Фундамент нужно копать до глины

Фундамент на глине

Фундамент на глине при строительстве вызывает немало сложностей, особенно при близком расположении грунтовых вод. Глины, насыщенные водой – рекордсмены по силе морозного пучения. На фундаменты и все другие подземные строения на глине эти силы влияют, вызывая серьезные деформации, трещины, провалы и разрушения. Конечно, большей частью в тех случаях, когда фундамент на глине спроектирован с ошибками и без учета влияния грунтов основания.

Морозное пучение глин

Мерзлотоведение – это раздел инженерной геологии и очень серьезная наука, которая в числе прочего разрабатывает особые методы исследования особенностей промерзших грунтов и способы качественного строительства на этих крайне непростых грунтах.

Влажная глина промерзает довольно сложным образом. Глина замерзает не сразу всем массивом, так как она имеет поры, хотя визуально это и не заметишь. Сначала становится льдом вода в крупных порах и цементирует частицы грунта, в результате чего слабая глина превращается в скальный грунт, который можно разрабатывать только киркой, а то и взрывчаткой. Увеличение объема при замерзании около 9%. Понятно, что весной эта скала превратится в грязь.

Но на замерзании воды в порах грунта дело не заканчивается, поскольку в течении долгой зимы идет процесс постоянного возрастания влажности глины, по причине подсоса грунтовой воды из нижнего горизонта. А если УГВ высокий и эта вода рядом – замерзший грунт может вобрать ее столько, что образует целые прослойки из льда, при этом настолько увеличит свой объем, что легко и просто поднимет дом, вспучит дорожную одежду из асфальтобетона, деформирует железнодорожные полотна и взлетную полосу аэродрома и т. подобное. Десятки сантиметров пучения зимой – явление нередкое.

А весной налицо результат этого явления, получившего название морозного пучения – жидкий растаявший грунт становится грязью, асфальт разрушен, на дороге ямы и выбоины, здания дали просадку, а фундамент пошел трещинами. И ремонт зачастую уже не поможет.

Еще одно «интересное» явление – промерзший водонасыщенный грунт имеет свойство смерзаться с фундаментом, в том числе и со сваей, как и с любой подземной конструкцией. Давление от мерзлого грунта, возникающее при этом, настолько велико, что ломает сваи. На вертикальные поверхности фундаментных стен эти силы действуют по касательной, и разрушая, и выталкивая строения из земли. Одно из эффективных средств предотвратить все это – устроить вертикальную гидроизоляцию фундамента с применением рулонных материалов, это существенно снизит сцепление и заставит мерзлый грунт «скользить» по поверхности, при этом касательные силы пучения будут в значительной степени нивелированы.

Но профессиональные строители и дорожники не просто имеют кучу неприятностей от процесса морозного пучения, а вполне эффективно с ним борются. Способы разные, иногда с применением химии. Но на своем участке лучшим методом борьбы с пучинами является простое средство – осушение. Если удалось отвести воду, устроив эффективную систему дренажа, то пучение или не возникнет, или будет намного слабее.

Но прежде чем бороться, нужно узнать врага в лицо. Чтобы возвести капитальный дом на глинистом грунте, нужны геологические исследования и проектные расчеты. Обращение в проектную организацию в данном случае будет практичным решением, а строительство с соблюдением технологий, и по проекту, выполненному специалистами, избавит от неприятных сюрпризов в дальнейшем.

В случае, когда строится баня, гараж или небольшой дом, выполнить качественный фундамент на глинистой почве возможно самостоятельно, изучив вопрос технически и руководствуясь строительными нормативами.

Определение характеристик грунта

Сначала нужно определиться с некоторыми характеристиками грунтов вашего участка:

1. Содержанием глинистых частиц в почве
2. Влажностью грунта
3. Глубиной промерзания грунтов (ГПГ) для данного района
4. Уровнем грунтовой воды (УГВ)

О том, как визуально определить состав грунта, многих людей учить не надо, все, кто имеет дело с землей, прекрасно разбираются, что же за грунт у них под ногами.

Если взять в руку комок влажного грунта, размять и попробовать скатать его колбаской или сделать «шнур», то песок – просто рассыплется, суглинок или «жирная» супесь сначала скатается колбаской, но быстренько потрескается и развалится на кусочки. Но если в ладони скаталась целая и эластичная «колбаса» — ясно, что перед вами глина. То есть — вы имеете грунтовое основание для строительства особой сложности.

