Столбчатые фундаменты для пучинистых грунтов

Фундамент на пучинистых грунтах

Пучинистые почвы характеризуются способностью приподниматься при скоплении влаги. Строение, расположенное на глинистых почвах и суглинках, песчаниках с примесью пыли, может разрушаться или проседать. Фундамент на пучинистых грунтах обустраивается согласно СНиП 50-101-2004, в котором указано, что целесообразно сооружать конструкции с мелким заглублением.

Особенности пучинистых почв

Явление пучинистости происходит в грунтах, которые увеличивают объем в морозную погоду. Влага, впитавшаяся в слой земли, замерзает и расширяется. Лед выталкивает почвенные массы наружу. Второй тип вспучивания происходит из-за капиллярности влаги, перераспределенной в земельных слоях. По характеристикам увеличения объема почва классифицируется как слабопучинистая, среднепучинистая и сильнопучинистая. Больше всего подвержены поднятию глинистые земли и суглинки.
Тип строения зависит от характеристик грунта, т.к. некоторые деформируются на 17-25 см. Постройки из дерева выдерживают вспучивание до 5 см, а кирпичные – до 3 см. Для обустройства фундамента в зонах пучинистых, насыщенных влагой грунтах, необходимо руководствоваться нормативными приемами.

Риски строительных работ на грунтах с пучением

Вспученные типы почв опасны тем, что в первый зимний сезон эксплуатации здания оно может деформироваться и дать усадку. К часто встречающимся дефектам относят:

• прогиб строения из-за неравномерной усадки, который влияет на качество кровельного покрытия;
• сдвиг почвы во время проседания средней части дома, из-за чего на нем появляются трещины;
• крен жестких конструкций, возводившихся без заглубления фундамента;
• перекосы в результате неравномерного процесса усадки маленьких участков под домом;
• горизонтальное смещение во время пучения – части основы сталкиваются между собой.

Неправильное строительство – несоблюдение последовательности работ, незнание технологии устранения проблемы приводит к вышеуказанным деформациям. Избежать дефектов поможет подбор способа устранения пучинистости.

Методы устранения эффекта пучения

Чтобы сделать основание, применимое для пучинистых грунтов, используют следующие техники:

• создание широкой трапециевидной конструкции. Она снижает влияние сил касания на строение.
• обкладку стенок траншейного канала гидроизоляцией. Прием показан для изоляции стенок в условиях заглубления фундамента.
• увеличение ширины ленты или монолита, которая приводит к нивелированию вспучивания.
• замену вспучивающегося грунта песчаным или гравийным сырьем.
• прокладку теплоизоляционного слоя по внешней стороне постройки. Способ нужен для предотвращения поднятия земли в морозный период.

Заглублять основание рекомендуют ниже уровня промерзания грунта – так эффект пучения не проявляется.

Разновидности фундаментальных основ для грунтов, подверженных вспучиванию

Устройство фундамента на пучинистых грунтах предусматривает устранение объема почвы в зимние месяцы. С этой целью выполняют мелкозаглубленные сооружения ленточного типа, отличающиеся простым алгоритмом заливки.
Столбчатые основы лучше строить, когда опорные элементы можно заглубить ниже крайней точки промерзание почвы. Столбы используют на суглинках, местностях с высоким УГВ, на сырых и заболоченных участках. Опоры выполняют из металлических, ЖБИ, асбестоцементных труб.
Сваи проблематично установить по причине применения строительной техники. Но, если вы готовы вложить средства в обустройство дачных владений, такой способ будет удачным.

Плитный фундамент – оптимальный вариант

Земля, подверженная вспучиванию, способствует возникновению трещин на цоколях построек. Монолитная плита, заглубленная в грунт, понадобиться для поддержки деревянного или газобетонного дома небольшой квадратуры. Строительство монолита имеет ряд нюансов:

• хороший способ сделать устойчивую основу – использование ребристой плиты;
• цельный элемент усиливается перемычками, между которыми засыпается гравий или песок;
• для зданий из легких материалов достаточно платформы толщиной 25 см;
• плиту целесообразно армировать стержнями диаметром 14 мм, соблюдая шаг 20 см. Прием способствует равномерной нагрузке домов на грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.

