Плитный фундамент на пучинистых грунтах - AUGUST-DOM.RU

Плитный фундамент на пучинистых грунтах

Особенности плитного фундамента возведенного на пучинистых грунтах

Пучение грунта – увеличение объема при превращении внутренней влаги в лед. При показаниях температур ниже нуля, грунт начинает расширяться. Этот показатель зависит от объема воды, которой пропитан грунт.

Чем он выше, тем больше степень расширения. Этот процесс объясняется разной удельной плотностью льда и воды. При этом, пучение всегда имеет направление вверх, что вызывает «выталкивание» фундамента.

В то время как гравелистые, крупнообломочные или песчаные грунты впитывают воду очень незначительно, суглинки, глины, супеси и некоторые другие втягивают большое количество влаги.

Соответственно, первый тип практически не подвержен пучению, а второй расширяется значительно, вызывая деформации фундаментов и строений.

Степень пучения определяют следующие факторы:

  • уровень и глубина вод в почве;
  • уровень промерзания при минусовых температурах.

Суммируя эти два факта, следует знать, что, если показатели уровня вод и глубины высокие, то верхние слои почвы будут пропитаны водой, что увеличит пучение.

Разные виды грунтового пучения

Рассмотрим основные виды грутового пучения.

Вертикальное

Движение идет снизу вверх, вызывая «выталкивание» основания. Если подошва основания устроена в слое замерзшей почвы, то фундамент будет подвергаться вертикальному пучению. Если же она расположена ниже отметки промерзания – угроза пучения отсутствует.

Касательное

Ввиду возникновения трения расширяемого грунта о стенки основания происходит выталкивание фундамента. Однако величина касательного морозного пучения существенно меньше, чем по вертикали.

Проблема возникает, когда речь идет о легких деревянных или каркасных домах. Вес облегченных сооружений не может компенсировать силы выталкивания.

Зимнее пучение почвы и уменьшение объема в весеннее время вызывают проседания почвы, фундамента над ним и всего сооружения. Следовательно, возможны разрушения и трещины.

Виды оснований на грунтах, подверженных морозному пучению

Надежность основания на этих почвах в большей степени зависит от способности сохранять устойчивость под воздействием второго типа пучения (по касательной).

Это особенно важно для облегченных небольших домов.

Если тяжелые конструкции возводятся ниже уровня сезонного промерзания почвы и сопротивляются своей массой касательным силам пучения, то для устройства фундаментов маленьких зданий необходимо тщательно подбирать нужный тип фундамента.

  • «плавающий»–монолитная плита/мелкозаглубленный ленточный;
  • ленточный – закладывается ниже точки промерзания;
  • столбчатый;
  • свайный.

Устройство монолитной плиты

Это основание рассматривают как незаглубленный тип фундамента. Его устраивают на пучинистых грунтах в следующих случаях.

  • При строительстве тяжелых кирпичных домов, когда вес постройки уравновешивает нагрузки, направленные на выталкивание, и придает дополнительную устойчивость.
  • Когда нужно использовать «плавающую» особенность плиты: при возведении домов с низким весом.

Монолитную плиту называют плавающей конструкцией из-за способности опускаться и приподниматься вместе с изменениями грунта. Из-за того, что земля под домом промерзает неодинаково, образуется перепад плоскости при проседании, который может достигать 10 см. и более.

Поэтому данный вид основания подразумевает особые требования к устойчивости на изгиб. Для этого применяется усиленное армирование и создание более толстой плиты.

При закладке плиты на низкоплотных и просадочных почвах ее утепляют десяти сантиметровым слоем ЭППС. Применение утеплителя и слоя песчаной подсыпки до 0, 5 м обеспечат равномерность промерзания земли под всей площадью здания. Следовательно, не будет образовываться яма в середине плиты.

Большая площадь опоры существенно снизит удельные нагрузки на грунт.

  • Устройство плитного фундамента под частное домовладение разумно при слабой несущей способности грунтов на участке строительства.

Однако усиленное армирование и большие расходы на заливку бетона делают плитный тип фундамента самым дорогостоящим. Особенно это касается возведения частных жилых коттеджей.

Применение ленточного типа на пучинистых грунтах

В пучинистых почвах закладываются глубокие монолитные ленты. Из-за неравномерной нагрузки возникает возможность разрыв верхнего и нижнего поясов фундамента. По этой причине на таких почвах не используются сборные конструкции.

При наличии пучения обязательно выполняется армирование основания.

Это обеспечит необходимую жесткость и защитит от вредных и неравномерных изменений.

При возведении небольших домов из относительно легких панелей и дерева, когда вес постройки незначительный, его вес не сможет уравновесить касательные пучения (даже если опора находится ниже уровня промерзания).

В этом случае можно строить ленту с расширенной подошвой. Такая конструкция будет успешно препятствовать выталкиванию касательными нагрузками.

Что может препятствовать касательному воздействию пучения

Устройство монолитного железобетонного основания (не сборной конструкции).

