Новости
Следите за нашими работами в инстаграм! 
Влияние типа грунта на выбор конструкции фундамента
Строительство любого жилого дома начинают с обустройства фундамента. Грамотный строитель обязательно уделит конструкции фундамента пристальное внимание, ведь крепость выполненного основания будет определять уровень надежности, прочности и долголетия всего строения. Перед тем, как начинать закладывать фундамент, необходимо не поскупиться и провести инженерно-геологические исследования, выяснить качество и свойства грунтов.
Особенности грунтов
Чтоб правильно выполнить привязку проекта к определенной местности, необходимо провести оценку целого ряда показателей, в числе которых:
- тип грунта,
- уровень его промерзания,
- насыщенность почвенными водами, и т.д.
Особое внимание надо уделить водоносным горизонтам (тем слоям пород, которые обладают водопроницаемостью, и пустоты коих наполнены подземными водами). Минусовая температура в сочетании с повышенной влажностью становятся причиной промерзания грунта. При превращении в лед объем воды увеличивается на 10%-15%, что является причиной выталкивания фундамента вместе с слоями почвы границах глубины промерзания. Затем во время таяния льдов (в весенний период) фундамент наоборот – оседает. Эти процессы происходят по периметру строения неравномерно, из-за чего может произойти деформация конструкции, появляются трещины, разрушения.
По способности к проявлению таких особенностей, все грунты подразделяют на две группы:
Наиболее опасным из пучинистых является так называемый «плывун» — песчано-пылеватый глинистый (содержание глины больше 15%) грунт. Он обладает довольно высоким уровнем влажности и из-за малой несущей способности не используется для строительства на нем фундамента. Те грунты, которые глинистые включения не содержат, при любом уровне воды являются непучинистыми.
Характеристика грунтов по их механическому составу
Механический состав грунта определить довольно легко.
- Смочить комочек грунта водой, раскатать его ладонями для получения «шнура» диаметром в 1см.
- Свернуть получившийся «шнур» в кольцо.
Инструкция
Далее сверьте результат с нижеизложенной инструкцией.
- Если «шнур» невозможно раскатать, значит это песок — несвязанная рыхлая порода с высоким уровнем фильтрации влаги (до 1м/сутки).
- Если получается зачаточный «шнур», то вы имеете дело с супесью. В таком грунте содержится до 10% глинистых включений, но песчаных и пылеватых частиц здесь больше. В сравнении с песками супеси обладают гораздо лучшей водонепроницаемостью.
- Если «шнур» хорошо скатывается, но кольцо ломается, значит речь идет о легких суглинках. Глинистых включений здесь мало, а скорость фильтрации влаги довольно низкая.
- Если «шнур» получается сплошным, а кольцо – с трещинками, то это тяжелый суглинок. Он по своим свойствам близок к глине.
- И, наконец, если и «шнур» и кольцо получаются сплошными, то это глина. Благодаря высокому уровню пластичности глина сильно набухает, увеличиваясь при этом в объеме более чем в два раза. Однако воду пропускает очень слабо.
После проведения инженерных расчета возможных деформаций грунтового основания, определяют, какой тип фундамента требуется возводить – заглубленный либо незаглубленный. Надземную часть дома рассматривают не только как нагрузку, но и как активную деталь конструкции: чем жесткость постройки выше, тем деформация грунтового основания будет меньшей.
Фундамент незаглубленный
При сильном пучении грунта для обустройства незаглубленного фундамента можно использовать железобетонные блоки, монолиты, жестко скрепленные один с другим. Если грунт обладает средней степенью пучения, что можно использовать блоки и монолиты, уложенные на растворе в перевязке. Если имеется слабое пучение, то можно использовать:
Хочется отметить, что воздействие грунтовых вод ослабляется благодаря утрамбовке дна траншеи для ленточной разновидности фундамента либо выштамповке площадки для столбчатой. Помимо этого, можно сделать глинистый водозащитный экран, позволяющий уменьшить подсос воды из нижних слоев в область промерзания. Посредством таких методов значительно снижается пучение и увеличивается несущая способность грунта. На тех участках, который постоянно сырые, требуются искусственно снижать уровень грунтовых вод, а также отводить от фундамента влагу посредством дренажа.
Фундамент заглубленный
Для тяжелых массивных несущих стен наиболее надежным фундаментом является его заглубленная разновидность. Его монтируют из монолитного железобетона, подошва которого находится ниже уровня промерзания грунтов. После того, как данный фундамент построен, над всей его площадью укладывают сплошную железобетонную плиту. Подобная конструкция обеспечивает зданию отличную устойчивость, симметрию деформации и нагрузки. При этом искривления и перекосы практически полностью исключаются. Единственным недостатком заглубленного фундамента является его высокая стоимость – зачастую она доходит до 30% от всей стоимости постройки.