Плитному основанию отводится функция утеплителя. Чтобы исключить промерзание грунтов, на поверхность монолита наносят гидроизоляционное покрытие. Плиту можно усилить наливной стяжкой, которая одновременно будет стартом для организации теплого пола.

Ленточные конструкции – особенности строительства на пучинистых почвах

Подземная часть постройки способна принять массу дома и передать ее плотным слоям грунта. Планируя, какой фундамент будет актуальным в местностях с пластичными вспучивающимися грунтами, обратите внимание на надежность и долговечность ленты. Чтобы выполнить железобетонную полосу, понадобиться максимум материалов, но затраты будут оправданы.

Условия возведения ленточного фундамента

Мелкозаглубленный ленточный тип основы на вспученных грунтах предусматривает инженерно-геологические изыскания. Пучинистые почвы могут привести к растрескиванию подошвы, поэтому важно учесть:

• разновидность почвенного массива;
• уровень промерзания земли и количество воды;
• несущую нагрузку постройки;
• наличие подпола и подземных магистралей;
• период эксплуатации здания.

Сооружение-лента актуально для кирпичных, бетонных домов с плотными стенами, конструкций с перекрытиями из железобетона. Стенки ленты могут образовывать стены подвального помещения или погреба.

Инструменты и материалы для закладки

Строительство заглубленного фундаментального сооружения проводится с применением следующего инвентаря и расходного сырья:

• уровня и вязальной проволоки;
• лопат – штыковой и совковой;
• шнура для разметки территории;
• арматуры с ребристым сечением диаметром 10-14 мм;
• деревянных досок, топора, молотка, гвоздей и ножовки;
• цемента, щебня и песка;
• бетономешалки.

Перед началом работ важно составить проект, на котором будут указаны необходимые параметры изделия.

Последовательность закладки ленты

Строительство ленточного основания проводится в несколько этапов:

1. Создается план здания или хозблока, определяется глубина заложения конструкции.
2. С готового чертежа на землю переносится схема фундамента.
3. Монтируется обноска на расстоянии 1-2 м от стороны дома.
4. Выкапывается траншея глубиной 1 м, устилается песчано-гравийная подушка высотой 12-15 см.
5. На подушке укладывается слой гидроизоляции – полиэтилен либо рубероид. Как альтернатива рулонным материалам применяется заливка битумом.
6. Обустраивается опалубный каркас и арматурная сетка из стержней диаметром 8-14 мм.
7. В опалубку заливается бетонное тесто из цемента марки М200, песка и щебня.

Заглублять основание строительные эксперты рекомендуют ниже промерзания земли и выдерживать до 28 дней, а потом снимают опалубку.

Обустройство свайной основы

На проблемных грунтах неглубокий тип опоры будет оптимальным. Работы заключаются в закручивании винтовых свай ниже промерзания грунта. Конструкция обеспечивает поддержку здания независимо от его массы и типа почвы (рыхлой, песчанистой, пучинистой или заболоченной). Сваи незначительным образом контактируют со вспучившейся землей, исключая ее влияние на постройку.
Проектирование и сооружение фундаментов на сваях подчиняется СНиП 2.02.03-85, согласно которому применяются полые изделия из металла, дерева и бетона, куда заливают цементный раствор. Согласно несущей нагрузке здания выделяются стойки, проникающие в мягкие грунты и висящие опоры, нужные для промерзающих торфяников или в регионах с экстремальным климатом.

Применение свай-опор

На вспучиваемом грунте монтируют буронабивные изделия, бетонируя их в пробуренных траншеях. Алгоритм строительства можно представить так:

1. Оформление траншей диаметром 30 см при помощи ручного бура. Глубина котлована (не более 10 м) определяется согласно увеличению объема влаги в почве. Ямы располагаются с шагом, равным 120 см.
2. Укладка чехла из ПВХ-пленки, рубероида или стали с оцинковкой в скважинах. Мероприятие предотвратит выталкивание элементов в период пучинистости.
3. Установка арматурного каркаса в виде 3-х связанных прутов, который устранит вероятность разрыва основы.
4. Бетонирование стержней тяжелым бетоном. Заливка ведется непрерывно, а тесто уплотняется путем прокалывания смеси.

