Содержание, карта.

Фундаменты на пучинистых грунтах


Фундамент на пучинистых грунтах: плитный или ленточный

Строительство дома на частном участке с пучнистой почвой в первую очередь тесно связано с правильным проектированием. И особого внимания здесь заслуживает именно фундамент на пучинистых грунтах, поскольку от основания и его крепости зависит надежность и долговечность всего дома.

Известно, что сезонное пучение грунта оказывает негативное влияние на основание дома, а именно — выталкивает его, что приводит к разрушению сначала стенок каркаса, а затем и стен самого дома. Поэтому стоит очень внимательно подойти к решению вопроса об устройстве основания.

Важно: если вы хоть на каплю сомневаетесь в правильности принятого ранее решения, то следует пригласить специалиста, который проведет анализ грунта, определит степень его пучнистости и спроектирует оптимальный базис для дома.

Особенности пучинистого грунта

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

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

Особенно пучнистыми являются такие почвы:

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

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

Важно: уровень промерзания грунта в средней полосе России достигает отметки 1,5 метра. И углублять фундамент ниже этого уровня очень затратно. Поэтому стоит подобрать один из приведенных ниже типов фундамента, который отлично справится с нагрузкой, оказываемой на него и домом, и почвой.

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

Профессионалы делят пучнистые земли по степени пучения на такие виды:

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

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

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

Фундамент для пучнистого грунта

Чтобы постройка на пучнистой почве была надежной и долговечной, можно использовать три типа фундаментов:

  • Мелкозаглубленный ленточный;
  • Свайный;
  • Плитный монолитный железобетонный.

Какой из них выбрать, разберем ниже.

Ленточный мелкозаглубленный фундамент

На подвижном грунте можно монтировать мелкозаглубоенный или совсем не заглубленный фундамент

На подвижном грунте можно монтировать мелкозаглубоенный или совсем не заглубленный фундамент. Такой базис подойдет для деревянного или каркасного дома в один этаж.

Важно: основание подобного типа нельзя использовать для каменной постройки. Иначе противодействие сил давления снизу (со стороны почвы) и сверху (со стороны стен) будет плачевным для всей постройки.

Основание ленточного типа для пучнистого грунта имеет толщину 30-50 см, что позволяет сделать силу давления пучнистой земли исключительно касательной. Кроме того эта сила будет сведена практически к нулю.

Для того чтобы мелкозаглубленный или незаглубленный базис еще меньше подвергался силам пучения почвы, под него необходимо уложить слой песка или щебня крупной фракции. Толщина слоя не менее 20 см. Такая прослойка создаст своеобразный природный дренаж грунта под фундаментом и снизит уровень негативного воздействия на основание.

Ленточный фундамент под легкие постройки на пучнистых почвах нужно делать только монолитными железобетонными. Здесь раствор заливают в подготовленную траншею с обязательным его армированием.

Процесс строительства фундамента выглядит таким образом:

  • Согласно проектной документации на грунте копают траншею заданной глубины. Её дно устилают гидроизоляционным материалом и после засыпают песчаной или гравиевой подушкой. Сыпучие хорошо трамбуют.
  • Стенки траншеи нужно тщательно теплоизолировать. Впоследствии это будет теплоизоляция для фундамента.
  • В подготовленную яму монтируют опалубку и ставят арматуру.
  • Бетонный раствор заливают, обрабатывая его строительным вибратором.

Важно: от полностью готового фундамента необходимо отвести отмостки для оттока дождевой и талой воды.

Совет: смонтированный в тёплое время года мелкозаглубленный фундамент на пучнистом грунте нужно обязательно застроить. То есть, запрещается оставлять его в таком виде на зимний период. В результате пучения почвы он просто сломается. Если де возможности возвести дом сразу нет, то следует хорошенько утеплить базис. Для этого можно использовать большой объем шлака, стекловаты, опилок, соломы или других материалов, которые предотвратят промерзание фундамента со всех сторон.

Свайный (столбчатый) фундамент

Еще один вариант для устройства фундамента на пучнистом грунте — монолитный столбчатый (свайный) базис

Еще один вариант для устройства фундамента на пучнистом грунте — монолитный столбчатый (свайный) базис. В силу того что площадь каждой опоры сравнительно мала, почва в сезоны пучения не может оказать на него полноценного негативного воздействия. К тому же сваи (столбы) можно без ощутимых финансовых затрат углубить ниже уровня промерзания грунта.

Важно: свайный (столбчатый) фундамент можно возводить на пучнистых землях под небольшие и нетяжелые дома.

Опоры для фундамента можно использовать как заводские (монолитные железобетонные забивные сваи), так и лить самостоятельно непосредственно на участке из бетона с его обязательным армированием. При этом железобетонные сваи готового типа требуют применения специальной установки.

Технология монтажа свайного фундамента выглядит так:

  • На грунт наносят разметку, располагая ямы под будущие опоры таким образом, чтобы они находились под каждым углом дома, под всеми несущими стенами и в местах стыков стен.
  • Теперь следует подготовить скважины при помощи стандартного бура.
  • В сформированные ямы насыпают песок толщиной 10-15 см и хорошо уплотняют его.
  • Далее в яму устанавливают асбестоцементную или металлическую трубу, которая будет играть роль несъемной опалубки.

Важно: стальные трубы необходимо гидроизолировать снаружи битумной мастикой.