Важно знать!
Заглубленный фундамент, который будет располагаться на глинистом грунте, нуждается в создании бетонной подушки (толщина должна составлять более 10см) либо двухслойной гидроизоляции (применяйте гидростеклоизол).
Супесчаный либо песчаный грунт требует качественного уплотнения с последующим покрытием слом гравия, который будет залит битумной мастикой.
По окончанию всех необходимых подготовительных работ можно приступать к заливке железобетонной плиты, а затем – к устройству фундамента.
Источник
Фундамент
Не нужно быть строителем в третьем поколении, чтобы оценить важность темы которая будет раскрыта далее, ведь речь пойдет о фундаментах. Для понимания вопроса не требуется серьезных знаний в строительстве, достаточно познакомиться с ключевыми моментами.
Цель статьи — ликвидировать заблуждения и донести простую истину: конструкцию фундамента рекомендуется подбирать исходя из механических свойств грунта на основании результатов геологических изысканий, рельефа участка, веса здания и эксплуатационных нагрузок .
Не существует готового «рецепта» конструкции фундамента, который можно применять повсеместно — это всегда баланс между затратами, прочностью и условиями в которых предстоит строить.
Если в результате строительства ваш дом всё же стоит, а вы не делали геологию и понадеялись на типовой проект или совет знакомого «строителя» то, скорее всего:
- в фундамент заложены бо́льшие чем необходимо риски и/или значительная переплата за работу и метериалы
- возможно, как вариант, «час икс» еще просто не наступил
Второй вариант исхода — это неизбежность. Любой фундамент рано или поздно разрушается, но нам бы с вами хотелось, чтобы он служил как можно дольше, в пределах гарантированного эксплуатационного срока службы здания — 50 — 100 лет. Поэтому переплата в сторону запаса прочности в 10 -15% вполне нормальная практика.
Сразу оговорюсь, что мы не будем рассматривать экзотические виды фундаментов, типа: свай из лиственницы, бутовые фундаменты и прочую экзотику; не будем рассматривать строительство на скальных склонах и в вечной мерзлоте, также не будем рассматривать бетон без армирования, хотя в некоторых случаях это вполне годный вариант. Нас интересуют окрестности Тюмени, с суглинистыми, торфяными, песчаными почвами с разной степенью водонасыщенности.
Матчасть
Фундамент — строительная несущая конструкция, часть здания или сооружения, принимающая на себя нагрузки от вышестоящих конструкций и распределяющая их по основанию. Иными словами фундамент распределяет и передаёт нагрузки от всего здания на грунт.
Если окончательно утрировать — дом стоит на грунте, а не на фундаменте
В зависимости от материалов дома и грунтов к фундаменту предъявляются разнообразные требования прочности и жесткости, но чтобы начать разговаривать предметно, нам нужно иметь представление о сборных нагрузках и воздействиях:
- нагрузка от конструкций дома
- эксплуатационные нагрузки
- геология грунтов
- снеговая нагрузка на кровлю
- прочие воздействия
Что подразумевается под нагрузками от конструкций. Суммарный вес всех материалов и конструкций, используемых в строительстве дома, включая собственный вес фундамента.
Эксплуатационные нагрузки — вес мебели и элементов интерьера, людей и животных. Как правило берут некое среднее значение 200 — 400 килограмм на один квадратный метр площади. Поэтому эксплуатационная нагрузка складывается из общей площади каждого жилого этажа (без учета площади стен) помноженная на 400 кг.
Снеговая нагрузка, относится к временным нагрузкам, но пренебрегать ей чревато, поэтому настоятельно рекомендую ее учитывать. Эту нагрузку считают исходя из типа и угла наклона кровли, величины снежного покрова, который, в свою очередь можно получить из СНиП . Для юга Тюменской области 126 -180 килограмм на 1 квадратный метр.
Подробнее о том какие еще нагрузки могут возникать в здании можно почитать в СНиП –85* Нагрузки и воздействия.
Грунты
Опуская целый раздел инженерной геологии, мы с вами должны понять следующее: любая горная порода, почва, осадок и техногенные минеральные образования, рассматриваются как многокомпонентные динамичные системы и часть геологической среды. Грунты используют в качестве оснований зданий и сооружений, а следовательно, должна быть величина которая отвечает за неизменную структуру грунта при различных внешних воздействиях.