  1. Подсыпка песком дна траншеи. Более широкий слой сможет максимально уменьшить влияние касательных сил пучения грунтов.
  2. Максимальное глубокое заложение подошвы фундамента. Цель этого мероприятия – увеличить вес дома до степени, когда общая масса превзойдет воздействие пучения.
  3. Выполнение нижней части фундамента в виде анкера, то есть расширение его внизу: тогда силы пучения будут направляться вниз.
  4. Повышение уровня строительной площадки, что приведет к снижению глубины промерзания грунта под домом. Для этого выполняется подсыпка песка крупной фракции.
  5. Подготовка дренажных траншей, особенно при высоком уровне воды в почве.
  6. Утепление фундамента.

Свайный тип фундамента

Представляется, что свайный тип оснований – самый удачный вариант фундамента на пучинистых грунтах. Все подготовительные работы и прочие мероприятия не всегда решают вопрос пучения. Кроме того, они достаточно затратны. Касательные силы практически не воздействуют на поверхность свай.

Сваи погружаются от 5 до 12 метров, а в случае строительства высотных объектов, применяются наращиваемые конструкции до 24 метров. Это значительно глубже, чем уровень промерзания почв.

Опоры такого основания переносят нагрузку на слой глубоко залегающего несжимаемого грунта. Таким образом, здания на сваях могут возводиться при любой насыщенности грунтовой влагой, при которой невозможно устройство ленточного фундамента.

При возведении свайных конструкций с ростверком на пучинистых грунтах, обвязка свай выполняется висячей – на высоте около 40 сантиметров над уровнем земли. Ростверк нельзя укладывать на грунт: при возникновении расширения, его может оторвать от опорных элементов.

Выбор фундамента для пучинистых грунтов

Важным фактором при строительстве здания является вопрос выбора места. Далеко не всегда выбранный участок идеально подходит для возведения конструкции — поэтому для ее защиты требуется применять определенные технологии.

Монолитный фундамент на пучинистом грунте

В данной статье будет детально рассмотрено устройство фундамента на пучинистых грунтах. Вы узнаете особенности данного вида почвы, способы уменьшения её негативного воздействия, а также подходящие для неё типы оснований – фундамент ТИСЭ, плитный и ленточный фундамент.

Общая информация и особенности

Существуют определенные виды проблемных грунтов, которые оказывают на фундаменты, возводящихся на них, негативное внешнее воздействие, вследствие чего к основам выдвигаются дополнительные требования по крепости и надежности. Один из таких видов – пучинистый грунт.

Пучение грунта – это свойство почвы к увеличению своих объемов, которое проявляется исключительно в холодное время года, вследствие замерзания большого количества воды внутри грунта. Вода, которой пропитана почва, превращаясь в лед, увеличивает свою объемную часть, что неизбежно провоцирует деформацию почвы.

Пучение свойственно не всем видам грунта, а только тем, в которых содержится большое количество высоко залегающих грунтовых вод. Чем выше уровень потенциально возможного пучения почвы, тем глубже необходимо прокладывать фундамент, если говорить о мелкозаглубленных ленточных фундаментах на пучинистых грунтах, то они могут возводиться только с учетом ряда строгих технических требований, которые будут рассмотрены в данной статье.

В целом, общее правило, согласно которому можно построить надежный фундамент даже на самом проблемном пучинистом грунте своими руками следующее: «Фундамент должен залегать в почве ниже, чем глубина её промерзания зимой, и при этом, необходимо обеспечить необходимое укрепление основы посредством армирования, либо других доступных способов»

Влияние пучения грунтов на фундамент здания

Когда наступает холодное время года, почва, в которой располагается фундамент, начинает расширяться из-за замерзания в ней воды.

Вследствие увеличения объема почвы, которым сопровождается превращение жидкости в лед, основание здания может приподниматься вверх – это касается любых домов, даже кирпичных построек с очень большим весом.

Любая деформация, как вы понимаете, негативно сказывается на долговечности и крепости здания, однако основные проблемы начинаются не в момент замерзания почвы, а в момент её оттаивания.

Пучение грунта вследствие низких температур

Весной, когда влага оттаивает, происходит уменьшение объема почвы, вследствие чего несущая конструкция здания просаживается. Масла в огонь подливает то, что просадка происходит неравномерно, что провоцирует перекашивание здание и быстрое наступление аварийной ситуации, в которой эксплуатация постройки невозможна.

Если фундамент заложен согласно вышеуказанному правилу, ниже уровня промерзания почвы, то зимой он будет испытывать всё те же силы пучения, однако их влияние будет идти не снизу, выталкивая несущую конструкцию из грунта, а по касательной, с чем сделанный по всем правилам плитный, либо хороший ленточный фундамент справляются без особых проблем.

Методы уменьшения негативного воздействия пучения

Когда необходимо обустраивать фундаменты на пучинистых грунтах, строители очень часто прибегают к небольшим технологическим хитростям, которые помогают минимизировать негативное влияние свойств почвы на основание здания.