  • В трубы устанавливают арматуру и заливают готовый бетонный раствор.
  • После того как столбы полностью просохнут, все опоры скрепляют монолитным ростверком, который имеет вид пояса. Именно на него будет ложиться вся масса дома, распределяя таким образом нагрузку между колоннами равномерно.

Фундамент-плита

Такой базис является самым дорогостоящим, однако именно он считается самым оптимальным вариантом фундамента для пучнистых грунтов

Такой базис является самым дорогостоящим, однако именно он считается самым оптимальным вариантом фундамента для пучнистых грунтов. Дело в том, что плитный каркас представляет собой железобетонную монолитную подушку толщиной 30-50 см, на которую равномерно распределяется вся нагрузка готового здания. В результате дом на таком фундаменте просто лавирует в грунте, не подвергаясь давлению со стороны пучнистой почвы.

Плитный фундамент используют под любые типы строений и каменные в том числе.

Технология монтажа фундамента-плиты выглядит так:

  • По периметру всего будущего здания копают котлован, глубина которого будет превышать проектную на 20 см. Это расстояние следует заполнить крупнофракционным песком и хорошо уплотнить.
  • Затем на песок устанавливают опалубку из крепких досок и стелют слой гидроизоляции таким образом, чтобы его края ниспадали на стенки опалубки. Все стыки обрабатывают газовой горелкой для создания герметичного слоя материала.
  • Следующий этап — подведение всех коммуникаций. При этом их нужно не только смонтировать, но и проверить методом пролива. Иначе потом будет поздно.
  • Поверх проведенных коммуникаций монтируют арматуру в виде расположенных друг на другом стальных сеток. Сетки вяжут из прутов сечением 12-16 мм и сечением 6-8 мм.

Важно: сетки должны быть полностью скрыты в бетоне после заливки. Максимальный отступ по бокам фундамента может составлять 1-2 см, сверху и снизу — по 5 см.

  • Бетон заливают в опалубку за один заход, тщательно усаживая его строительным вибратором.
  • Плитный фундамент накрывают клеенкой до полного высыхания. Если стоит жаркая и сухая погода, то необходимо увлажнять раствор периодически для его равномерного высыхания.

Мероприятия против пучнистости грунта

Можно качественно и надёжно утеплить фундамент со всех сторон, это снизит процент негативного влияния мёрзлой земли на базис

Если дом уже построен и при этом фундамент нужно дополнительно защитить, то можно применить такие методы и техники:

  • Вокруг готового фундамента можно полностью заменить грунт на непучнистый. Для этого придётся проделать большие земляные работы, но результат того стоит.
  • Можно качественно и надёжно утеплить фундамент со всех сторон. Это снизит процент негативного влияния мёрзлой земли на базис.
  • Качественные отмостки и ливневая канализация идущие от основания дома помогут отводить воду и тем самым делать количество жидкости в почве меньшим. А значит, и пучение грунта будет снижено.

Все эти способы и технологии строительства вполне позволяют строить долговечные и крепкие дома на прихотливых почвах.

Особенности плитного фундамента возведенного на пучинистых грунтах

Пучинистый грунт

Пучение грунта – увеличение объема при превращении внутренней влаги в лед. При показаниях температур ниже нуля, грунт начинает расширяться. Этот показатель зависит от объема воды, которой пропитан грунт.

Чем он выше, тем больше степень расширения. Этот процесс объясняется разной удельной плотностью льда и воды. При этом, пучение всегда имеет направление вверх, что вызывает «выталкивание» фундамента.

В то время как гравелистые, крупнообломочные или песчаные грунты впитывают воду очень незначительно, суглинки, глины, супеси и некоторые другие втягивают большое количество влаги.

Соответственно, первый тип практически не подвержен пучению, а второй расширяется значительно, вызывая деформации фундаментов и строений.

Степень пучения определяют следующие факторы:

  • уровень и глубина вод в почве;
  • уровень промерзания при минусовых температурах.

Суммируя эти два факта, следует знать, что, если показатели уровня вод и глубины высокие, то верхние слои почвы будут пропитаны водой, что увеличит пучение.

Разные виды грунтового пучения

Рассмотрим основные виды грутового пучения.

Вертикальное

Движение идет снизу вверх, вызывая «выталкивание» основания. Если подошва основания устроена в слое замерзшей почвы, то фундамент будет подвергаться вертикальному пучению. Если же она расположена ниже отметки промерзания – угроза пучения отсутствует.

Касательное

Действие сил морозного пучения грунта

Ввиду возникновения трения расширяемого грунта о стенки основания происходит выталкивание фундамента. Однако величина касательного морозного пучения существенно меньше, чем по вертикали.

Проблема возникает, когда речь идет о легких деревянных или каркасных домах. Вес облегченных сооружений не может компенсировать силы выталкивания.

Зимнее пучение почвы и уменьшение объема в весеннее время вызывают проседания почвы, фундамента над ним и всего сооружения. Следовательно, возможны разрушения и трещины.

Виды оснований на грунтах, подверженных морозному пучению

Схемы фундаментов на пучинистых грунтах

Надежность основания на этих почвах в большей степени зависит от способности сохранять устойчивость под воздействием второго типа пучения (по касательной).

Это особенно важно для облегченных небольших домов.

