать индивидуально.
  4. И еще одним способом строительства фундамента на пучинистых грунтах является отвод воды. Если не будет воды, значит, не будет и пучения. Для реализации отвода воды создают дренажную систему, а именно роют канаву в полуметре от фундамента, глубиной  равной уровню заложения фундамента. В эту канаву под небольшим углом укладывают перфорированную трубу, завернутую в фильтрующую ткань. После чего трубу засыпают гравием или крупным песком. Таким образом, вода, образующаяся в грунте, будет просачиваться в трубу через ее отверстия, и далее выводиться по трубе в более низкую область или специально приготовленный для этих целей колодец.

После реализации представленных здесь способов, фундамент будет служить вам верой и правдой долгие годы.

Какой фундамент возводят на пучинистых и набухающих грунтах

В зимний период деформированная почва слегка приподнимается вверх даже несмотря на значительный вес постройки. Чтобы снизить вероятность проблем, возникающих во время эксплуатации здания, рекомендуется закладывать фундамент на границе промерзания или ниже ее уровня. Однако такой вариант надежно предотвращает воздействие морозного пучения лишь в нижней части базиса. Обширные боковые стороны остаются не слишком защищенными от касательного влияния почвенных деформаций.

Такой вариант является приемлемым для массивных домов, построенных из камня или кирпича. А вот фундаменты легких зданий на пучинистых грунтах глубокого заложения строить не рекомендуется. Это объясняется тем, что на устройство мощного базиса потребуется повышенная сумма расходов, которая вряд ли полностью оправдает себя. К тому же полной уверенности в абсолютной неизменности такого фундамента не будет из-за косвенного воздействия морозного набухания.

Какой фундамент возводят на пучинистых и набухающих грунтах

Таким образом, чтобы постройка на пучинистом грунте была надежной, желательно сделать прочный фундамент мелкого заглубления. Он сможет надежно сопротивляться набуханию грунта и равномерно распределять вероятную деформацию по всей поверхности базиса.

Читайте также:  5 советов по выбору свай для частного строительства

Чем больше степень деформации почвы, тем выше требования к конструктивной жесткости всех элементов основания дома.

Как можно противодействовать деформации почвы

Чтобы сделать крепкий фундамент на грунте, подверженном силе пучения, строительные работы следует проводить с применением определенных защитных действий.

Какой фундамент возводят на пучинистых и набухающих грунтах
  • Замена почвы напесчано-гравелистый грунт или песок крупной фракции. Такой способ выбирают, когда необходимо снизить нагрузку на боковые стороны основания. Высокая стоимость и объемные земельные работы компенсируются абсолютной надежностью варианта.
  • Проектирование фундамента с расширенной нижней частью конструкций. Это оптимальный вариант для обустройства ленточного, свайного или столбчатого базиса.
  • Утепление мелкозаглубленных фундаментов под облегченные строения. Располагая слой теплоизоляции на грунте под основой и вокруг нее, можно полностью избежать пучения. Чем больше глубина промерзания, тем шире должно быть полотно утеплителя. Способ отличается высокой эффективностью только при наличии в здании системы обогрева и утепленного цокольного этажа.
  • Монтаж гидроизоляционной прослойки вокруг бетонной конструкции основания. Это препятствует возможному размытию почвы и предотвращает негативное воздействие агрессивных веществ, содержащихся в подземных водах. Кроме того, снижается сцепление фундамента с грунтовыми массами.
  • Устройство дренажной системы для отвода подземных вод. По всему периметру фундамента примерно в полуметре от него прокапывают траншею. В нее укладывают под небольшим уклоном перфорированную трубу, завернутую в фильтрующий материал. Сверху засыпают гравием или крупным песком. Предпринятые меры способствуют значительному снижению пучения в районе расположения фундамента
  • Обустройство ливневой канализации и отмостка вокруг постройки для отвода дождевой воды.

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 характерувида 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.

Глинистый грунт – виды и особенности

Конечно, мы не можем рекомендовать вам, какие материалы стоит предпочесть для возведения чего-либо на глинистом участке, так как это сугубо индивидуальный выбор. Однако рассказать о видах и особенностях самой глинистой почвы будет не лишним.