Влажность тоже можно оценить без лабораторных методов, хотя и не в точных процентах. Если оставить комок глинистого грунта на воздухе, и он будет сохнуть часами – значит, глина влажная. Именно такая глина способна дать сильные сезонные пучения и подвижки.

Уровень грунтовой воды участка определяется, если есть колодец. Если нет – можно определить при бурении скважины или шурфа. Информацию можно получить и от соседей, ведь при строительстве часто копают колодцы и бурят скважины.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта – являются справочными данными, они есть в строительных нормативах, с классификацией по районам строительства.

Таблица с нормативной глубиной промерзания

Город	Нормативная глубина промерзания суглинки, глины	Нормативная глубина промерзания пылеватые и мелкие пески	Нормативная глубина промерзания крупных и средних песков	Нормативная глубина промерзания крупно-обломочных грунтов
Москва	1,35	1,64	1,76	2,00
Дмитров	1,38	1,68	1,80	2,04
Кашира	1,40	1,70	1,83	2,07
Владимир	1,44	1,75	1,87	2,12
Тверь	1,37	1,67	1,79	2,03
Калуга	1,34	1,63	1,75	1,98
Тула	1,34	1,63	1,75	1,98
Рязань	1,41	1,72	1,84	2,09
Ярославль	1,38	1,80	1,93	2,19
Вологда	1,50	1,82	1,95	2,21
Нижний Новгород	1,49	1,81	1,94	2,20
Санкт-Петербург	1,16	1,41	1,51	1,71
Новгород	1,22	1,49	1,60	1,82

Выбор типа фундамента на глине

Выбор вида фундамента на глине зависит как от глубины промерзания, так и от высоты прохождения подземных вод.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент на глине

Если УГВ намного ниже глубины промерзания, то возможен выбор для небольшого строения МЗЛФ – мелкозаглубленной монолитной ленты. При этом есть несколько особенностей:

• Сечение ленты нужно принять в виде трапеции, опирающейся на широкое основание, или сделать Т-образное уширение подошвы ленты. Эти меры приведут к увеличению площади подошвы фундамента, и как следствие – к снижению удельного усилия на фундамент от грунта.

• Под фундамент необходима подушка – не менее 40 см крупного песка, уплотненного послойно, слоями до 10 см. подушка может быть выполнена из щебня или пескогравийной смеси. Главное – это основание будет дренирующим, то есть отведет от фундамента воду. Еще одна функция подушки – она является амортизатором.

• Наружная вертикальная гидроизоляция фундамента обязательна, и выполнять ее нужно, используя рулонные гидроизоляционные материалы высокой прочности. Создав скользящую поверхность, гидроизоляция ослабит сцепление мерзлого грунта с фундаментными стенами, не позволит глине налипать на фундамент. В результате увеличившая свой объем замерзшая глина будет сдвигаться своей массой отдельно от стены фундамента, не вызывая его сдвиг, поднятие и разрушение. Утеплить фундамент – также мера рациональная. Конечно, если строится подвал с отоплением, утепление делают в любом случае.

• Отмостка вокруг постройки, имеющая в составе «пирога» утепляющий слой, значительно снижает действие сил морозного пучения на фундамент.

Монолитная плавающая плита на глине

Второй случай — когда грунтовые воды проходят близко к поверхности, сложнее. В этом случае возможен выбор основания в виде армированной монолитной плавающей плиты.

Этот фундамент снимет проблему влияния пучений и сезонных подвижек на здание, так как по своей конструкции рассчитан не на борьбу с грунтом основания, а на движение вместе с ним, как лодка по поверхности воды. Поэтому данное основание и называют «плавающим». Один серьезный минус – этот фундамент самый затратный.

Свайный фундамент с уширением на глине

Другой возможный вид фундамента – свайный с уширением. Буронабивные сваи заглубляют на значительную глубину, ниже промерзания грунта, и кроме того, выполняют их не постоянного сечения, а с «пяткой». Уширение на конце сваи не позволяет силам морозного пучения вытолкнуть ее из-под земли. Одна из технологий устройства свай с уширением – технология ТИСЭ применяется многими частными строителями.

Свайно-винтовой фундамент также заслужил уважение частных строителей. Технология устройства надежного основания при сравнительно небольших материальных затратах и времени становится все более популярной. Сваи, изготовленные из стальных бесшовных труб с определенной толщиной стенки, прошедшие антикоррозионную обработку и внутри, и снаружи трубы, имеют винтовые лопасти на концах. Эти лопасти позволяют не только забурить сваю в грунт, даже мерзлый, но и выполняют задачу уширения основания сваи. Внутренние полости винтовых свай для предотвращения коррозии металла заполняют бетоном.

