Типы фундаментов для глинистых почв

Строительство фундамента на глинистой почве

При соблюдении мер защиты от вспучивания вопрос выбора фундамента при строительстве на глинистой почве, для владельца загородного участка становится не актуальным (только в аспекте морозного пучения конечно же). Минимальный бюджет строительства обеспечит выбор винтовых свай или буронабивных в опалубке из полимерных труб. Ростверк по столбам, МЗЛФ обойдутся дороже, максимальные затраты обеспечит плитный или заглубленный ленточный фундаменты.

Особенности глинистых почв

Основная проблема при проектировании здания на глинистой почве заключается в морозном неравномерном вспучивании. Однако в пункте 5.9 свода правил СП 22.13330 от 2016 года указаны мероприятия по уменьшению влияния деформаций в грунтах на ж/б конструкции, предназначенные для эксплуатации внутри почвы.

Принцип морозного пучения выглядит следующим образом:

• почвы содержат частички глины, которая насыщается влагой (дождевые, грунтовые, талые, сточные воды);
• замерзает зимой на определенную глубину (не одинакова в разных регионах);
• вода в линзах глиняных чешуек увеличивается в объеме на 9%;
• почвы стремятся вытолкнуть находящиеся в них железобетонные конструкции;
• либо опрокинуть их при приложении усилий к боковым граням столбов, лент или свай.

Внимание! Наиболее опасным составляющим процесса вспучивания является влага, т.к. при насыщении влагой даже песок становится пучинистым, затем идет мороз, а точнее промерзание, при отсутствии промерзания ни один грунт вспучиваться не будет. Сами по себе грунты не являются пучинистыми, оно проявляется при наличии двух составляющих — мороза и воды.

Классическими способами защиты от морозного пучения являются следующие технологии:

• дренаж – устройство контура из перфорированных гофротруб по периметру фундамента позволяет собрать влагу, отвести ее самотеком в подземный резервуар;
• замена глинистых почв нерудным материалом – под подошвой ленты, плиты или столба удаляется природная почва, создается подстилающий слой из щебня, песка толщиной 40 – 80 см (при водонасыщении без дренажа работать не будет);
• утепление отмостки и цоколя – применяется только для плитных и ленточных фундаментов, позволяет исключить промерзание за счет сохранения геотермального тепла недр;
• обратная засыпка – теми же инертными материалами, которые использовались для подстилающего слоя (песок, щебень), позволяет исключить выдергивающие усилия от касательных нагрузок на боковые поверхности столбов и лент.

Глины и суглинки по умолчанию обладают высоким расчетным сопротивлением сборным нагрузкам от здания. Поэтому проблема усадки полностью отсутствует. Вопрос выбора фундамента решается с позиций имеющегося бюджета и необходимости подвального этажа.

Как определить глинистый грунт

После выбора типа фундамента (глубокая лента для подвального этажа, МЗЛФ для кирпичного коттеджа, столбы для сруба, сваи для жилища на склоне), необходимо заказать геологические изыскания участка либо сделать это самостоятельно.

Определить содержание глины в пятне застройки можно без лабораторного анализа:

• глина скатывается в тонкий жгут, шарик из нее практически не трескается при сжатии пальцами;
• суглинок можно скатать в толстый жгут (от 1 см), при сжатии шарика на нем образуются мелкие трещины.

Ни одно из указанных мероприятий невозможно проделать с супесью, тем более песком.

После чего необходимо спланировать комплекс работ по предотвращению вспучивания в зависимости от выбранного фундамента:

• столбы – только ниже отметки промерзания, дренаж по периметру на уровне подошвы, котлован для каждого столба, толщина слоя обратной засыпки от 40 см со всех сторон, отмостка утепляется только для низкого ростверка;
• лента – полный комплекс аналогичных работ;
• плита – утепление отмостки поверх дренажа.

Внимание! Для свайных фундаментов с висячим ростверком все указанные мероприятия можно исключить полностью. Если буронабивные сваи бетонируются в опалубку из полиэтиленовой трубы, касательные усилия вспучивания можно не учитывать, грунт не может выдернуть конструкцию за счет гладких наружных стенок, однако при расчетах нужно учесть что несущая способность свай уменьшится за счет выпадения боковых граней, а значит потребуется более частая их установка. Аналогичная ситуация с винтовыми сваями, в которых силы пучения при проектировании так же не учитываются.