Следствие пучения грунта на фундамент здания

Существуют пять основных методов, которые демонстрируют в этом деле наибольшую эффективность. Более того, эти способы не требуют применения какой-либо специальной техники, и могут быть без проблем реализованы своими руками. Рассмотрим их детальнее:

Создание слоя подсыпки

Сделать это можно просто подсыпав в траншею, в которой будет возводиться несущая конструкция здания, смесь из щебня и песка. Можно использовать и другие типы подсыпок, главное, чтобы материалы, использующихся для этого, не обладали пучинистыми свойствами. Для снижения бокового пучения есть смысл сделать обратную подсыпку по периметру боковых стенок фундамента.

Обустройство фундамента с гладкими стенками

Чем меньше уровень адгезии (сцепления) стенок фундамента и почвы, тем менее негативное влияние пучение будет оказывать на основание здания, так как грунтовые массы просто не смогут зацепиться за фундамент. Таким требованиям хорошо отвечает плитный фундамент, в основе которого лежит монолитная железобетонная плита. Очень высокую эффективность противодействия пучению обеспечивает совмещение этого способа, с вышеуказанной подсыпкой.

Создание фундамента с уширением

Реализация этой технологии гарантирует повышение устойчивости фундамента в грунтовых массах, вследствие чего уменьшаются негативные последствия пучения. Данный метод может быть реализован своими руками для большинства распространенных фундаментов, которые обустраиваются в проблемных грунтах – свайного (из буронабивных свай), ленточного, и столбчатого.

Теплоизоляция

Данный метод может быть реализован при наличии цокольного этажа, что характерно для ленточных фундаментов, и в некоторой мере для свайных. Эффективность данного способа обуславливается тем, что комплекс из тепловой изоляции по внешнему периметру цокольного этажа, и хорошей отопительной системы в середине, снижают силу воздействия пучения на стены здания.

Читайте также  Столбовой фундамент своими руками

Глубинная дренажная система и гидроизоляция

Расчет и проектирование пристенной дренажной системы лучше всего выполнять ещё на этапе строительства фундамента, так как в таком случае вы избежите необходимости повторного рытья траншей под дренажные трубы.

Глубинный дренаж для плитного фундамента

Правильно обустроенная глубинная дренажная система фундамента позволяет эффективно отводить грунтовые воды от фундамента здания, что значительно уменьшает процессы пучения в холодное время года. Также имеет смысл покрыть основание здания гидроизоляционной прослойкой, которая позитивно скажется на долговечности фундамента, так как бетон и армирующие конструкции перестанут подвергаться негативному воздействию содержащихся в грунтовых водах веществ.

Столбчатый фундамент на пучинистом грунте (фундамент ТИСЭ)

Обустройство столбчатого фундамента на пучинистых грунтах имеет смысл, если вы планируете строить небольшое одно, либо двух этажное кирпичное здание. Фундамент ТИСЭ при умеренных материальных затратах, в сравнении с остальными типами оснований, гарантирует высокий уровень надежности и устойчивости.

Столбчатый базис, созданный по технологии ТИСЭ, с использованием бура ТИСЭ-Ф, обустраивается с использованием свай, уширенных в нижней части, что позитивно сказывается на его несущей способности. Укрепление такого фундамента гарантирует наличие ростверка, который располагается не в самой почве, а приподнят на 10-15 сантиметров над ней, что позволяет защитить несущую конструкцию зданию от усадок и подъемов, вследствие изменения объема пучинистой почвы.

Кирпичный дом на фундаменте ТИСЭ

Приподнятый ростверк, который является особенностью фундаментов ТИСЭ, выполняется посредством заливки бетоном дощатой опалубки. При этом ростверк обязательно выполняется в армированном виде, что значительно увеличивает его несущую способность. На ростверке выполняется кладка несущих стен здания, общий вес которых равномерно распределяется между сваями. Помимо неподверженности к выталкивающему воздействию пучинистых грунтов, поднятый ростверк позволяет свести к минимуму вибрационные воздействия на дом.

Фундамент по технологии ТИСЭ может быть обустроен своими руками даже без наличия специальной техники – бура ТИСЭ-Ф. Сделать его можно на основе технология возведения буронабивных свай с уширением, которое можно осуществить используя такие виды оборудования как бензобур, электробур, либо обычный садовой бур с удлиняющей штангой.

Плитный фундамент на пучинистом грунте

Одним из наиболее оптимальных вариантов фундаментов, которые рационально использовать на пучинистой почве, является плитный фундамент. В основе такого базиса лежит монолитная плита, либо лентообразная решетка армированная решетка из железобетона, которая занимает всю площадь постройки.

Монолитная плита делает возможным обустройство фундаментов мелкого заложения на пучинистых грунтах, так как она обладает свойством нивелировать изменение объема грунта и его горизонтально-вертикальное перемещение.