Возводить дом допустимо через 30 дней – тогда бетонный состав отвердевает.

Столбчатые фундаменты: преимущества и типы

На пучинистых землях также актуальны столбчатые основы. Их строительство обеспечит некоторые преимущества для собственников дач и загородных наделов:

• недорогая себестоимость материалов и быстрое проведение работ;
• использование готовых плит, которые исключают ручные мероприятия;
• сокращение сечения столбиков, что позволит сооружать экономичные монолитные конструкции.

На отечественном пространстве популярны 2 вида столбчатых подложек – мелкозаглубленные и ростверковые.

Основания малой закладки

Фундаментальные конструкции мелкого заложения изготавливают из монолитных ЖБИ либо сборных изделий. Столбы с неглубокой закладкой предусматривают:

1. Выкапывание котлована глубиной до уровня промерзания.
2. Просыпку песчаной подушки высотой 50 см.
3. Погружение бетонного блока на глубину 10 см.
4. Размещение гидроизоляции – оклейка рубероидом или обмазка мастикой.
5. Укладку второго бетонного блока.
6. Выполнение стяжки из цемента толщиной 5 см.

По бокам опорного элемента обустраивается отмостка из бетонного теста, плотно прилегающая к нему. Мероприятие исключает уклон столбов.

Фундаменты из сборных плит

Конструктив сборного плиточного основания заключается в использовании следующих техник:

1. Разметки территории, выкапывания котлована.
2. Формирования песчаной подложки высотой 15 см.
3. Накладки друг на друга блоков, их связку цементным раствором.
4. Гидроизоляцию элементов путем оклейки.
5. Покрытие материала бетонным блоком и замазку цементом.

Сооружение возвышается над землей на 45 см.

Обустройство фундамента с ростверком

Ростверк необходим, чтобы соблюсти устойчивость опор на пучинистых почвах и создать подпорку для стен строения. Ростверки формируют после подгонки столбов по горизонтали из бетонных блоков с размерами 118х80х30 см и 88х50х58 см. Само ростверковое изделие имеет параметры 246х25х20 см.
Перемычки конструкции обвязываются арматурным прутом. Впоследствии элемент располагают на монолитном поясе с армирующими штырями.
Устройство всех типов столбчатого фундамента предусматривает выкапывание траншей ниже уровня промерзания земли, послойную засыпку и уплотнение каждого слоя.
Фундаменты, выстроенные на грунтах со вспучиванием – процесс, требующий финансовых затрат. При строительстве рекомендуют учитывать силы пучения, возводить одноэтажные здания без подвалов. Немного сократить расходы поможет алгоритм самостоятельных работ, указанный выше.

Источник

Возведение столбчатых фундаментов на различных почвах: глине и пучинистых грунтах

При создании проекта для застройки, в первую очередь, определяют тип грунтов, так как от этого напрямую зависит вид фундамента. Так, столбчатый – наименее затратный в финансовом плане (до 18% от бюджета всего строительства), но не на каждой почве он может быть применим. Песчаные грунты и супеси для такого фундамента подходят, а вот суглинок, торфяники и глинистые участки, а также почвы, подверженные горизонтальным смещениям, требуют дополнительного укрепления.

Как определить тип грунта самостоятельно

Для самостоятельного определения типа грунта следует проделать некоторые манипуляции:

1. Взять немного земли и смочить ее водой. Из смеси сделать кольцо. Если в грунте много песка, его сделать не получится. Супесь разделится на мелкие фракции. При наличии глины, кольцо останется целым.
2. Насыпать грунт с участка в стакан с водой (1\3 на 250 мл) и взболтать. Чем мутнее получится суспензия, тем больше глины содержится в почве.
3. Чтобы выявить наличие влаги, необходимо взять часть земли и положить ее на тонкий лист бумаги. Дать полежать 7-10 минут, после чего землю стряхнуть и оценить степень ее промокания. Чем больше будет влажное пятно, тем водонасыщеннее грунт.
4. Оценить степень глубины подземных вод можно при помощи замеров уровня воды в близрасположенных колодцах или скважинах. А также высоты их размещения относительно участка застройки.