Итак, в зависимости от процента содержания глины глинистые почвы делятся на три вида:

  1. Глины, состоящие из очень мелких частиц (их диаметр менее 0,005 мм), а также примеси песчаных и пылеватых частиц. Такие грунты пластичные, чрезмерно пучинистые, так как накапливают в себе влагу, и просадочные из-за размывания под действием грунтовых вод. Просадка фундамента на глинистой почве может продолжаться долгие годы и в результате привести к сильнейшему перекосу строения. Глины являются хорошим участком под основание лишь в том случае, если они однородные по составу, а самый верхний слой грунтовой воды залегает ниже глубины промерзания почвы.

Вот что собой представляет глинистый грунт

  1. Суглинки. состоящие из песков с примесью 10-30% глины. В зависимости от того, сколько процентов глины в них содержатся, суглинки бывают легкие, средние и тяжелые. Заложить фундамент на суглинистой почве получится, но ввиду ее пучинистости и малой несущей способности, придется предварительно укрепить грунт (об этом мы еще поговорим чуть позже).
  2. Супеси или «плывуны». Здесь процент глины совсем невелик – 5-10%. Такие почвы подвижны под воздействием грунтовых вод, а потому, почти не пригодны в качестве участка под фундамент. Но если другого выбора нет, то на супесях наиболее рациональным решением будет свайный фундамент.

Внимание! При выборе фундамента для будущего дома, помимо типа грунта также нужно учитывать величину нагрузки строения на землю под ним. В случае с легкими каркасными постройками требований гораздо меньше, нежели при возведении, например, основательного дома с толстыми стенами и сложной крышей. Здесь фундамент должен залегать глубже и быть больших размеров.

Читайте также:  Всё про заборы из габиона — преимущества и недостатки ограждений

Также нужно заметить, что различается и сама глина – она может быть красной и голубой. В составе первой содержится много песка, через который вода легко проникает в почву. Голубая же глина, наоборот, не пропускает влагу, поэтому вода скапливается на ее поверхности.

Совет! Получить информацию о типе почвы на конкретном участке вы можете, обратившись в отдел архитектуры и землеустройства вашего района или заказав геолого-изыскательные работы.

Все дело в сваях и винтах

Вы можете не беспокоиться, ведь заложить надежный фундамент на пучинистых грунтах можно.

Очень эффективным способом, который избавит вас от лишних операций и затрат, является постройка свайно-винтового фундамента. При закладке основания дома в землю завиничиваются винтовые сваи — стальные трубы с заостенными наконечниками. Благодаря такому строению фундамент прочно закрепляется в грунте.

Раньше такой тип фундамента использовался военными для установки высоковольтных линий на слабых или пучинистых грунтах. Сегодня почувствовать преимущества свайно-винтового фундамента можете и вы.

Песчаный грунт

Такой грунт является одним из предпочтительных. Дело в том, что песок отлично пропускает воду и склонен к уплотнению. Величина зерна, по-другому – величина фракции, определяет существующие подвиды песчаного грунта:

  • от 0,0005 мм до 0,05 мм – это пылеватый песок
  • менее 0,1мм – это мелкий песок
  • менее 1 мм – песок средней крупности
  • от 0,25 мм до 2 мм – крупный песок
  • частицы до 5мм характеризуют песок, как гравелистый.

Более крупные фракции песка лучше уплотняются и меньше промерзают. Крупнопесчаное основание для ленточного фундамента позволит ограничится глубиной от 40 см до 70 см. Если речь идет о пылеватом песке, то стабильным и прочным его не назвать, а значит глубина основания фундамента будет определяться глубиной промерзания.

Основание свайного типа

Выполнение работ

Возведение ленточного фундамента дома предусматривает выполнение следующих операций:

  1. Перенос разметки с эскиза на участок. По периметру натянутых сигнальных веревок необходимо сделать котлован с глубиной, превышающей уровень промерзания почвы. В отдельных областях с суровыми климатическими условиями этот показатель может составлять от 1,5 до 2 м. Ширина котлована устанавливается из расчета габаритов фундамента с запасом расстояния под будущее размещение гидроизоляции, теплоизоляционных листов и фасадного слоя, в случае их реализации.
  2. Дно подготовленной ямы выравнивается и выполняется присыпка гравийно-песчаной смеси в толщину слоя 15-20 см с последующей утрамбовкой.
  3. Стены котлована покрываются гидроизоляцией, в качестве которой можно использовать обычный рулонный рубероид.
  4. Дно заливается 5-7 см слоем бетона и формируется опорная подложка (время высыхания от 10 до 15 дней в зависимости от окружающей температуры).
  5. Установка опалубки с размещением внутри желоба армированной сетки.
  6. Осуществляем заливку бетоном. Процесс заливки выполняется порционно, по 20-25 см бетона с его равномерным распределением до полного заполнения.
  7. Выждав период застывания, обычно это занимает порядка 3-4 недель, приступаем к гидроизоляционным работам.