Если тяжелые конструкции возводятся ниже уровня сезонного промерзания почвы и сопротивляются своей массой касательным силам пучения, то для устройства фундаментов маленьких зданий необходимо тщательно подбирать нужный тип фундамента.

Это могут быть:

  • «плавающий»–монолитная плита/мелкозаглубленный ленточный;
  • ленточный – закладывается ниже точки промерзания;
  • столбчатый;
  • свайный.

Устройство монолитной плиты

Структура монолитного основания

Это основание рассматривают как незаглубленный тип фундамента. Его устраивают на пучинистых грунтах в следующих случаях.

  • При строительстве тяжелых кирпичных домов, когда вес постройки уравновешивает нагрузки, направленные на выталкивание, и придает дополнительную устойчивость.
  • Когда нужно использовать «плавающую» особенность плиты: при возведении домов с низким весом.

Монолитную плиту называют плавающей конструкцией из-за способности опускаться и приподниматься вместе с изменениями грунта. Из-за того, что земля под домом промерзает неодинаково, образуется перепад плоскости при проседании, который может достигать 10 см. и более.

Поэтому данный вид основания подразумевает особые требования к устойчивости на изгиб. Для этого применяется усиленное армирование и создание более толстой плиты.

При закладке плиты на низкоплотных и просадочных почвах ее утепляют десяти сантиметровым слоем ЭППС. Применение утеплителя и слоя песчаной подсыпки до 0, 5 м обеспечат равномерность промерзания земли под всей площадью здания. Следовательно, не будет образовываться яма в середине плиты.

Большая площадь опоры существенно снизит удельные нагрузки на грунт.

  • Устройство плитного фундамента под частное домовладение разумно при слабой несущей способности грунтов на участке строительства.
Читайте также:  Конструкция и устройство монолитной плиты фундамента

Однако усиленное армирование и большие расходы на заливку бетона делают плитный тип фундамента самым дорогостоящим. Особенно это касается возведения частных жилых коттеджей.

Применение ленточного типа на пучинистых грунтах

Ленточный фундамент с опорной подошвой

В пучинистых почвах закладываются глубокие монолитные ленты. Из-за неравномерной нагрузки возникает возможность разрыв верхнего и нижнего поясов фундамента. По этой причине на таких почвах не используются сборные конструкции.

При наличии пучения обязательно выполняется армирование основания.

Это обеспечит необходимую жесткость и защитит от вредных и неравномерных изменений.

При возведении небольших домов из относительно легких панелей и дерева, когда вес постройки незначительный, его вес не сможет уравновесить касательные пучения (даже если опора находится ниже уровня промерзания).

В этом случае можно строить ленту с расширенной подошвой. Такая конструкция будет успешно препятствовать выталкиванию касательными нагрузками.

Что может препятствовать касательному воздействию пучения

Песок на дне траншеи

Устройство монолитного железобетонного основания (не сборной конструкции).

  1. Подсыпка песком дна траншеи. Более широкий слой сможет максимально уменьшить влияние касательных сил пучения грунтов.
  2. Максимальное глубокое заложение подошвы фундамента. Цель этого мероприятия – увеличить вес дома до степени, когда общая масса превзойдет воздействие пучения.
  3. Выполнение нижней части фундамента в виде анкера, то есть расширение его внизу: тогда силы пучения будут направляться вниз.
  4. Повышение уровня строительной площадки, что приведет к снижению глубины промерзания грунта под домом. Для этого выполняется подсыпка песка крупной фракции.
  5. Подготовка дренажных траншей, особенно при высоком уровне воды в почве.
  6. Утепление фундамента.

Свайный тип фундамента

Схема свайного фундамента на пучинистых грунтах

Представляется, что свайный тип оснований – самый удачный вариант фундамента на пучинистых грунтах. Все подготовительные работы и прочие мероприятия не всегда решают вопрос пучения. Кроме того, они достаточно затратны. Касательные силы практически не воздействуют на поверхность свай.

Сваи погружаются от 5 до 12 метров, а в случае строительства высотных объектов, применяются наращиваемые конструкции до 24 метров. Это значительно глубже, чем уровень промерзания почв.

Опоры такого основания переносят нагрузку на слой глубоко залегающего несжимаемого грунта. Таким образом, здания на сваях могут возводиться при любой насыщенности грунтовой влагой, при которой невозможно устройство ленточного фундамента.

При возведении свайных конструкций с ростверком на пучинистых грунтах, обвязка свай выполняется висячей – на высоте около 40 сантиметров над уровнем земли. Ростверк нельзя укладывать на грунт: при возникновении расширения, его может оторвать от опорных элементов.

Выбор фундамента для дома на пучинистых грунтах

Рис.1. Фундамент ленточный малозаглубленный

Как известно, грунты в основании зданий, склонные в разной степени к морозному пучению, занимают большую часть площади страны.

Выбор эффективных способов снижения влияния сил морозного пучения грунтов на деформацию здания остается сложной задачей малоэтажного строительства.

Известны три принципиальных способа конструирования фундамента для снижения влияния сил морозного пучения грунта на здание:

  1. Заглубленный фундамент — заложение подошвы фундамента на глубину промерзания грунта. 
  2. Применение мелко заглубленного фундамента с увеличенной жесткостью на изгиб — фундамента и надфундаментных конструкций, приспособленных к неравномерным деформациям основания.
  3. Использование теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ). Утепление фундамента и грунта вокруг с целью исключить промерзание грунта и действие сил морозного пучения на фундамент.

