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

Какой фундамент лучше на глинистой почве?

Основой любого строения является фундамент, определяющий срок службы объекта строительства. Затраты на обустройство основания составляют третью часть от суммы общих сметных расходов и экономить на нем нецелесообразно. Далеко не всегда качественные строительные материалы гарантируют прочность. Немаловажное значение имеет поверхность, на которой осуществляется строительство. Фундамент на глинистой почве коренным образом отличается от заливки основания в черноземных районах.

Сооружение надежного фундамента на пучинистой основе – серьезная задача. Ведь она может повести себя непредсказуемо, что связано со способностью удерживать влагу, выталкивать постройку. Коварная глина легко размывается водой, теряет целостность, открывает доступ влаги к элементам сооруженного здания.

До того, как осуществлять строительство на проблемной почве, изучите ее свойства, определитесь с типом конструкции. Цена ошибки высока. Это трещины, провалы и возможное разрушение постройки. Строительство капитального объекта в зоне глинистых грунтов требует помощи проектных организаций. Если планируется возведение хозяйственной постройки, бани или помещения для транспортного средства, то с этой задачей можно справиться самостоятельно, изучив рекомендации, указанные в материале статьи.

Основная особенность глины – способность быстро размываться под действием воды, не пропуская при этом ее вглубь

Подготовительные мероприятия

Если выбора нет и придется возводить фундамент на глиняной почве, уделите особое внимание следующим моментам:

• типу глиносодержащего грунта, который определяется при изыскательских работах, предусматривающих бурение, взятия проб на будущей глубине основания. Геологическую разведку выполняйте в весенний период, когда уровень грунтовых вод максимальный, что позволяет провести детальные исследования;
• уровню промерзания грунта для вашей местности, который для конкретного региона определяют, используя справочную информацию;
• концентрации влаги. Определить влажность можно, оставив образец высыхать на открытом воздухе. Если процесс займет несколько часов, то это свидетельствует о повышенной влажности, вызывающей вспучивание;
• глубине водоносных слоев, находящихся в верхних слоях грунта. Выполнив бурение шурфа и, ориентируясь по расположенному рядом колодцу, вы оцените уровень расположения водоносных пластов.

Остановимся детально на видах глинистых грунтов.

Глинистые почвы называют пучинистыми, а перед началом строительства настоятельно рекомендуют провести исследования состава и однородности грунтов на участке

Разновидности глинистой почвы

Для глинистых грунтов характерной особенностью структуры является наличие микроскопических пластинок, в зазоре между которыми концентрируется и сохраняется влага. Этот нюанс вызывает склонность почвы к значительному увеличению объема при отрицательной температуре, когда замерзшая вода вспучивает массив и постепенно вытесняет основу постройки.

Можно самостоятельно попытаться размять рукой грунт. Из суглинистых фракций «колбаска» растрескается, а пластичная масса свидетельствует о том, что перед вами глина, представляющая сложность для строительства.

В различных регионах почва отличается. До того, как выполнять фундамент на глинистой почве, определите, какой грунт находится на вашем участке:

• Глина, которая пригодна для сооружения фундамента, отличается однородным составом, а уровень промерзания расположен выше водоносных слоев. Пластичность массы и высокая сыпучесть затрудняют сооружение надежной основы будущего здания.
• К примеру, глинисто-песчаная смесь с содержанием мелкой каменной фракции является надежной базой, слабо подверженной вспучиванию. Строительство не доставит проблем, а устойчивость и долговечность постройки будут обеспечены.

Глинистые почвы бывают разными. Если в грунте процент содержания чистой глины колеблется в пределах от 5 до 10, то перед нами супесь

Рекомендации по выбору основы

Если тип почвы на будущей строительной площадке определён, известен уровень водяных пластов, рассчитана глубина промерзания, значит, можно выбрать оптимальный фундамент для дальнейшего выполнения работ. Основание для будущей постройки, выполненное на глинистой основе, должно обладать высокой прочностью и противодействовать реакции грунта.

Специалисты по строительству рекомендует на проблемных участках, склонных к вспучиванию, использовать следующие виды основ:

• ленточную, заглубленную на небольшую глубину и представляющую монолитную конструкцию с расширенной подошвой. Ее обустраивают при расположении водоносных грунтовых слоев ниже точки промерзания;

На глинистой почве можно строить абсолютно любой тип фундамента

• свайную конструкцию, эффективную при значительном заглублении свай и близком расположении водоносных пластов. Расширение нижней части опор затрудняет выталкивание фундамента под воздействием вспучивающих усилий;
• комбинированный ленточно-свайный фундамент, объединяющий в единый каркас бетонные опоры и ленточный мелкозаглубленный контур. Применяется при близком расположении грунтовых вод.