В случае оставления основания для усадки на зиму бетонные элементы конструкции покрываются полиэтиленовой пленкой или любыми доступными средствами защиты.

Ленточное основание — один из самых распространенных типов

Преимуществами данного способа являются:

  • равномерное распределение нагрузки за счет большой площади опоры;
  • практичность и долговечность;
  • возможность оборудования цоколя или подвала.
  • значительные временные и трудовые затраты;
  • завышенная стоимость материалов;
  • возможность реализации исключительно на супесях или суглинистых грунтах.

В ходе выполнения расчетов для каждой сваи определяется допустимая нагрузка. В зависимости от глубины размещения и веса будущей постройки на практике используют следующие типы свай:

  • винтовые (путем вкручивания винтовых свай можно миновать глиняные слои грунта и возвести основание на более твердых породах; процесс установки реализуется как вручную, так и посредством использования спецтехники);
  • буронабивные (монтируются непосредственно на месте дома: выкапывается или бурится углубление, устанавливается песчаная подушка и гидроизолирующий слой, размещаются асбестовые трубы, внутрь которых укладывается арматурная сетка, и осуществляется заливка их бетоном);
  • забивные (устанавливаются путем привлечения буронабивных установок).

Впоследствии на сваи укладываются железобетонные балки или плиты, которые будут равномерно распределять общий вес сооружения на каждую из опор.

Свайное основание отлично подходит для неустойчивых почв

  • практичность и высокий период эксплуатации;
  • стойкость перед существенными нагрузками;
  • относительно небольшие финансовые затраты;
  • быстрый монтаж;
  • возможность неоднократного использования свайных опор;
  • установка реализуется в любых природных условиях.
  • отсутствие возможности оборудования цоколя и подвала без проведения дополнительных земляных работ;
  • необходимость привлечения спецтехники;
  • подверженность свайных элементов конструкции коррозийным процессам.

Рекомендуем посмотреть видео, подробно показывающее монтаж свайных оснований.

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

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

  • Сборка опалубки для ленточного фундамента своими силами
  • Пошаговая схема укладки тротуарной плитки
  • Достоинства и недостатки стеклопластиковой арматуры
  • Виды фундаментов и распространенные марки бетона
  • Лучший фундамент для загородного дома
  • Анализ и замена фундамента в старом доме
Читайте также:  Утепление фундамента дома без подвала

Какой фундамент для дома, если почва суглинок?

Суглинистые почвы находятся практически на всей территории Центральной России. Строительство дома на таком грунте требует особого подхода. И начинается весь процесс с возведения фундамента. На суглинке можно возводить определенные типы остовов. Давайте разбираться.

Что это за тип почвы и какой фундамент выбрать?

Суглинком называют почву, состоящую из песка и глины. И последней обычно в таком грунте больше. Но может превалировать и песок в данной смеси (супеси). И если это так, то почва более пористая и сопротивление ее будет меньше, чем при преобладании глины в ее составе. Сухой суглинок — рассыпчатый благодаря песчаному наполнителю. Влажный суглинок — вязкий благодаря глине, именно из-за нее он промерзает и расширяется в холодное время года. Поэтому строители предпочитают возводить фундаменты следующих типов:

  1. Ленточный с жестким армированием. Можно делать как ниже линии промерзания грунта (возможность сделать подвал), так и выше (с обязательной установкой дренажа и утеплением фундамента немассивного сооружения).
  2. Монолитная армированная плита. Закладывается выше уровня промерзания грунта и более известна, как плавающий фундамент.
  3. Свайный типа ТИСЭ. Установка идет на глубину значительно ниже уровня промерзания грунта. Отлично справляется с возложенными на него функциями, но из-за дороговизны возведения, должно иметь объективное обоснование.