Ленточный заглубленный фундамент с заложением на глубину промерзания

Заложение подошвы ленточного фундамента на глубину промерзания не всегда защищает от деформаций легкие  малоэтажные здания. Такие фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют большие по значению касательные силы пучения. Эти силы стремятся зимой вытолкнуть фундамент и здание вверх.

Нагрузки от веса здания на 1 пог.м ленточных фундаментов в одно-, двухэтажных домах не превышают величины 40… 120 кН. Небольшие нагрузки на фундаменты обуславливают повышенную их чувствительность к силам морозного пучения.

Находящиеся в пучинистых грунтах ленточные фундаменты малоэтажных домов часто подвергаются выпучиванию, если действующие на них нагрузки от веса здания не уравновешивают силы пучения.

Ленточные фундаменты на глубину промерзания — это материалоемкие и дорогостоящие фундаменты, к тому же, не обеспечивающие надежную эксплуатацию малоэтажных зданий, построенных па пучинистых грунтах.

Затраты на устройство таких фундаментов составляют слишком большой удельный вес в общей стоимости строительства дома.

Ленточные фундаменты с заложением подошвы на глубину промерзания грунта рекомендуется применять только для частных домов с подвалом.

Свайные и столбчатые заглубленные фундаменты

Фундаменты с заложением на глубину промерзания для частного дома могут быть рекомендованы в свайном конструктивном исполнении или в виде столбчатых фундаментов — с ростверком, на который опираются стены. В качестве свай для малоэтажных домов чаще всего применяют буронабивные сваи или их разновидность — фундамент ТИСЭ, а также винтовые сваи.

Такие фундаменты имеют, по сравнению с ленточными, меньшую площадь боковой поверхности и расход материалов. Но и опорная поверхность подошвы таких фундаментов также невелика, что ограничивает их применение сравнительно легкими зданиями на прочных грунтах.

Конструкция свайных фундаментов предполагает устройство дома с холодным цоколем — пространством между землей и нижним этажом. Пол первого этажа приходится делать по цокольному перекрытию. Устройство жесткого перекрытия над цоколем, вместо полов по грунту, удорожает строительство.

Железобетонный ростверк на сваях сложнее и дороже, чем мелко заглубленный  ленточный фундамент.

Кроме того, устройство мощного монолитного железобетонного ростверка делает свайные фундаменты сложнее в устройстве и дороже, чем мелко заглубленные ленточные фундаменты.

Взгляните на фото фундамента с ростверком. Ведь это тот же мелко заглубленный фундамент с торчащими снизу ногами свай, и зачем то приподнятый над грунтом.

Чаще всего выбор такого фундамента ничем не обоснован, кроме страхов «экономных» застройщиков, не пользующихся услугами профессиональных проектировщиков, и пропаганды производителей буров ТИСЭ и их последователей на форумах и соседних участках.

Свайные фундаменты в частном домостроении выгодно применять только для тех конструкций, где не требуется устройство дорогого ростверка (например, для деревянных или каркасных зданий с холодным цоколем), или при наличии особо сложных грунтовых условий.

Мелкозаглубленный фундамент повышенной жесткости

Фундамент ленточный мелкозаглубленный для частного дома на сильно пучинистых грунтах. 1 — монолитный бетон; 3 — противопучинистая песчано- гравийная подушка; 4 — арматурный каркас; 7 — гидро-

изоляция.

Более эффективным путем решения проблемы строительства малоэтажных зданий на пучинистых грунтах является применение мелкозаглубленных фундаментов, приспособленных к неравномерным деформациям основания.

По конструкции такие фундаменты могут быть:

  • Ленточными
  • В виде фундамента-плиты
  • А в некоторых случаях и столбчатыми с ростверком.

Основной принцип конструирования мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах заключается в том, что, например, ленточные фундаменты всех стен частного дома объединяются в единую систему и образуют достаточно жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания.

Применение мелкозаглубленных фундаментов базируется на принципиально новом подходе к их проектированию, в основу которого заложен расчет оснований по деформациям пучения. При этом допускаются деформации фундамента, в том числе неравномерные, однако они должны быть меньше предельных, которые зависят от конструктивных особенностей здания.

При расчете оснований по деформациям пучения учитываются пучинистые свойства грунта, передаваемое на него давление, а также жесткость фундамента и надфундаментных конструкций на изгиб.

Надфундаментные конструкции (стены, перекрытия) рассматриваются не только как источник нагрузок на фундаменты, но и как активный элемент, участвующий в совместной работе фундамента с основанием.

Использование и учёт в расчётах понятий жёсткость-гибкость силового каркаса дома позволяет значительно уменьшить глубину ленточного фундамента для небольших зданий. Использование малозаглубленных ленточных фундаментов позволяет на 30-80% снизить затраты на возведение фундаментов.

Читайте: «Как сделать дешевый фундамент из малоформатных бетонных блоков своими руками»

Такие фундаменты требуют точного учета свойств грунта, предъявляют повышенные требования к прочности элементов здания, правильному выбору конструктивных решений и качеству строительных работ.

Имеются серьёзные теоретические обоснования и большая успешная практика строительства малоэтажных зданий из любых материалов на данных фундаментах. При этом, имеющийся некоторый негативный опыт использования мало заглубленных фундаментов, при экспертном изучении показывает, что основной причиной таких негативных ситуаций являются ошибки при проектировании и строительстве зданий.