Монолитный плитный фундамент для кирпичного дома

К преимуществам плитных фундаментом можно отнести:

  • Максимальная несущая способность, превышающая любые типы фундаментов;
  • Устойчивость к вспучиваниям и перемещениям почвы;
  • Монолитность и простота конструкции;
  • Устойчивость к негативному влиянию талых и грунтовых вод;
  • Возможность обустройства цокольного этажа;

Реальный недостаток у такого фундамента только один – материалоемкость, качественная плита требует большого количества бетона и арматуры, что влечет за собой существенные финансовые затраты. Однако плиточное основание простое в строительстве, и без проблем может создаваться своими руками, с наличием необходимого минимума – бетономешалки.

Особенности расчета

Разные виды фундаментов обладают разными нюансами расчета, для примера будет произведен расчет ленточного фундамента на пучинистых грунтах.

В качестве возводимого здания возьмем условный дом со следующими габаритами: В – 4 м, Ш – 5 м, Д – 10 м, который будет иметь две несущие стены, каждая из которых обладает длинной 3 м, и высотой 4 м. По проекту, фундамент здания будет выполняться в форме монолитной бетонной ленты с глубиной 70 см, и шириной 40 см., армированной арматурным каркасом. Каркас будет состоять из двух поясов по пять прутьев и перемычек, длиною в 25 см. Шаг перемычек – 50 см.

Расчет нам требуется для того, чтобы определить габариты и массу будущего фундамента, и сопоставить его несущую способность с табличными данными по имеющемуся типу грунта.

  1. Выполняем расчет габаритов основания по внешнему контуру дома: 3+3+5+5+10+10= 36 м. Поскольку ленточный фундамент будет заливаться не только по внешнему контуру, но и по внутренним стенам, необходимо учитывать и их;
  2. Далее, производим расчет объем фундамента, на основании того что его ширина будет составлять 40 см, а высота 70 см: V=36 * 0.4-0.7 = 10.08 кубометра;
  3. Вычитываем из общего объема арматуру, длина каждого пояса которой составляет 10-0.5-0.5=9 м.
  4. Учитывая, что для армирования будут использоваться два пояса, состоящих из 5-ти прутов с перемычками, выполняем расчет общей длины поясов: 2*(9*2+4*2+2.5*2)= 62 метра;
  5. Так как в каждом поясе по 5 прутьев, можно выполнить расчет общей длины требуемой арматуры: 62*5=310 метров;
  6. Производим расчет горизонтальных перемычек, которые нам понадобятся: 9 / 0.5 +1 = 19; 4 / 0,5 +1 = 9; 2,5 / 0,5 +1 = 6. То есть, для одного пояса нам будет необходимо: 19*2+9*2+6*2 = 68 перемычек, длиною в 25 см. Длина перемычек на один пояс составит: 68 * 0,25 = 17 м; на все пояса: 17*2 = 34 м;
  7. Делаем расчет вертикальных перемычек (учитывая, что с каждой стороны поясов их нужно по 68 штук, длинной в 40 см): (68+68)*0.4 = 54.5 метра;
  8. Теперь можно осуществить расчет общей длины арматуры, которая нам понадобится для армирования ленточного фундамента: 310 + 54.5 + 34 = 388.4 м;
  9. Далее, рассчитываем площадь сечения арматуры: 3.14*0.000036 (к) = 0.00011, что позволяет высчитать объем арматуры: 0.00011 * 388.4 = 0.04 кубометра;
  10. Из общего объема фундамента вычитываем объем арматуры, что позволяет узнать объем цемента: 10.08 – 0.04 = 10 кубометров;
  11. Исходя из того, что плотность цемента составляет 2.5 тонны на м3, а арматуры 7.8 тонн, считаем общий вес конструкции: (10*2.5)+(0.04*7.8)=25,624 т.

Поэтапное создание ленточного фундамента своими руками (видео)

Варианты строительства фундамента на глинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод

Основной проблемой при возведении фундаментов становятся неудовлетворительные характеристики грунта. Фундамент на пучинистых грунтах — распространенное явление на всей территории России. Пучение крайне опасное явление, которое может привести к значительным повреждениям несущих конструкций здания. Пред постройкой необходимо разобраться, что такое морозное пучение, и что нужно сделать, чтобы предотвратить его появление в почве.

Что такое пучение грунта и как оно возникает

Морозное пучение грунта — это изменение его структуры. Возникает явление при одновременном воздействии на почву воды и минусовых температур. Если описывать проблему в физическом смысле, то нужно обязательно упомянуть об уникальном свойстве самой распространенной на земле жидкости, которое в этом случае играет против фундамента дома.

Схематичное изображение действия сил морозного пучения.

Вода — единственное вещество на планете, которое при замерзании не уменьшается в объеме, напротив, лед имеет больший объем, чем жидкость при той же массе. При высоком расположении грунтовых вод в зимний период в почве происходит процесс замерзания, при этом грунт увеличивается в объеме, приподнимая подошву фундамента и оказывая дополнительное давление на стенки.