Технологические особенности сооружения данных оснований, предназначенных для глинистых проблемных участков, отличаются от принятых для стандартных типов почв, так как имеют усложненную конструкцию, требуют увеличенных финансовых вложений. Ознакомимся с процессом их обустройства.

Подготовка ленточной основы

Фундаменты для строений можно выполнить на глинистом грунте, используя ленточную основу. Фундамент на глинистой почве с повышенной влажностью будет дороже аналогичного сооружения на не проблемном участке.

Прочную ленточную основу создать несложно, если воспользоваться технологией, выполняемой по предложенному варианту:

• Произведите разметку строительной площадки согласно требованиям проектной документации.
• По периметру контура выкопайте траншею, размер которой должен в 3 раза превышать ширину будущего фундамента, а глубина – точку промерзания.

Для строительства загородных домов на супесях и суглинках, с глубоким залеганием грунтовых вод можно закладывать ленточный фундамент

• Основание выполняйте на 25% шире, по сравнению с его верхом. Это позволит снизить реакцию со стороны грунта, увеличить площадь опоры, предотвратить деформацию или проседание здания.
• Соберите деревянную, шиферную или металлическую опалубку в зависимости от имеющегося на объекте строительства материала.
• Засыпьте дно траншеи гравием слоем не менее 15 см, утрамбуйте.
• Уложите слой песка, повторно уплотните песчано-гравийную подушку под фундамент, которая позволит компенсировать реакцию грунта, удалит с основания излишек влаги.
• Застелите поверхность дна и стенки рубероидом или полиэтиленовой пленкой для гидроизоляции основы.
• Смонтируйте в полости армированный каркас усиления, используя проволоку, зафиксируйте его элементы.
• Подготовьте бетонный раствор согласно рецептуре, залейте его в опалубку до необходимой высоты ленты.
• Удалите воздушные полости, используя арматуру или глубинный вибратор.
• Спланируйте бетонную поверхность будущего основания.
• После высыхания застелите поверхность гидроизоляционным покрытием из рубероида.

Заглубление монолитной ленточной основы на метр ниже уровня залегания водоносных слоев, находящихся в грунте, обеспечит компенсацию усилий почвы, сформирует устойчивую основу для любой постройки. Несмотря на множество недостатков, используя преимущества глины, выдерживающей значительные усилия от массы строения, можно сформировать крепкую конструкцию для строительства здания.

Глубина фундамента на глинистой почве напрямую зависит от глинистой составляющей, уровня промерзания и залегания грунтовых вод

Сооружение столбчатой конструкции

Свайный фундамент на глинистой почве имеет свои преимущества. При установке свай можно войти в твердый слой, не подверженный отрицательному влиянию перепадов температуры и грунтовых вод. Этот вид основания эффективен при близко расположенных подземных водах. Расширения нижней части опор увеличат устойчивость конструкции, ее противодействие выталкивающим усилиям. В качестве столбчатого фундамента могут применяться:

• железобетонные столбы, забиваемые в виде специальных свайных полей. Под капитальные стены, армированные бетонные опоры погружают рядами, под опорные колонны – кустовыми группами, а под отдельные стойки монтируют индивидуальные столбы. Уложенные на сваи ростверки объединяют конструкцию в монолитную основу;
• буронабивные сваи, формируются путем предварительного бурения скважин увеличенного диаметра с интервалом в 2,5 метра. Они располагаются по углам постройки и под капитальными стенами. Основание заполняется песочной щебеночной подушкой, которая бетонируется 10-сантиметровым слоем. В полости опускаются металлические, полимерные или асбоцементные трубы, которые армируются и заполняются бетонным составом;
• Винтовые опоры, основой которых являются прочные стальные трубы. Они легко закручиваются в грунт с помощью простых механических устройств.

Устройство комбинированного основания

Комбинированный фундамент на глинистой почве объединяет в единый бетонный каркас группу вертикально расположенных свай или столбов. Вместе с ленточным основанием шириной 0,3-0,5 м, заглубленным на уровень 0,5 метра, они создают прочную конструкцию. Вертикальные опоры уходят в твердые слои почвы, расположенные ниже уровня промерзания, а армированные каркасы опор и ленточного основания объединяются в единое целое.

Итоги

Сложно ответить однозначно, какие лучше использовать фундаменты для конкретных целей. Ведь для строительства глинистая почва – проблемная, требует специального подхода.

Каждый вариант имеет свой комплекс достоинств и может применяться для глинистых оснований, отличающихся повышенной концентрацией влаги. Главное, соблюдать технологию! Тогда конструкция основы обеспечит устойчивость, прочность здания, предотвратит его от деформации под воздействием реакции грунта.

Источник