Необходимым условием использования данного типа фундамента в конкретном случае является готовность и способность Заказчика провести качественные работы по изысканиям, проектированию и строительству.

Применение таких фундаментов безусловно оправдано для деревянных (бревенчатых, брусовых) или каркасных зданий, стены которых лучше переносят деформации.

Читайте: «Как сделать мелко заглубленный ленточный фундамент для частного загородного дома»

Теплоизолированный утепленный фундамент мелкого заложения (ТФМЗ)

Следует учитывать, что степень морозного пучения грунта, прочность элементов здания может со временем меняться. Это создает постоянный риск для зданий, построенных на фундаментах, описанных выше.

Современным способом решения проблемы морозного пучения для частного дома, является применение теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ).

Теплоизолировать можно любые конструкции фундаментов. Для этого утепляют слоем теплоизоляции сам фундамент, а также грунт под и вокруг фундамента.

Рис.1. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий.  1 — фундамент; 2 — стена; 3 — пол; 4,5 — теплоизоляция горизонтальная и вертикальная; 6 — защитное покрытие; 7 — песчаная подготовка; 8 — отмостка; 9 — ПГС; 10 — дренаж; 11 — теплоизоляция пола.

Теплоизоляция фундамента предотвращает промерзание грунта вблизи фундамента, что позволяет не принимать во внимание воздействие сил морозного пучения на здание.

Использование для утепления фундамента современных теплоизолирующих материалов делает этот способ экономически более эффективным, позволяющим упростить и удешевить конструкцию здания, избежать рисков, связанных с ошибками в проектировании и строительстве, с изменением свойств грунта и прочности здания в процессе эксплуатации.

Читайте: «Как сделать теплоизолированный фундамент мелкого заложения — лучший для частного дома»

Теплозащищеный мелко заглубленный утепленный фундамент

Заслуживают внимания, особенно в районах с суровой зимой, теплозащищенные мелко заглубленные фундаменты, использующие оба принципа компенсации морозного пучения грунта — повышенную жесткость и утепление фундамента.

Теплоизоляция такого фундамента выполняется в облегченном варианте, позволяющем лишь уменьшить глубину промерзания под подошвой фундамента, а следовательно, и силу пучения, действующую на фундамент.

Расчеты и практика показывают, что устройство только вертикального слоя теплоизоляции на всю высоту фундамента и цоколя, от подошвы фундамента до наружных стен дома, способно значительно сократить глубину промерзания грунта под основанием фундамента.

Такая комбинация позволяет, с одной стороны, уменьшить размеры теплоизоляционной юбки фундамента, а с другой, облегчить конструкцию фундамента повышенной жесткости, по сравнению с исходным вариантом без теплоизоляции.

Фундамент — плита, плитный фундамент

Стены дома опираются на плиту фундамента

Фундамент в виде монолитной железобетонной плиты под всей площадью дома — еще один вариант мелко заглубленного фундамента.

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

Фундамент — плиту для частного дома, из-за его высокой стоимости, целесообразно применять при слабой несущей способности грунта на участке. Плитный фундамент, так же, как другие типы фундаментов, для защиты от морозного пучения грунта может быть выполнен с устройством теплоизоляции или без неё.

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

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

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

В этом варианте монолитная железобетонная плита пола  не участвует в передаче нагрузки от веса здания на грунт, а исполняет роль плиты перекрытия и должна рассчитываться на нормативную нагрузку перекрытий, иметь соответствующую прочность и армирование.

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

Ленточный фундамент с монолитной плитой подвесного пола часто ошибочно считают плитным фундаментом с ребрами жесткости. Конструкции действительно похожи, но есть существенная разница в деталях — армировании, размерах.

Во всех случаях при устройстве фундаментов необходимо предусматривать водозащитные мероприятия, направленные на снижение деформаций пучения грунта — обеспечивающие уменьшение влажности грунта, понижение уровня подземных вод, отвод поверхностных вод от дома посредством устройства вертикальной планировки, дренажных сооружений, водосборных канав, лотков, траншей и т.п.

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

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

Проектирование фундамента для строительства дома разумнее заказать специалистам.

Дополнительную информацию по устройству и применению малозаглубленных фундаментов можно получить из книги одного из авторов СНиПов В.С. Сажина «Не зарывайте фундаменты вглубь». Скачать книги в формате djvu 389 кбайт.   и   в формате PDF 4150 кбайт (перейти по ссылке и выбрать в меню слева вверху «Файл» > «Загрузить»).

Выбери тип фундамента для своего дома —

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

Следующая статья:

Предыдущая статья:

Строительство фундамента на пучинистых грунтах своими руками

Профессиональные строители достаточно часто сталкиваются с необходимостью возведения фундаментов на различных видах почв. Иногда им приходится работать в довольно сложных условиях, например, если необходимо построить фундаменты на пучинистых грунтах. На сегодняшний день строительные бригады справляются с такой задачей достаточно успешно, но, чтобы возвести на таком грунте надежный фундамент своими руками, следует знать о множественных опасностях, которые готовит такая почва для неопытного строителя. Во время проектирования такого фундамента очень важно учесть в расчетах как постоянные силы, которые будут воздействовать на фундамент, так и временные, которые будут особенно сильно заметны в холодное время года.