Какие грунты представляют опасность

Классификация оснований приведена в ГОСТ 28622-2012. По таблице 1 этого нормативного документа выделяют пять групп почв в зависимости от степени склонности к появлению пучения:

  • не склонные к пучению;
  • слабо пучинистые;
  • средне пучинистые;
  • сильно пучинистые;
  • чрезмерно пучинистые.

Главным критерием при разделении является относительная деформация образца для испытаний при морозном пучении. Чтобы понять, какие типы грунтов могут вызвать проблемы, рекомендуется ознакомиться с таблицей.

крупнообломочные и скальные с содержанием заполнителя менее 10 %

Важно! Деление грунтов на пучинистые и непучинистые носит условный характер, т.к. при насыщении водой любой грунт будет пучинистым, потому что при замерзании расширяется именно вода, а не сам грунт. Но разные грунты по разному склонны к накоплению и капиллярному подсосу влаги. Например глина способна подтягивать воду вверх до 2-х метров, поэтому при уровне грунтовых вод (УГВ) ниже подошвы фундамента менее чем 2 м, грунт около фундамента может быть очень влажным.

Песок же подтягивает влагу значительно хуже глины (20-30 см) поэтому его часто используют для подушки и обратной засыпки, но тут таится другая опасность. Если делать подушку и обратную подсыпку в глинистом грунте, то при попадании воды в песок она будет скапливаться в нем как в ванной, т.к. глина медленно пропускает влагу. Вода может попасть в песок либо при плохой отмостке и отсутствии ливневки, либо при внезапном поднятии УГВ весной или осенью. Чтобы этого избежать необходимо делать качественную систему водоотведения – ливневку и дренаж.

Перед строительством потребуется провести геологические исследования и определить тип почвы на участке. Для этого работу выполняют способом отрывки шурфов или ручного бурения в условиях возведения фундамента. Признаки грунтов различных типов приведены в ГОСТ «Грунты. Классификация». При этом также определят водонасыщенность грунта.

Пучинистость грунтов совместно с высоким уровнем грунтовых вод диктуют условия по глубине заложения фундамента. Глубина заложения определяется по нормативным документам для каждого отдельного региона. В последней редакции СП «Основания зданий и сооружений» вычисляется по формуле в зависимости от многих показателей.

Совет! Если нет желания разбираться в расчетах, можно воспользоваться СНиП «Строительная климатология и геофизика», в приложении которого есть карты для определения глубина промерзания. Этот документ на данный момент не действует, но для частного строительства можно пользоваться им в качестве рекомендаций.

Проектирование и устройство фундаментов на пучинистом основании выполняется с учетом пункта 6.8 СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». При глинистых или пылеватых грунтах необходимо закладывать подошву ниже глубины промерзания или предусматривать дополнительные мероприятия.

Какие типы фундаментов можно использовать

Для пучинистых грунтов самое важное — глубина заложения и уровень воды. Именно в зависимости от них подбирается фундамент. Можно привести несколько наиболее распространенных вариантов для различных случаев.

Заглубленные и мелкозаглубленные

Если УГВ расположен достаточно глубоко (более 1,5 м) применяют ленточные и столбчатые фундаменты. При этом контролируют, чтобы отметка подошвы находилась на расстоянии не менее 50 см от воды в глинистой почве. Если говорить о водонасыщенных грунтах, то глубина закладки для глин, суглинков, супесей и мелких песков не менее промерзания, а для крупнообломочных — любая (для заглубленных зависит от высоты подвала, для мелкозаглубленных от 0,5 м). Можно также выбрать плитный фундамент мелкого или глубокого заложения.

При этом для предотвращения появления сил морозного пучения и подтопления конструкций необходимо предусмотреть следующие мероприятия для фундамента:

  • Подсыпка. Под подошву ленты или отдельных столбов предусматривают слой сыпучего материала. Он станет дренирующим и разравнивающим элементом. В качестве материала для создания применяют щебень, гравий, крупный или средний песок. Иногда строители в целях экономии предлагают использовать в качестве подсыпки шлак. Этот материал характеризуется низкой стоимостью, но может привести к негативным последствиям: усадки, опасность для здоровья человека. Толщина подсыпки зависит от характеристик грунта, в среднем составляет 30-50 см.
  • Гидроизоляция фундамента. Для ленточного в обязательном порядке потребуется вертикальная обмазка битумом или обработка другими материалами, укладка рулонной изоляции по обрезу фундамента (например рубероида) и отмостка, которая предотвратит попадание дождевой и талой воды.
  • Дренаж. Он устраивается по периметру здания на 30-50 см ниже отметки подошвы фундамента. Труба укладывается не дальше, чем на расстоянии 1 метр от конструкции.
Читайте также  Фундамент плита или лента что лучше

При закладке ниже глубины промерзания опорам не потребуется утепление, для мелкозаглубленных оно необходимо. В качестве наиболее оптимального материала для выполнения работ можно назвать экструдированный пенополистирол.