Какие фундаменты можно строить

При соблюдении рекомендаций СП 22.13330 даже на сильно вспучивающихся грунтах допускается устройство любых типов фундамента. В малозаглубленных вариантах необходимо увеличить толщину подстилающего слоя. Пазухи котлованов лент глубокого заложения, столбчатых фундаментов следует засыпать инертными материалами, в которых глины нет по умолчанию. В низких ростверках по оголовкам свай в обязательном порядке остается технологический зазор 20 – 40 см между землей и балками, защищенными по бокам листовыми материалами.

Плитный фундамент

Преимуществом плавающей плиты является максимально возможная поверхность опирания. Несущая способность обеспечивается по умолчанию, с неравномерными силами пучения эта конструкция справляется без проблем. Однако строительство плитного фундамента на глине следует дополнить несколькими мероприятиями:

• подстилающий слой из песка и щебня;
• кольцевой дренаж из перфорированной щелями гофротрубы в геотекстиле;
• утепление отмостки на ширину 0,6 – 1,2 м.

Теплопотери сквозь плиту, одновременно являющуюся полом по грунту, неизбежны. Однако это позволяет сохранить плюсовую температуру под всей подошвой. Горизонтальный слой экструдированного пенополистирола ЭППС не позволяет промерзнуть прилежащей к дому глинистой почве, дрены отводят влагу.

Существует модификация плитного фундамента УШП (утепленная шведская плита), в которой пенополистирол уложен под ж/б конструкцию. УШП имеет в верхней части контур теплого пола. В этом случае теплопотери сквозь железобетон отсутствуют. Однако утеплитель сохраняет геотермальное тепло недр, промерзание под домом так же невозможно. Утепление отмостки в любом случае необходимо.

Ленточный фундамент

Если заказчику необходим эксплуатируемый подвальный этаж, выбор заглубленного ленточного фундамента происходит по умолчанию. В этом случае практически не важно – на глинистых или песчаных грунтах производится строительство. Под подошвой на глубинах ниже промерзания вспучивание отсутствует. Подстилающий слой имеет минимальную толщину 20 см, служит исключительно для выравнивания дна котлована.

Однако у ленты глубокого заложения огромная площадь наружных поверхностей:

• со всех сторон на подземные стены зимой давит вспучивающийся грунт;
• внутренние помещения не позволяют произвести внутреннюю отсыпку, которая бы компенсировала давление грунта.

Поэтому лента делается шире (от 40 – 60 см), пазухи котлована засыпаются песком, щебнем, ПГС, чтобы обеспечить слой 40 см минимум возле несущих конструкций.

У малозаглубленных лент МЗЛФ наоборот, площадь боковых граней минимальна, касательные силы вспучивания практически отсутствуют. Зато ярко выражено неравномерное пучение грунтов под подошвой. Поэтому технология строительства несколько изменяется:

• качественный дренаж на уровне подошвы МЗЛФ;
• утепление отмостки + теплоизоляция наружных граней ленты (цоколя);
• увеличение толщины подстилающего слоя до 60 – 80 см под подбетонкой.

Внимание! Специалисты не рекомендуют использовать щелевые фундаменты, в которых подземная часть ленты МЗЛФ заливается в земляную опалубку.

Причин этому несколько:

• траншею с не осыпающимися бортами можно вырыть исключительно в глине;
• идеально ровные стенки в земле сделать невозможно, поэтому зацепление с почвой будет максимальное;
• во время промерзания неизбежно возникнут серьезные выдергивающие нагрузки.

Кроме того, при заливке в траншею сложнее обеспечить герметичность слоя гидроизоляции. При укладке арматурных каркасов на уложенную в щелевой фундамент пленку неизбежны проколы и порывы. В данном случае можно применить экструдированный пенополистирол в качестве несъемной опалубки закрепив его на стенки траншеи (подойдет только для глинистых грунтов, т.к. другие грунты запросто могут осыпаться в самый неподходящий момент).

Щелевой фундамент с несъемной опалубкой из экструдированного пенополистирола.

Свайный фундамент

Идеальным вариантом для сложной геологии и рельефа участка является строительство свайно-ростверкового фундамента. При любом составе грунтов сваи насквозь проходят пучинистые, нестабильные горизонты, опираются на пласт с высокой несущей способностью.

При висячем ростверке обогрев почвы под зданием невозможен, сохранять геотермальное тепло нет необходимости. Ввиду небольшого диаметра винтовых свай выдергивающие усилия обычно не учитывают. Буронабивные конструкции значительно толще, однако для бетонирования можно использовать идеально гладкую полиэтиленовую трубу в качестве опалубки. Почвы при вспучивании будут скользить по ее поверхности, не причиняя вреда конструкциям фундамента.