Схема фундамента на пучинистых грунтах.

Что такое пучинистый грунт?

Пучение — это одно из свойств грунтовых масс, суть которого состоит в увеличении объема почвы при замерзании. Такая особенность объясняется наличием в земле большого количества воды. Замерзая, вода превращается в лед и увеличивает объем почвы. Если в грунте содержится слишком много влаги, то вспучивания избежать не удастся. К пучинистым грунтам можно отнести все грунты, в которых преобладает глина (суглинок, супесь, и т. п.).

Некоторые грунты пучатся совсем немного, другие же могут вспучиваться очень заметно. Еще существуют и непучинистые грунты, для них глубина закладки фундамента не имеет принципиального значения.

Специалисты советуют заглублять фундамент на пучинистых грунтах так, чтобы его основание находилось ниже уровня замерзания земли.

В этом случае вероятность возникновения проблем во время эксплуатации здания становится значительно ниже.

Глубина и интенсивность сезонного замерзания грунта в условиях каждого определенного региона определяется:

Схема мелкозаглубленного экономичного ленточного фундамента для пучинистых грунтов (глины и суглинки).

  • длительностью зимнего периода;
  • количеством дней с отрицательной температурой;
  • количеством выпадающего снега и величиной снежного покрова;
  • сезонным временем выпадения жидких и твердых осадков;
  • составом и видом грунта;
  • влажностными и теплофизическими его характеристиками;
  • наличием растительного покрова, его характером и экспозицией местности;
  • уровнем грунтовых вод;
  • общим рельефом местности.

Чтобы самостоятельно выполнить расчет вспучиваемости грунта, следует воспользоваться формулой Е = (H-h)/h, где Е — это документированная степень вспучиваемости, h — высотная отметка не замерзшего грунта, а Н — высотная отметка грунта во вспученном состоянии. Воспользовавшись этой формулой, можно определить, на сколько изменяется объем грунта после его замораживания. Если эта величина превышает 0,01, то такой грунт уже считается пучинистым (такой коэффициент показывает, что при промерзании на 1 м грунт увеличит свой объем на 1 см).

Вернуться к оглавлению

Схема деформации фундамента при пучении грунта.

Если фундамент на пучинистых грунтах был заложен приблизительно на уровне промерзания земли, то, когда почва во время холодов начнет расширяться, основание здания будет подниматься вверх, несмотря на то, что само здание имеет достаточно большой вес. Это может пагубно отразиться на долговечности сооружения.

Если же фундамент на пучинистых грунтах заложен ниже уровня замерзания, то само вспучивание во время холодов никуда не исчезнет, но оно будет воздействовать на фундамент по касательной. В этом случае основание тоже может приподниматься, поскольку грунтовые массы будут довольно сильно действовать на конструкции стен с боковых сторон.

Подъем может возникать и из-за слишком большой площади соединения основы с грунтом.

Схемы взаимодействия фундаментов с пучинистыми грунтами.

Чаще всего такие проблемы возникают с каркасными и древесными постройками, имеющими небольшую массу.

Однако их горизонтальные нагрузочные показатели у этих зданий не являются очень высокими, т.е. нагрузка не может компенсировать воздействие пучинистых сил с торцов здания.

Самые большие проблемы у фундаментов на пучинистых грунтах появляются, когда влага начинает таять. В это время вспученные грунтовые массы опускаются обратно, вызывая просадку несущих конструкций, причем этот процесс зачастую бывает неравномерным. От этого постройка заметно перекашивается, а со временем приходит в полную негодность. Неправильно построенный фундамент на пучинистых грунтах от вспучивания может просто разорвать.

Вернуться к оглавлению

Если возникла необходимость возвести фундаменты на пучинистых грунтах, можно предпринять во время строительства такие меры:

Схема нарушения структуры грунта основания при промерзании за счёт сил пучения и при оттаивании за счёт снижения прочностных свойств из-за обильного водонасыщения основания.

  • полная смена грунта, находящегося под основанием, на непучинистый. В этом случае под несущую конструкцию засыпают щебенку и песок. Из непучинистых материалов выполняют обратную отсыпку, что позволяет снизить вспучивание с боковых сторон;
  • закладка фундамента, стеновые конструкции которого отличаются повышенной гладкостью. В этом случае проблемы, вызываемые вспучиванием, решаются за счет гидроизоляционных прослоек, которые выкладываются на боковых стенах. Эти прослойки снижают сцепку грунтовых масс с основой сооружения;
  • возведение основания с нижней частью, имеющей вид расширенного монолита. Этот способ подходит для очень многих видов несущих систем, например, для ленточных, столбчатых и свайных фундаментов;
  • прокладка горизонтальной теплоизоляции на грунтовые массы по всему периметру строения. Этот способ эффективно работает только в случае наличия отопительной системы и нормального утепления цокольного этажа. Под хорошо отапливаемым домом в комплексе с качественной тепловой изоляцией вспучивание земли происходит не сильно.

Схема замены пучинистого грунта песком.

Важно помнить, что воздействие вспучивающих сил ощущается тем сильнее, чем ближе к поверхности земли находится влага.

Излишнее количество влаги в земле может привести к ее размытию. В некоторых жидкостях могут содержаться вещества, отрицательно влияющие на бетонные конструкции и различные армирующие изделия. Эти проблемы тоже решаются при помощи гидроизоляционной прослойки.