Столбчатый фундамент подходит для легких построек (каркасные дома, подсобные постройки, дачи, бани) без подвалов и погребов. Его можно закладывать на всех типах грунтов, если уровень грунтовых вод не слишком высок. В зависимости от типа почвы он может быть:

• заглубленным. Такой фундамент опускают до 1 м ниже линии промерзания грунтов. Это подходящий вариант для влажных пучинистых почв (болотистые, с высоким горизонтом подземных вод, грунты на глине);
• малозаглубленным (или мелкозаглубленным). Закладывается на глубину до 70 см от уровня промерзания. Применяется на песчаных и скалистых почвах;
• незаглубленным. Глубина не более 50 см. Фундамент устанавливают на крепких грунтах с ровной поверхностью.

Также столбчатые фундаменты бываю опорно-столбчатыми, столбчатыми из труб или столбчато-ленточными.

Закладка фундамента на непучинистых и пучинистых почвах

Непучинистые грунты – это участки земли, образованные по большей части из остатков разрушенных горных пород (гравийные, щебневые, песчаные), являющие собой крупнозернистый материал. Чем больше частицы у такой почвы, тем меньшее влияние будет оказываться на прочность фундамента. Это наиболее безопасные грунты для любых типов построек.

Столбчатый фундамент на таких грунтах закладывают неглубоко (применяю незаглубленную или мелкозаглубленную кладку). В некоторых случаях достаточно и 20−30 см.

К пучинистым почвам относятся супеси, пылевые пески, глины с высокой влажностью и суглинки. Основная характеристика – увеличение объемов почвы при замерзании воды, которая находится в ее составе. Для таких грунтов наиболее удачный фундамент – столбчатая конструкция. Она минимизирует действие касательных сил, и основа не подвергается разрушению при промерзании почвы.

Если нестойкий грунт имеет очень высокий процент влажности, при закладывании фундамента, его верхний шар заменяют на непучинистый (верхние 2\3 слоя). Для отапливаемых домов – с наружной стороны, для неотапливаемых – снаружи и внутри.

При очень пучинистых грунтах или утяжеленном строении (из кирпичной кладки) рекомендуется использовать перевязку (рындбалку). Она может располагаться на поверхности почвы или иметь небольшое заглубление. Это поможет максимально избежать влияния пучения грунта или его подвижек.

Закладка фундамента на глине

Глинистые грунты (с содержанием глины около 10-30%) очень пластичны, подвержены размыванию, не держат форму и могут смещаться. Устойчивость домов на них зависит от правильной закладки фундамента.

Способы укрепления почвы:

• механическая трамбовка при помощи технического оборудования (каток);
• электроосмос. В шар грунта вводят стержневые клеммы под напряжением до 5 А\м 2 . После воздействия током необходимый участок становится более плотным, сухим, что минимизирует пучение;
• электрохимическое влияние. Помимо тока, в грунты добавляют специальные смеси (к примеру, хлористый кальций);
• частичная замена грунта. На глубину до 1 м удаляется верхний слой почвы и засыпается более прочный, который послойно утрамбовывается.

При наличии склонов, их укрепляют бетонными упорами или панелями, под уклоном 50-60 относительно склона.

Технология закладки

Для пучинистых грунтов предпочтительнее выбирать столбы с расширением внизу, в остальных случаях подойдут конструкции в виде параллелепипеда или цилиндра. Есть несколько способов закладки столбчатого фундамента.

Первый способ. Под столбы выкапывают ямы, которые размерами превышают параметры столбов на 30−40см, затем в них устанавливают опалубку и каркас из арматуры. Далее заливают бетон. После его застывания, опалубку снимают, а столб засыпают. Технология позволяет создавать монолитные железные столбы высокой прочности и устойчивости, но требует большого объема работ.