Столбчатый фундамент

Наиболее опасны для столбов опрокидывающие усилия, возникающие при вспучивании. Их частично компенсируют ростверком, который придает конструкции пространственную жесткость. Кроме того, строительство столбчатого фундамента на пучинистых грунтах в обязательном порядке включает мероприятия:

• заглубление ниже отметки промерзания – избавление от вспучивания под подошвой;
• засыпка пазух нерудным материалом – ликвидация выдергивающих и опрокидывающих нагрузок;
• низкий ростверк + пол по грунту – позволяют сохранить геотермальное тепло под зданием + теплая отмостка – горизонтальный слой по периметру на глубине 30 – 40 см шириной 60 – 120 см;
• дренаж – отвод избыточной влаги от ж/б конструкций.

Внимание! Строительство столбчатого фундамента на пучинистой глине – самый ненадежный вариант из всех существующих.

Таким образом, на глинистых почвах при необходимости можно построить любой фундамент, предотвратив морозное вспучивание указанными технологиями. Наиболее популярны МЗЛФ, плиты, свайные ростверки, щелевые и столбчатые фундаменты лучше не использовать.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник

Какой фундамент лучше выбрать для строительства на глинистых грунтах?

Состав земли на участке играет ключевую роль при выборе типа фундамента для дома, особые затруднения наблюдаются при строительстве их на грунтах с высоким содержанием глины (от 15 %). Опасность представляют как силы морозного пучения, так и возможная неоднородность слоев такой почвы. Проводится ее обязательный анализ с определением состояния на отдельных горизонтальных слоях, УГВ и уровня промерзания. Помимо расчета конструкций полученные результаты используется при оценке целесообразности принятия дополнительных мер: закладке дренажных систем, утеплении подошвы или граней, увеличении толщины подушки или полной замене земли под домом.

Типы глинистых грунтов, выбор оптимального варианта

Представлены почвами с разным содержанием пылевидных осадочных пород, в зависимости от доли частиц с размеров зерен мельче 0,01 мм классифицируются как супеси (5-10 %), суглинки (10-30) и глины (от 30 % и выше). Последние в свою очередь имеют разные несущие способности и разделяются на ледниковые (с более насыщенным цветом, чрезмерно плотные в нижних слоях, пластичные в верхних и выдерживающие вес бетонных фундаментов любого типа) и аллювиальные (с голубыми и серыми оттенками, образующимися при высыхании водоемов и относящиеся к плывущим, то есть к нерекомендуемым для строительства любых построек в принципе). В случае второй разновидности единственным подходящим типом является свайный, число этажей и допустимый вес здания ограничены.

Общие особенности грунта: сжатие под нагрузкой, ускоренное размытие проточными водами, набухание при увлажнении и вспучивание при минусовых температурах. Осадочные процессы после возведения жилых домов могут длиться несколько лет, особенно сильно этот эффект проявляется на участках с неоднородным составом. Плотность заглубленных слоев глины выше, чем у верхних, но на таких площадках земля чаще всего сильно насыщенная влагой, что отрицательно сказывается при контактах со строительными конструкциями.

Достаточной надежностью для эксплуатации на суглинках и глинистых почвах обладают:

• Ленточные фундаменты, заглубленные ниже уровня промерзания.
• Монолитные плавающие плиты мелкого заложения.
• Свайные, оптимальные при высоком расположении грунтовых вод и ведении строительства на сложных участках.
• Комбинированные варианты: мелкозаглубленные с дополнительными опорными сваями, углубленными ниже линии промерзания и достигающие устойчивых слоев.

Итоговое решение принимают исходя из бюджета, данных об однородности горизонтальных слоев и уровня грунтовых вод. Последний критерий зачастую становится решающим: сухие суглинки и почвы с высоким содержанием чистой глины сами по себе имеют низкую пластичность и характеризуются хорошей плотностью и устойчивостью (что позволяет применить на таких участках безопалубочную технологию заливки под легкие и хозяйственные постройки с одним этажом), но при риске их подмывания требования к фундаментным конструкциям ужесточаются в разы.

Лессы и аналогичные грунты при высоком УГВ в прямом смысле плывут, согласно СНиП ведение работ на таких участках не рекомендуется. В этих случаях единственным выходом является полная замена земли в котловане, как и при возведении домов в условиях неоднородной почвы.

Что нужно знать при строительстве ленточных оснований на суглинках?