В процессе разработки проекта необходимо учитывать сезонные изменения залегания грунтовых вод. В разных регионах жидкость может подниматься на разную высоту. С грунтовой влагой можно успешно бороться с помощью создания дренирующих систем, снижающих вспучивание в месте нахождения фундамента.

Вернуться к оглавлению

Наиболее распространенным решением этой проблемы является глубокое закладывание фундамента, основа которого в результате будет находиться ниже уровня замерзания грунта.

Материлы и инструменты для строительства фундамента на пучинистых грунтах:

Схема заглубленного столбчатого фундамента на пучинистом грунте.

  • цемент;
  • песок;
  • гравий;
  • щебень;
  • вода;
  • бетон;
  • арматура;
  • лопата;
  • бетономешалка.

Такое решение надежно предотвращает воздействие вспучивания в нижней части фундамента, но боковые стенки при этом не получат надежной защиты от деформационного воздействия. Если основание будет недостаточно прочным, его материал может быть смещен или деформирован.

При закладывании фундамента для пучинистых грунтов на большую глубину требуется большое количество материала, поэтому такой фундамент обходится достаточно дорого. Оптимально фундамент на пучинистом грунте должен хорошо сопротивляться воздействию вспучивания и равномерно распределять деформацию по всей поверхности основания, чтобы она меньше действовала на боковые поверхности.

С этой проблемой хорошо справляются мелкоуглубленные фундаменты, нивелирующие влияние проблемного грунта по касательным, поскольку основание в этом случае является монолитным. Чтобы такой фундамент для пучинистых грунтов лучше справлялся со своей работой, под ним необходимо устроить специальную подушку из материалов, не подверженных вспучиванию. Как правило, для этого используют щебень среднего размера или песок.

После заливки основания бетонной смесью следует проложить его внешнюю сторону до самой подушки непучинистыми материалами, после чего присыпать землей.

Вернуться к оглавлению

Схема столбчатого фундамента.

Для малоэтажного частного строительства, выполняющегося в условиях пучинистых грунтов, столбчатый фундамент можно считать оптимальным. Грамотно возведенный столбчатый фундамент в этих условиях должен находиться ниже уровня промерзания почвы.

Такой способ является одним из самых экономных. Лучше всего использовать железобетонные столбы, поскольку они эффективно помогают избежать касательного напряжения.

Столбчатый фундамент для пучинистых грунтов из железобетонных конструкций может стать наилучшим решением для такого вида почвы. Технология их изготовления очень удобна и отличается высокой технологичностью. Эти фундаменты подходят для заболоченных областей, сырых участков и почв, где наблюдается высокий уровень залегания грунтовых вод.

На таких почвах столбчатые фундаменты могут иметь конструкции, при которых анкерная площадка, являющаяся опорой всего строения, жестко привязывается к опорному каркасу.

Несущими столбами для такого основания могут служить:

Схема столбчатого фундамента из блоков.

  • трубы из асбоцемента, заполненные бетоном и обладающие армированными внутренними стенками;
  • железобетонные столбы;
  • трубы из металла, которые с внутренней стороны защищены цементно-песчаным составом, а с внешней — эпоксидной смолой или металлом.

Вместо арматуры в этом случае используют проволоку диаметром от 7 до 11 мм и металлические стержни. Иногда применяются различные металлические отходы: уголки, газопроводные трубы или части водопровода.

Бетон для такого фундамента производят исключительно из цемента высоких марок. В качестве заполнителя могут быть использованы гранитный щебень или песок. Важно знать, что примесь глины, применение мелкого песка, битых кирпичей или известковой щебенки могут заметно снизить морозоустойчивость бетона. Оптимальный состав бетона для столбчатого фундамента — это 1 часть цемента, 3 части песка и 4 части щебня. Количество воды определяется отдельно для каждого конкретного случая: бетон должен быть достаточно пластичным, чтобы его было легко укладывать, но при этом раствор не должен литься. Этот раствор помещается в заранее подготовленную опалубку и немного утрамбовывается.

Вернуться к оглавлению

Схема устройства ленточного монолитного фундамента.

Для того чтобы грамотно возвести ленточный фундамент, необходимо соблюдать определенный порядок.

Сначала следует приготовить котлован глубиной 0,4-0,8 м. Когда он будет готов, его боковые откосы необходимо проложить материалами, имеющими гидроизоляционные свойства. Для этого обычно используют толь или полиэтилен. Затем яму необходимо засыпать песком, причем насыпку производят слоями. Толщина каждого слоя должна составлять 20-30 см, каждый слой необходимо тщательно утрамбовать.

Гидроизоляция успешно борется с заиливанием песка. На следующем этапе возведения фундамента для пучинистых грунтов проводятся работы по установке опалубки. Песочная подушка полностью укрывается гидроизоляционной прослойкой, а затем в опалубку устанавливают арматурные пруты, диаметр которых не должен превышать 1,2 см.

Вернуться к оглавлению

Свайные фундаменты.

Свайный фундамент в пучинистых грунтах несколько менее популярен в частном малоэтажном строительстве, чем ленточные и столбчатые. Это связано с повышенной трудоемкостью работ и необходимостью привлечения для их возведения специализированной техники. Обычно свайный фундамент в пучинистых грунтах применяют тогда, когда почва в регионе промерзает более чем на 1,5 м метра. Также целесообразно использовать свайный фундамент для пучинистых грунтов в случае, если возводится остов каркасного типа.