Незаглубленные (плита и лента)

Если УГВ приближен к поверхности, но глубина расположения более 50 см, используют плитные основания и незаглубленные ленточные фундаменты. Важно помнить, что не зарытая в землю лента может устраиваться только для небольших строений и применять ее требуется с крайней осторожностью. Незаглубленные столбчатые опоры использовать нельзя, ввиду их низкой несущей способности.

При этом важно позаботится об утеплении фундамента, поскольку он не защищен от морозов слоем почвы. Для заливки ленточного фундамента можно применять опалубку из пенополистирола. Этот элемент не снимается после заливки и служит теплоизоляцией. Для утепления фундаментных плит используют экструдированный пенополистирол, который от обычного отличается более высокой прочностью.

Для обеспечения надежности можно заменить часть грунта на участке на грунт с достаточными прочностными характеристиками. Если имеющийся на участке грунт неустойчивый, можно сделать подсыпку. При этом сложно рассчитать, какое количество материала потребуется, его добавляют до тех пор, пока основание не станет устойчивым, не вытиснится лишняя влага, а сыпучий материал не перестанет уходить в почву.

Свайные

Если УГВ расположен ближе, чем на 50 см от поверхности земли, стоит отказаться от незаглубленных фундаментов в пользу свайных элементов. Возможно два варианта, первый из которых наиболее трудоемкий. Заключается метод в том, что на площадке выполняют временное водопонижение и заглубляют ниже глубины промерзания буронабивные сваи. Второй вариант — винтовые сваи. Это более простой способ. Винтовые сваи также применяют для болотистых участков местности, на которых невозможно применение других типов оснований.

Одним из вариантов буронабивных свай могут стать элементы по технологии ТИСЭ. Это сваи с уширенной нижней частью (напоминают гвоздь со шляпкой вниз). Уширение предотвратит выдергивание под действием сил морозного пучения и увеличит несущую способность.

Какой бы тип фундаментов не был выбран все необходимые действия при глинистых грунтах и высоком уровне подземных вод нужно сделать одновременно и в полном объеме. Только комплекс этих мероприятий позволит предотвратить повреждение фундамента, заложенного выше глубины промерзания при пучинистой почве.

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.

Какой фундамент более надежен при строительстве на пучинистых грунтах?


Бетонный фундамент На территории страны существует огромное количество различных типов почвы, на которых сейчас возводятся здания. Но под каждый конкретный тип грунта нужно подбирать свой тип фундамента, ведь почва отличается своими характеристиками, пластичностью, степенью промерзания и способностью к мелким подвижкам.
Поэтому, с технической и строительной точки зрения, пучинистые грунты относятся к группе пластичных почв, они состоят с глинистых пластов, перемешанных с песком, и содержат мало каменистых вкраплений.

Само название таких грунтов означает, что во время промерзания они склонны к вертикальным подвижкам, иногда довольно сильным за счет замерзания грунтовых вод и их расширения. Соответственно, это процесс циклический, причем существует слабая, средняя и сильная степень пучинистости.

Понятно, что игнорировать особенности такого грунта при возведении фундаментов категорически не рекомендуется, поэтому и нужно несущие конструкции фундамента опускать ниже граничной зоны промерзания. Подбираются такие основания под каждый тип строения индивидуально, отличаются конструкцией, особенностями монтажа и несущими характеристиками.

Устройство фундамента на пучинистых грунтах


Схема устройства фундамента на пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод
Единственно правильное устройство оснований на глинистых почвах – это установка прочного тяжелого подножья ниже зоны промерзания на прочных слоях грунта. При этом устраняется воздействие нижних слоев на основание, но остаются небольшие боковые подвижки.

Поэтому, чтобы устранить практически все существующие воздействия на фундаменты, иногда приходится потратить много денег и времени, но при этом получится прочный надежный фундамент, способный выдержать даже сильные морозы.

Поэтому, все фундаменты на пучинистых грунтах отличаются своей конструкцией, способом монтажа и выбором строительных материалов. Существует три ключевых конструкции оснований, способных выдержать подвижки глинистых и песчаных почв с высоким уровнем грунтовых вод:

  • Заглубленный фундамент. Это дорогая с технической и монтажной точки зрения конструкция, где монолитная или блочная подошва устанавливается на глубине ниже зоны промерзания почвы на плотные грунты.
  • Мелкозаглубленное основание с увеличенной жесткостью на изгиб. Это специфический вид конструкции, часто применяется в промышленном и административном строительстве. Тут используются конструкции, которые могут независимо принимать неравномерные деформации основания и при этом сохранять целостность здания в целом.
  • Использование столбчатых фундаментов с незаглубленными или мелкозаглубленными ростверками. Практикуются при возведении небольших жилых и хозяйственных сооружений, отличаются практичностью и быстротой сооружения.
  • Теплоизоляционные фундаменты мелкого заложения. Это вариант ростверковых оснований, только вокруг столбов и ростверка сооружается специальная зона утепления, которая нейтрализует воздействие промерзлой почвы на основу.