Одной из эффективных мер борьбы с пучением остается водоотвод и водопонижение на участке – то есть устройство дренажной системы.

Источник

Как сделать фундамент на суглинке

Глины – это одна из самых обширных групп грунтов, которая как никакая другая требует предварительного изучения. В зависимости от содержания глинистых частиц и коэффициента пластичности, такая почва может быть как механически прочной и стабильной, так и иметь весьма печальные характеристики. Именно от них и зависит, какой должен быть фундамент на глинистой почве.

Особенности и типы глинистой почвы

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

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

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

Правильный выбор фундамента для глинистой почвы

Проектирование фундаментов под здания и сооружения осуществляется в соответствии с требованиями строительных правил 50*101. По поводу малоэтажного строительства зданий в этом СП сказано вот что:

1. Если грунт на участке просадочный, в случае вероятности его замачивания следует принять меры, исключающие возможность просадки фундамента ниже допустимого. Расчёт просадки грунтов II типа (когда они проседают не только от нагрузок, но и от собственного веса) производится по всей толще.
2. Для предупреждения просадки при закладке фундамента на суглинке, одиночно или комплексно принимают такие меры:
   • заменяют пласт просадочного грунта на непросадочный;
   • прорезают всю просадочную толщу сваями;
   • вытрамбовывают котлованы;
   • устраивают грунтовые подушки и сваи;
   • укрепляют грунты силикатизацией или цементацией;
   • заливают жёсткий подготовительный слой из бетона;
   • организуют отведение поверхностных и подземных вод с участка.
3. Главным методом предупреждения набухания и просадочности грунтов в малоэтажном строительстве было и остаётся устройство компенсационных подушек из песка и щебня (соотношение примерно 40% + 60%), и их поверхностное упрочнение бетонной подготовкой. Песок может применяться любой фракции, кроме пылеватой. Особенно важно наличие такого основания под ленточными фундаментами с шириной подошвы менее 1,2 м.
4. На набухающих грунтах рекомендуется проектировать плитные и ленточные фундаменты, заанкерованные в удалённый прочный пласт с помощью свай. Вынос ростверка или плиты должен быть не менее 200 мм от поверхности почвы.
5. Если исследование грунта показало, что он непучинистый, для домов без подвала можно устраивать мелкозаглублённые ленты и короткие сваи. На пучинистых грунтах лучше всего себя зарекомендовали плитные основания и забивные сваи.

Если под домом нужно сделать подвал, то на непучинистых глинах его стены возводят из сборных блоков ФБС без их соединения между собой, с обвязкой по верху армирующим поясом. На среднепучинистых глинах лучше использовать железобетонные блоки типа УДБ, с замоноличиванием стыков между ними.

Важно: На сильнопучинистых грунтах, особенно под газобетонные блоки, фундамент нужно делать только из монолитного железобетона. Монолитные пояса здесь предусматриваются по верхнему обрезу кладки стен каждого этажа. Если используются столбчатые фундаменты, то они должны быть связаны между собой железобетонными балками.

Под веранду или сарай

Пару слов о том, какой фундамент лучше на глинистой почве, если требуется возвести хозяйственную постройку. Тут многое зависит от того, из какого материала будут её стены. Если это каркасник или бревенчатый сруб, а так же газоблоки, смонтированные на обычном растворе (он обладает большей жёсткостью, чем клей), можно залить мелкозаглублённый фундамент по несъёмной опалубке. Для этой цели применяют дырчатые блоки из вибропрессованного пескобетона, арболита, керамзито- и полистиролбетона.

В зависимости от производителя, размеры блоков предлагаются разнообразные, но в среднем это 500 мм по длине и 400*250 мм в сечении — идеальные параметры ленты для сарая из газобетона с толщиной стенки 250-300 мм. Блоки укладываются на монолитный подготовительный слой и соединяются между собой пагозребневой системой. Сверху в специальные выемки устанавливается два ряда арматурных стержней, после чего производится заливка полостей бетонной смесью.

Правда, практика показывает, что застройщики чаще отдают предпочтение традиционному монолиту, так как найти блоки несъёмной опалубки можно не в каждой местности. В таком случае, остаётся заливать ленту традиционным способом, сделав опалубку из доски или фанеры.

Если хотите, чтобы в сарае был бетонный пол, лучше сразу залить фундаментную плиту. При толщине не более 200 мм она обойдётся не намного дороже ленты, но вопрос с черновым полом будет решён. Кстати, этот вид фундамента отлично подходит для строительства на глинистых грунтах.