Второй способ. Применяется специальный фундаментный бур – ТИСЭ-ф, с его помощью можно делать скважины в диаметре до 20 см, с расширением внизу до 60 см. Это более простой метод, позволяющий осуществлять закладку фундамента самостоятельно.

На что обращать внимание? В местах пересечения стен (точки наибольших нагрузок), под стойкой каркаса, возводятся столбы на расстоянии, кратном шагу балкам нижней обвязки (1,5 − 2,5 м). Сечение бетонных блоков или столбов из кирпича должно быть не меньше 50х50 см. Толщина стен с шаром термоизоляции – до 25 см, перекрытия (кроме цокольного) сделаны из дерева.

Столбы монтируют вертикально, на них кладут бетонные блоки. Между столбами устанавливают забирку − легкую стенку, утепляющую подпол и защищающую его от влажности. Она должна быть одинаковой по всему периметру строения (как правило, это кирпич или бетон). Толщина стенки – 12 см, уровень заглубления в почву – 25 см. Если грунт на глине и очень пучинистый, забирку устанавливают на подушку из песка высотой 20 см и шириной 30 см.

С ростверком или без него

Ростверк – верхняя часть, связывающая столбы в одну конструкцию, его делают из железобетонной ленты, которая придает постройке большей устойчивости на подвижных грунтах, а также равномерно распределяет вес дома на все столбы.

Его наличие не всегда обязательно, так как нижний венец деревянного сруба выполняет эту роль. Но для каркасных домов, возводимых на пучинистых почвах или на участках с уклоном ростверк нужен. Главное, ростверк нужно монтировать так, чтобы он не заглублялся в почву и не опирался на нее. Иначе зимой он может оторваться от столбов и фундамент деформируется.

Отсутствие ростверка – самый экономный и простой способ заложить фундамент. Его применяют, если почвы не слишком пучинистые, а здания легкие, малогабаритные и не требуют ленточной опоры (деревянный сруб, каркасный дом).

Если фундамент на глине под столбы до глубины промерзания, почву заменяют на смесь из крупнозернистого песка, щебня или гравия, поливают водой и утрамбовывают.

Чем тяжелее строение, тем мощнее должны выбираться столбы и шаг делаться чаще (1,5 м). Меньше делать нерационально, но и свыше 3 м шаг превышать нельзя. Сечение столбов может быть различным, в зависимости от материала (кирпич, монолит, дерево). На глине оптимальный вариант – железобетон.

Зачем армирование монолитному столбчатому фундаменту

Бетонные столбы прочны на сжатие, но плохо переносят нагрузки на растяжение или изгиб. Чтобы избежать подобной деформации фундамент нужно армировать в зонах, где может возникнуть растягивание. К примеру, при пучении верхняя часть столбов будет выталкивать вверх, тогда как нижняя – удерживаться в непромерзающем слое почвы, в результате столбы могут потрескаться. Здесь и пригодится вертикальное армирование.

Каркас из арматуры состоит из вертикальных ребристых прутьев (класс A-3) с диаметром 1,2 см. Ребристые прутья выбираются для обеспечения лучшего контакта с бетоном. Их соединяют при помощи тонкой гладкой монтажной арматуры (диаметр 0,6 см), которая сама по себе не воспринимает нагрузку, а только связывает прутья в одну конструкцию.

При армировании столбов диаметром до 20 см необходимо 2 прутка. Если высота столба около 2 м, ребристую арматуру перевязывают монтажной через каждые 80−100 см, то есть в 3−4 местах.

При наличии ростверка, его также армируют. Делают 2 пояса (нижний и верхний), каждый из которых включает в себя минимум по 2 продольных прута. Для такого армирования используют арматуру с диаметром 1,2 см и поперечным сечением. Арматурный каркас погружают в бетон полностью, уровень над поверхностью ростверка – 3−5 см.

Если учесть все инженерно-технологические особенности закладки столбчатого фундамента, знать тип почвы, уровень грунтовых вод и характер будущей постройки – такая основа будет долговечной и прочной на износ десятилетиями.

Источник