Пучение грунта и его виды

Пучение — способность почвы увеличивать свои объемы из-за заледенения находящейся в ней влаги. Чем большим количеством воды пропитан грунт, тем сильнее он расширяется при минусовых температурах. Изменения объема объясняются разной удельной плотностью двух материалов, которая у воды составляет 1000 кг/м2, а у льда — 910 кг/м2.
Важно: увеличивающий в объеме грунт не может расширяться вниз, поскольку там расположены глубинные, несжимаемые пласты почвы, он поднимается в верх и давит на фундамент, выталкивая его из земли.

Склонность почвы к пучению непосредственно зависит от ее структуры — крупнообломочные, гравелистые и песчаные грунты практически не впитывают воду и не подвергаются пучению, тогда как расширение глины, суглинка, черноземов и супесей, впитывающих воду как губка, максимально. Особенно сильно пучение проявляется после затяжных дождей, длившихся в осенний период. На фактическую величину пучения, помимо типа почвы, влияют два фактора:

  • Уровень глубина грунтовых вод;
  • Уровень промерзания грунта.

Важно: от уровня промерзания зависит, какой по толщине пласт почвы будет расширяться, от глубины грунтовых вод — сила пучения: если УГГВ высокий, то верхние шары почвы будут постоянно влажными, что приведет к увеличению их пучинистости.

Рис.: Виды воздействия пучения на фундамент

Выделяют два разных по прикладному характеру
вида пучения:

  • Вертикальное — действует снизу-вверх, выталкивая опорную часть фундамента. Вертикальное пучение проявляется, если подошва основания расположена в пласте промерзающего грунта, если она заглублена ниже уровня промерзания, вертикальные нагрузки на фундамент не действуют;
  • Касательное — выталкивание фундамента происходит в результате трения расширяемой почвы и стенок основания. Такие нагрузки значительно меньше чем вертикальные, однако если здание легкое (каркасный либо деревянный дом) и его вес не может уравновесить выталкивающие силы, проблемы возможны и без активных вертикальных нагрузок.

Важно: деструктивное влияние пучения на фундамент усугубляется тем, что весной, когда содержащийся в почве лед оттаивает, грунт уменьшается в объеме и дом проседает, часто неравномерно, что приводит к разрушению и деформации ответственных элементов здания.



Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых грунтах с заложением на глубину промерзания


Заглубленный фундамент
Такое основание часто практикуют при возведении небольших зданий, ведь имеет сразу ряд ключевых недостатков:

  • Слишком большая боковая поверхность способствует увеличению нагрузки на стены конструкции;
  • Слишком высокая стоимость установки, потому что нужно рыть глубокие траншеи и обезопасить стенки от обвала;
  • Дорогие строительные материалы;
  • Нужно проводить сложные расчеты уравновешивания сил пучения и массы самого здания.

Теплозащищеный мелко заглубленный утепленный фундамент

Заслуживают внимания, особенно в районах с суровой зимой, теплозащищенные мелко заглубленные фундаменты, использующие оба принципа компенсации морозного пучения грунта

— повышенную жесткость и утепление фундамента.

Теплоизоляция такого фундамента выполняется в облегченном варианте

, позволяющем лишь уменьшить глубину промерзания под подошвой фундамента, а следовательно, и силу пучения, действующую на фундамент.

Расчеты и практика показывают, что устройство только вертикального слоя теплоизоляции

на всю высоту фундамента и цоколя, от подошвы фундамента до наружных стен дома, способно
значительно сократить глубину промерзания
грунта под основанием фундамента.

Такая комбинация позволяет, с одной стороны, уменьшить размеры теплоизоляционной юбки фундамента, а с другой, облегчить конструкцию фундамента повышенной жесткости,

по сравнению с исходным вариантом без теплоизоляции.

Свайные и столбчатые основания

Такой фундамент на пучинистых почвах отличается практичностью и надежностью, ведь на него не воздействуют вертикальные подвижки грунта, а боковые устраняются за счет конструкции столбов.

Учитывая, что столбы и сваи уже производятся с учетом гидроизоляционных характеристик, грунтовая вода на них мало воздействует.

Также все они имеют ростверки – это сооружение, которое соединяет все столбы между собой и равномерно распределяет нагрузки на каждую опору отдельно.

В качестве свай используются уже готовые фабричные винтовые сваи, технологии ТИСЭ и буронабивные сваи.