Под газобетонные блоки

В силу относительной хрупкости, обусловленной пористой структурой бетонного камня, газоблочная кладка весьма чувствительна к подвижкам основания и реагирует на них активным трещинообразованием. В связи с этим, главное требование, которое предъявляется к фундаментам газобетонных домов – это максимальная пространственная жёсткость. Её следует соблюдать даже на непучинистых грунтах, а уж на глине, которая может быть весьма сильно подвержена пучению – и подавно.

Жёстким является такой фундамент, который обеспечивает статичность пространственного положения, устойчив к сдвигам и скольжению в подошве. Таковым является только монолит, и чем больше у него площадь опирания на грунт, тем лучше. К этой категории можно безоговорочно отнести фундаментную плиту с рёбрами жёсткости, а куда они должны быть направлены – вниз или вверх, должен показать расчёт.

Под 2-х этажный дом

Невозможно однозначно утверждать, что под двухэтажный дом из газобетона нужен такой-то фундамент, ведь конструктив последнего определяется на основе предварительного анализа грунта. В данном случае речь идёт о глинах, которые могут таить в себе немалое количество сюрпризов.

• Например, в их группе есть отдельная категория – лёссы. Это макропористые (количество пор составляет не менее 50%) грунты, которые проседают и в сухом состоянии — а уж при намокании тем более. На таких грунтах строить фундаменты можно только из натурального и искусственного камня (бутобетон и железобетон), предварительно принимая меры по предотвращению замачивания оснований.
• Чем больше этажность здания, тем выше и нагрузки на грунт. В зависимости от конкретных значений, объёмно-планировочного решения дома (наличия или отсутствия подвала), характера напластований почв и глубины их промораживания, и принимается решение по выбору типа фундамента.
• Лента малого заложения под двухэтажный дом однозначно не подходит, учитывая, что и грунт слабый, и газобетонная кладка очень чувствительна к просадкам. Спроектировать, конечно, можно и такую ленту. Но это невыгодно — потребуется заменить большое количество грунта под подошвой фундамента более прочным, что повлечёт увеличение объёма земляных работ.
• В такой ситуации чаще проектируют Т-образную ленту глубокого заложения, с железобетонной подушкой в основании, расширяющей площадь взаимодействия с грунтом. Чем ближе подошва ленты к плотному слою грунта, тем меньше будет проседать здание. Конкретная отметка заглубления зависит от уровня промерзания почвы в регионе.
• Если предпочтение отдаётся плите, то она, во избежание скольжения по размокающей глине должна быть спроектирована с направленными вниз рёбрами жёсткости. Если нужен подвал, плита может без проблем заглубляться на нужную отметку. В таком случае, стены подвала следует тоже выполнять в монолите. Они будут играть роль рёбер жёсткости, только направленных вверх.

Важно: Залогом пространственной устойчивости здания, возводимого на грунтах с неравномерными осадками, является не только конструктив самого фундамента, но и дополнительные элементы жёсткости стен. В газоблочных домах это железобетонные пояса, снимающие напряжение с кладки в пределах одного этажа.

Представим схемы, показывающие, как должен структурироваться тот или иной вариант фундамента.

Мелкозаглубленный фундамент на глинистой почве

Чтобы обеспечить устойчивость мелкозаглублённого фундамента на неравномерно сжимаемом грунте, требуется соблюсти такие условия:

1. Под подошвой ленты должна быть не только уплотнённая грунтовая подушка, но и бетонная подготовка.
2. Сечению ленты нужно обеспечить Т-образную или даже ступенчатую форму.
3. Пропорции должны быть такими, чтобы при делении глубины заложения на ширину подошвы в результате получалась цифра более 2. Например, при глубине 120 см и ширине 50 см, мы получаем 2,4.

Создание ленточного фундамента глубокого заложения

Подошва ленты глубокого заложения опускается в грунт ниже отметки УПГ и должна быть шириной не менее 80 см. То есть, в основании тоже формируется железобетонная подушка, увеличивающая площадь опоры ленты минимум вдвое. Под подошвой обязательно наличие 20-30 см подушки из песка и щебня, поверх которой залит слой тощего бетона толщиной 10 см. Во избежание размокания глинистого грунта, по внешнему контуру фундамента обязательно выполняется траншейный дренаж и делается герметичная, желательно утеплённая отмостка.