Несущая способность грунта — это важнейшая характеристика, от которой вы будете отталкиваться при принятии решения в выборе конструкции фундамента. Получить значение этой величины можно только лабораторным путём в результате бурения скважин на участке. Всё остальное — это компромис.
| Грунт | кг·с/см 2 | т·с/м 2 |
|---|---|---|
| Щебень, гравий | 5 | 50 |
| Пески крупные | 4 | 40 |
| Пески средней крупности | 3 | 30 |
| Пески мелкие и пылеватые | 1,5 | 15 |
| Супеси твердые и пластичные | 2,5 | 25 |
| Суглинки твёрдые и пластичные | 1,5 | 15 |
| Глины твёрдые | 4 | 40 |
| Глины пластичные | 1,5 | 15 |
Как читать эту таблицу? Всё предельно просто, считаете общую площадь опирания фундамента в квадратных метрах или сантиметрах и перемножаете на соответствующий столбец.
Например, площадь опирания фундамента 40 м², а почва суглинок: 40 * 15 = 600 тонн .
Вывод: дом должен весить не более 600 тонн и на каждый квадратный метр опоры фундамента здания не должно приходиться больше 15 тонн. Всё что меньше этой величины, создает вам гарантированный запас прочности.
Это очень примитивный пример с идеальными условиями, ваш случай может сильно отличаться.
Опирание на грунт
Чуть ранее упоминалась основная функция фундамента — перенос нагрузок на грунт. На рисунке ниже показаны различные виды фундаментов и схемы их опирания в порядке увеличения площади.
Как мы видим из картинок, плита имеет наибольшую площадь опирания и, как следствие, наименьший распределенный вес на единицу площади. Но является ли при этом плита наиболее универсальным и надёжным типом фундамента? — Нет, не является.
На водонасыщенных грунтах без проведения работ по понижению уровня грунтовых вод или «слабых» грунтах без проведения выемки и замены несущего слоя, плита, как и другие виды фундамента может давать трещины. Также плита может давать трещины при неравномерном подтоплении и промораживании одного из углов или в случае, когда фундамент попадает своими сторонами на границы разных пластов грунта с разной несущей способностью. Что возвращает нас к необходимости проведения геологических изысканий.
на рисунке схема утепленной шведской плиты
Стоит также развеять миф относительно опирания столбчатого, а в простонародии , фундамента. Он передает нагрузку на грунт только сваями, отсюда очень маленькая площадь. Если такой фундамент опирается, помимо свай, еще и ростверком, то он превращается в обычный ленточный мелкозаглубленный фундамент, а сваи — в бесполезно закопанный материал.
Также важно отметить тотальную ошибку, допускаемую неквалифицированными работниками при строительстве столбчатого фундамента. Она описана в пункте 8 методического пособия «Проектирование оснований и фундаментов на пучинистых грунтах»:
При устройстве столбчатых фундаментов на пучинистых грунтах необходимо предусматривать зазор между нижней гранью фундаментных балок и планировочной поверхностью грунта, величина которого должна быть не менее расчетной деформации пучения (подъема) ненагруженного основания.
Иными словами, между ростверком и грунтом должно быть расcтояние, которое компенсирует деформации грунта при морозном пучении. Величину этих деформаций, а также на сколько грунт пучинистый и/или водонасыщенный, может определить геология.
Морозное пучение
Все что нужно знать о силе морозного пучения, что противостоять ей бесполезно и нужно учиться с ней сосуществовать. Если вы любите цифры, их есть немного:
Один кубический дециметр воды при замерзании расширяется и создает усилие 40 тонн
Для сравнения: один прут арматуры ∅ 10 мм в зависимости от марки стали выдерживает 1,6 -2,8 тонн до момента разрушения.
Возвращаясь к столбчатому фундаменту с ростверком. Если под домом водонасыщенный грунт, для того чтобы оторвать сваю от ростверка, нужны крепкий мороз и порядка 10 тонн усилий. Сваи либо подымутся вместе с ростверком и будут в подвешенном положении до весны, либо оторвутся и будут работать отдельно.
На сколько это чревато? — Покажет весна. При достаточном армировании и высоте ростверка более 400 мм с определенной долей вероятности можно говорить что ничего не произойдет.
Чтобы избежать проблемы водонасыщения грунта как от осадков, так и от грунтовых вод нужно сделать:
- подушку из непучинистых грунтов
- дренирование и отвод дождевой воды
- утепленную отмостку
Все эти решения требуют отдельного рассмотрения, поэтому о них в следующей статье.
Заключение
Если заказываете разработку проекта, а в нем не указаны: несущая способность грунта, вес здания, эксплуатационные и снеговая нагрузки — не принимайте такой проект. Если покупаете проект, его однозначно нужно адаптировать под текущие условия. Если строите самостоятельно, изучите вопрос досконально, все необходимые нормативные документы приведены в статье.
Всё описанное выше не является частной рекомендацией к строительству или проектированию. Не руководствуйтесь форумами или роликами в социальных сетях, а уж тем более рекомендациями соседей. Пользуйтесь только достоверными строительными документами, например: Основания зданий и сооружений или воспользуйтесь услугами профессиональных проектировщиков.
Источник