Самостоятельный анализ грунта

Оптимальное время для проведения геологоразведочных манипуляций — весна. Ведь именно в этот период грунтовые воды находятся максимально близко к поверхности. Они могут усложнить строительные работы и даже заставить вас пересмотреть первоначальный выбор фундамента.

На территории, которая планируется под застройку дома, нужно будет пробурить несколько скважин. Делать это удобно садовым буром. Глубина бурения — не менее 30 см от линии промерзания грунта. В процессе можно сразу оценить и определить:

  • состав грунта;
  • уровни залегания и их равномерность;
  • характеристику почвы.

Подробнее о каждом виде фундаментов

Когда на руках имеется оценка грунта, можно приступать к выбору типа фундамента дома. Сюда нужно учесть также изначальный план вашего строения, ваши финансовые ресурсы и трудовые возможности.

Плита

Какой фундамент для дома, если почва суглинок?

Монолитная армированная плита — отличное решение, обеспечивающее защиту дома от пучения суглинка. Она защитит его от перекоса, трещин. Ее устанавливают даже на очень слабых грунтах для домов, гаражей, бань, беседок и других строений. У нее имеется «плавающий» эффект — при пучении она приподнимается и после него становится на изначальное место. С ней не страшны дому и грунтовые воды, залегающие близко к поверхности.

Плита заливается в вырытый котлован. Это армированная монолитная конструкция. Ее толщина может быть разной и связана с планируемым весом дома.

Сваи ТИСЭ

Все чаще в индивидуальном строительстве выполняют свайные остовы типа ТИСЭ. Это избавило от необходимости изготавливать сваи и транспортировать их к месту строительства. Да и забивка их копром также отпала. Для него в заранее выбранных местах вырывают скважины. В их вставляют либо железные трубы, либо бетонные. Их диаметр должен быть равен диаметру будущих свай. В них устанавливают армированный каркас и производят заливку бетонной смесью. После высыхания железные трубы можно извлечь, а можно и оставить. Во втором варианте это сделает сваи намного крепче, но при это существенно увеличит их стоимость.

Специальные загибы арматуры оставляют сверху, чтобы после вплести их арматурный пояс ростверка. Это обеспечит большую прочность конструкции.

Мероприятия по уменьшению пучинистости участка

Суглинок не может непучинится, т. к. в его составе находится глина, которая делает его влажным. И в холодное время года вода, замерзая, расширяется. Выполнение 5 мероприятий позволит значительно снизить этот показатель:

  1. По всему периметру строения формируется дренажная система.
  2. Формирование отмостки здания.
  3. Утепление отмостки дома.
  4. Установка системы водостока и водоотвода с крыши. Обязательно уходящую в ливневый слив.
  5. Полная замена грунта на песчаное основание перед возведением остова.

Посмотрите видео о том, как сделать дренаж почвы на своем участке:

Правильный анализ грунта и выбор типа фундамента по нему — это залог долгой службы вашего строения. И даже суглинистая почва этому не помеха. Любой из предложенных типов фундаментов отлично подойдет для суглинка. Но если не уверены в своих силах — доверьте эту работу профессионалам. Ведь нужно не только правильно определить какой тип фундамента вам нужен, но и правильно его возвести для дома.

Влияние типа строения на выбор оптимального фундамента

Понятно, что нагрузка на единицу площади основания грунта сильно зависит от того, какие строительные материалы используются при строительстве здания. Ведь масса несущих стен, сделанных из кирпича и с деревянным перекрытием, существенно меньше, чем аналогичная железобетонная конструкция. Соответственно, построить массивный кирпичный дом на болотистой слабой почве может только оптимист. Тут спасет разве небольшой компактный дом на свайном ростверке.

Также важную роль играет наличие или отсутствие подвала или цокольного этажа. Например, на столбчатом фундаменте сделать подвал технически практически не реально, а вот на сборном монолите – можно. Тут также можно комбинировать типы оснований, это сейчас не составит большого труда. Подвалы себя оправдывают, если есть слабые почвы с послойным расположением неустойчивых типов грунтов.

В любом случае, стоит устраивать основания таким образом, чтобы подошва была ниже глубины промерзания. Почва на такой глубине стабильная, предсказуемая и отлично справляется с нагрузками, а свойства позволяют выдерживать значительные нагрузки. А оптимальный вариант – это скалистые породы, но найти их на равнинной местности очень сложно.