Особенности фундамента из плит

Мы уже говорили, что на слабых грунтах плиту лучше формировать с рёбрами жёсткости. Сама она может не заглубляться, но рёбра, находящиеся в грунте, предотвратят вероятность скольжения. Для защиты от пучения, под плитой лучше не только сформировать уплотнённую песчано-щебневую подушку, но и произвести утепление всего контура, включая рёбра. Производится оно с применением экструзионного пенополистирола, его присутствие в пироге фундамента позволит опустить такой довольно трудоёмкий технологический этап, как заливка подбетонки, что сэкономит если не деньги, то массу времени. Отмостка и дренаж так же являются неотъемлемой частью фундамента.

Свайный фундамент на глинистой почве

При проектировании вариант свай подбирается в зависимости от перепадов в рельефе участка и глубины залегания неравномерно сжимаемых или промерзающих слоёв. Под газобетонные дома всегда применяют сваи из бетона — чаще буровые, чем забивные по той причине, что в ограниченных условиях индивидуальных участков техника для забивки или вдавливания заводских сборных свай не может работать.

Основными условиями устройства свайно-ростверкового фундамента на просадочных грунтах являются:

1. Заложение подошвы опор с заведением в более плотный слой.
2. Если сваи короткие, то они всё равно должны заглубляться ниже отметки УПГ, с уширением оснований и устройством песчаной подсыпки на дне скважин.
3. Арматура вертикальных опор должна быть качественно увязано с арматурой обвязочной балки.
4. В глинистом грунте ростверк не должен лежать на материковом грунте или заглубляться в него. Его требуется приподнять на 20-30 см, а это расстояние компенсировать утрамбованной песчаной подушкой.

Создание дренажной системы

Для предупреждения опасной потери устойчивости домов и других зданий на размокающих грунтах, рекомендуется не только качественно уплотнять материковое и насыпное основание, но и организовывать отведение грунтовых, осадочных и хозяйственных вод за пределы участка.

• Но это потом, когда фундамент уже будет возведён – в процессе строительства принимают другие меры. При осуществлении земляных работ неправильные действия строителей нередко ухудшают свойства и без того проблемных грунтов. При плохой зачистке дна выемки, бугры и углубления затрудняют естественный отток воды.
• Ситуацию может осложнить близкое расположение грунтовых вод, когда приходится принимать кардинальные меры для понижения их уровня. Как минимум, устраивается открытый водоотлив, в серьёзных ситуациях для понижения УГВ могут устраиваться водопонижающие скважины или применяться эжекторные иглофильтры.
• Эти меры помогают довести до логического конца строительство. Но в случае с глинистым грунтом, который, являясь водоупором, способствует застою воды вокруг фундамента, приходится подумать и о защите дома в период эксплуатации. Для этой цели создают сооружения для искусственного перехвата или понижения уровня грунтовой воды.

Есть два основных вида дренажа: открытый, который представляет собой систему ничем не заполняемых траншей (чаще применяется на дачных участках), и закрытый, тоже состоящий из комплекса траншей, только заполняемых (применяется и в городах). В зависимости от варианта заполнения, закрытый дренаж бывает:

• Заполнен дренирующим материалом (щебнем, керамзитом). Вариант простейший и самый дешёвый, но стабильно водопонижения не гарантирует.
• Траншейный дренаж с использованием перфорированных труб-дрен, заложенных в слой дренирующего материала, и обёрнутых геотекстилем. Весьма эффективен для сбора поверхностной воды, хорошо подходит для водопонижения на городских участках. Особенность системы состоит в том, что траншея с трубой находится у внешнего края отмостки, и собирает скатывающуюся с неё по уклону воду.
• Пристенный дренаж отличается от траншейного тем, что дренирующий узел с трубой располагается под отмосткой, прямо в обратной засыпке — ближе к стенке фундамента, от которой его отделяет глиняный замок. Данный вид дренажа применяют при высоком уровне грунтовых вод, для защиты фундаментов типа «стена в грунте».

Подобный дренаж может выполняться не только для одного дома, но для остальных построек на участке. В таком случае их объединяют в единую систему, которая отводит воду к общему накопительному колодцу. Оттуда уже с помощью насоса вода может перебрасываться либо в уличный кювет, либо использоваться для хозяйственных нужд.

Заключение

Глинистый грунт – один из самых непредсказуемых, и может оказаться как прочным и сухим, так и высокопористым, со значительной и неравномерной осадкой. Для строительства на таких почвах самое главное – владеть точной информацией, касающейся особенностей инженерно-геологической обстановки. Только в этом случае можно принять единственно верное решение по подбору типа фундамента и его структуре, а это и есть залог беспроблемной эксплуатации дома — в том числе, возводимого из газоблоков.

Источник