В частном строительстве обычно используют сваи глубиной не более 3-4 м. Чаще всего применяются забивные сваи из дерева, бетона или железобетона. Они бывают представлены следующими типами:

  • забивные железобетонные;
  • набивные железобетонные или бетонные;
  • винтовые.

При возведении свайного фундамента на пучинистом грунте важно следить, чтобы отвод воды был выполнен максимально качественно. Для этого применяются дренажные системы, а по обеим осям фундамента устраивается гидроизоляция.

Вернуться к оглавлению

Схема устройства свайного фундамента на склоне.

В холодное время года пучинистые грунтовые массы, в которых содержится влага, промерзают, их объем увеличивается, а грунт вследствие этого выпучивается. Пласты земли приподнимаются в рамках, которые определяются глубиной ее промерзания.

Все несущие конструкции, расположенные на таких участках, обязательно подвергаются неравномерной усадке. Деформационные силы, действующие на фундамент, вносят свой вклад в этот деструктивный процесс. Особенно серьезные проблемы возникают с постройками, периметр которых не противостоит вспучиванию.

Неравномерная осадка чаще всего возникает из-за того, что пучинистые силы неравномерно воздействуют на конструкцию. Подъем и следующее за ним опускание приводят к тому, что поверхность фундамента для пучинистых грунтов трескается. Это может впоследствии привести к его полному разрушению.

Чтобы эффективно противостоять осадке, следует учитывать тип конструкций стен возводимого здания. Стены могут быть легкими или тяжелыми. На пучинистом грунте довольно просто возвести постройки из дерева, бетона, кирпича или пеноблоков. Фундамент в пучинистых грунтах при этом должен учитывать комплексно все нагрузки, т.е. материал стен непосредственно влияет на закладку фундамента.

Вернуться к оглавлению

Схема стадий формирования свай.

  1. Поднятие общего уровня стройплощадки при помощи отсыпки из непучинистых грунтов (крупного или среднего песка). Это позволит уменьшить глубину замерзания пучинистого грунта и понизить общую степень его вспучивания. Особенно эффективен этот способ на грунтах, где очень высокий уровень грунтовых вод.
  2. Устройство глубинного дренажа. В бесподвальных помещениях такой способ является малоэффективным, к тому же устройство такой системы будет довольно дорого стоить. Однако для домов с техническим подпольем или цокольным этажом такой дренаж будет не только снижать уровень пучинистости, но и предупреждать подтопление заглубленной части дома грунтовыми водами.
  3. Снижение пучинистости грунта с помощью уплотнения тяжелой трамбовкой, снижающей его пористость. Для индивидуального строительства этот способ является довольно трудоемким и достаточно дорогим, поскольку требует применения мощных механизмов и оборудования.

Вернуться к оглавлению

  1. Существует возможность введения в грунт специальных добавок, предотвращающих его пучинистость. Засоление грунта позволяет значительно понижать температуру, при которой он начинает замерзать. Точно так же действует пропитывание верхнего слоя грунта нефтепродуктами.
  2. Некоторые специалисты предлагают понижать степень замерзания пучинистого грунта при помощи обмазки боковых поверхностей фундамента, находящихся в нем, консистентной смазкой или покрытия их пленкой из полимеров. Эти мероприятия не являются достаточно экологичными, некоторые даже считают их вредными для окружающей среды.
  3. Пучинистые грунты фундамент можно связывать при помощи химической, буросмесительной или электрохимической технологии.

Схема закладки свайного фундамента.

В первую очередь следует обратить внимание, что необходимость проведения разнообразных мероприятий возникает из-за того, что касательные силы вспучивания на задавлены нагрузкой от малоэтажного дома, которая в большинстве случаев существенно меньше, чем эти силы. Поэтому подавляющее большинство этих мероприятий следует рассматривать, как спасательные меры, принимаемые при устройстве малонагруженных, но достаточно заглубленных фундаментов.

Если обобщить все вышесказанное, то при возведении фундаментов рекомендуется использовать следующие методы:

  • утепление пучинистого грунта фундамента по всему периметру здания, особенно его углов;
  • устройство отмостки, имеющей ширину не менее 1,2 м, и обустройство дренажных систем для отвода от здания грунтовых и поверхностных вод;
  • организация под фундаментами для пучинистых грунтов специальных подушек из невспучиваемых материалов (например, песка, щебня или шлака), проведение профилактических мероприятий для предотвращения заиливания этих подушек (например, прокладывание геотекстиля);
  • расположение поперечных и продольных стен здания вдоль его главных осей, при этом шаг этих стен должен быть одинаковым;
  • соблюдение однородного теплового режима в пределах одного температурно-осадочного блока;
  • избегание излишних изломов стен на плане дома и значительных перепадов их высоты;
  • отсутствие излишнего ослабления стен (каналов, ниш и т. д.);
  • связывание элементов перекрытий и покрытий между собой посредством сварки их закладных деталей, обустройство анкеровки покрытий и перекрытий этажей, дополнительная армировка углов здания и простенков;
  • совмещение надпроемных перемычек с монолитными поясами, особенно если проемы должны будут располагаться близко друг к другу.

При соблюдении всех рекомендаций можно построить хороший дом на любом грунте.


Смотрите также