Данный тип представлен сплошной армированной конструкцией с глубиной заложения ниже уровня промерзания и надежной защитой подошвы. Она рассчитана на значительные весовые нагрузки (вплоть до 2 этажного дома с пристроенным гаражом) и подходит для зданий из бруса, кирпича и бетонных плит. Высота подземной части ленты зависит от климатических условий региона и определяется исходя из результатов анализа, в северных широтах допустимый минимум составляет 1,5 м. К преимуществам этого варианта относятся долговечность и относительная простота работ, к недостаткам – большие траты на материалы.

Ленточное заглубленное основание считается оптимальным при необходимости возведения на глинистых почвах домов с 2-3 этажами, в том числе кирпичных или каменных. Но простой заливки бетона недостаточно, к важным условиям является подготовка толстой и плотной песчаной подушки, максимально надежная гидроизоляция боковых стенок (в особо сложных случаях и при высоком УГВ – утепление) и обязательное армирование. При ощутимом риске пучинистости ленту рекомендуется расширить внизу на 30%, на участках с неоднородными видами грунта обратную засыпку выполняют нерудными материалами с низким водопоглощением.

Плюсы и минусы монолитной плиты

При ведении строительства на суглинках допускается заложение мелкозаглубленного плавающего фундамента, но лишь при выполнении ряда условий – надежного армирования, исключения влияний подвижек земли путем засыпки и трамбовки песчаной подушки толщиной не менее 20 см и использования высококачественного бетона. Укладывать плиту непосредственно на глинистую почву запрещено, чем выше УГВ, тем хуже подходит данный тип, при близком пролегании водоносных слоев от него стоит отказаться.

Плюсами строительства монолитной плиты являются слабая зависимость от однородности грунта под зданием и равномерное распределение воздействий и нагрузок (число этажей в данном случае может быть больше 3), минусами – затратность, потребность в непрерывном бетонировании и сложности при проведении земляных работ.

Описание свайного основания

Возведение данного типа фундамента на глинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод считается оптимальным решением, упираемые в устойчивые слои сваи не боятся подвижек почвы и не зависят от однородности ее состава. Такое исполнение позволяет поднять перекрытие первого этажа выше нулевой отметки, обеспечивая тем самым максимально надежную защиту от влаги. При правильно выбранной схеме нагрузка распределяется между всеми опорами, но из-за сокращения площади соприкосновения воспринимаемый вес стен дома ограничен. Подходит прежде всего для построек из легких стройматериалов.

Применяются ввинчиваемые металлические опоры или буронабивные армированные конструкции. При значительных вертикальных нагрузках они размещаются в виде полей, при средних и малых – под несущими элементами: стенами, колоннами. Связующие функции выполняет ростверк, для заложения которого используются брус, металлический швеллер или ж/б монолит. С учетом агрессивного воздействия грунта при высоком УГВ заглубленные в землю системы нуждаются в надежной защите, в случае завинчивающихся свай это затрагивает требования к качеству стали и антикоррозийного покрытия, буронабивных – потребность в обсадной трубе. На особо сошных участках опоры имеют расширения в нижней части или дополнительные лопасти.

Нюансы заложения свайно-ленточного основания

Данная конструкция представляет собой мелкозаглубленную монолитную полосу с прямоугольным или трапециевидным сечением и опорными шуфтами, закладываемыми с шагом не более 2 м ниже глубины промерзания. Расширенная внизу лента считается надежным вариантом, но такое исполнение усложняет фундаментные работы. Совмещает все преимущества и недостатки монолитных и свайных разновидностей – оно обеспечивает требуемую устойчивость на суглинках, легких и тяжелых глинах, но обходится дорого и возводится около 1 месяца.

К важным требованиям технологии относят потребность в дренажной подушке (вне зависимости от надежности свай укладывать заглубленный ж/б ростверк или связанное ленточное основание непосредственно на такую почву запрещено) и контроль за УГВ (при высоком уровне опоры целесообразно вывести наружу на 15 см).

При необходимости сооружения фундамента под жилой дом на таких грунтах предпочтение отдается заглубленной ленте, сваям и их комбинированному варианту. К общим требованиям относят монолитность, сборный тип для них категорически не подходит. Все конструкции заливают или ввинчивают ниже уровня промерзания, мелкое заложение допускается лишь при строительстве на супесчаных почвах, причем сухих. Оценка состояния участка перед выбором обязательна, в особо сложных случаях от возведения ответственных объектов лучше отказаться.

Источник