Рекомендации

Чтобы возвести крепкий и надежный фундамент обратите внимание на такие нюнасы:

    из-за высокой подвижности грунтов рекомендуется использовать монолитные фундаменты вместо сборных конструкций; работы по возведению несущих конструкций проводятся в летний период времени до наступления холодов, в случае остановки строительства объект нуждается в консервации; сварка частей арматурного каркаса не рекомендуется, поскольку после нагревания металл становится более хрупким и на нем могут появиться трещины; для массивных зданий рекомендуется увеличить несущую способность основания, отдав предпочтение плите мелкого углубления; в случае применения незаглубенного ленточного фундамента необходимо сооружать несущие конструкции наподобие рамы, что позволит равномерно распределить сезонные нагрузки; для придания дополнительной жесткости конструкции ленточный фундамент можно комбинировать с буронабивными сваями; для утепления и гидроизоляции не рекомендовано использование дешевого пенопласта, имеющего гораздо меньший ресурс работоспособности; для утепления необходим выбор плотного пенопласта специальной марки ПСБ, предназначенной конкретно для утепления; гидроизоляция рубероидом производится путем его приклеивания внахлест на горячую мастику и дополнительного промазывания шовных соединений.
Читайте также  Фундамент из труб металлических своими руками

О том как избежать проблем с домом на пучинистых грунтах на видео:

Это может быть интересно!В статье по следующей ссылке читайте про фундамент для террасы к дому.

Преимущества свайно-ростверковых оснований

  • Сваи вкручиваются в грунт ниже глубины промерзания почвы до тех пор, пока не упрутся в прочную породу. Поэтому, вертикальные подвижки сведены к минимуму;
  • Форма свай круглая, почва будет «обтекать» их, не нанеся вреда;
  • При монтаже в скважины используются гидроизоляционные материалы (рубероид) и асбестовые трубы, которые предохраняют конструкцию от коррозии;
  • Их можно использовать на строительных площадках со сложным рельефом;
  • На возведение фундамента пойдет минимум строительных материалов и техники.

Расчет интенсивности пучения на участке

Расчет интенсивности пучения производится для проектирования сил устойчивости оснований и нейтрализации их воздействия. Определение этого показателя осуществляется по формуле:

Какой фундамент на пучинистых грунтах лучше строить?

Фундамент на пучинистых грунтах

Благодаря современным технологиям, которые применяются в возведении свайного фундамента, постройка зданий, учитывая при этом всем прочностные характеристики, выполняется в разы быстрее. Впрочем, вопрос о том, какой выбрать фундамент на пучинистых грунтах, все еще остается актуальным. Каждый отдельный вариант отличается, как преимуществами, так и своими недостатками. Впрочем, именно винтовые и железобетонные конструкции демонстрируют невероятную прочность и легко выдерживают оказываемые на них нагрузки.

Какой грунт относят к категории пучинистых? Пористые и содержащие много влаги. Весь процесс пучения начинается с того, что вода в почве замерзает. Вспоминаем школьную физику. Лед менее плотный, чем вода. Оттого занимает больший объем. Поэтому, чем больше влаги в почве, тем сильнее ее пучит. Представителями таких грунтов являются глина, суглинок, супесь. В них много пор. Вода через эти поры не просачивается, а задерживается. Один из объектов, где мы возводили фундамент на глине:

Компания Эндбери предполагает собственное производство металлических и железобетонных свай, поэтому о качестве составных материалов можно не волноваться. Пристальный контроль каждого отдельного этапа производства, а также использования лучших материалов, гарантирует исключительно лучший результат.

Особенности строительства на пучинистых грунтах

Пучинистые грунты – это почвенные массы, которые подвержены разрушением под воздействием низких температур. Разумеется, что это не может не оказывать разрушающее воздействие на будущие строения. Как правило, процессу разрушения в связи с низкими температурами подвержены рыхлые почвенные массы, в которых очень хорошо задерживается влага.

Перед началом строительства, необходимо исследователь почву и определить ее тип. Выделяют 5 типов почвы:

  • Непучинистые. Сюда относится гравий, крупный песок, галька, а также те почвы, которые отлично фильтруют воду;
  • Слабопучинистые. Наблюдаются на холмистых территориях, которые сильно увлажняются атмосферными осадками;
  • Среднепучинистые. Местность с большими склонами, где очень хорошо задерживается большой объем влаги;
  • Сильнопучинистые. Это заболоченная местность, где ситуация в разы усугубляется за счет воздействия грунтовых вод;
  • Очень пучинистые. Это почвенные массы с чрезмерной пластичностью, которые находятся в обводненном состоянии.

Расчет интенсивности пучения

Проектирование фундаментов на пучинистых грунтах начинается с подсчета интенсивности пучения почвенных масс на участке. Необходимые меры требуются для того, чтобы определить необходимую устойчивость основания, а также нейтрализовать разрушающее воздействие процесса пучения на основание и будущее строение.

Расчет осуществляется по следующей формуле – E = (H – h)/ h:

  • Е – показатель пучения;
  • Н – степень промерзания почвенных масс;
  • h – уровень, где начинается промерзание.

Необходимые расчеты следует провести два раза – летом и зимой.

Выбор фундамента с учетом пучения грунта

Для строительства на пучинистых территориях рассматривают следующие виды оснований:

  • Свайный – винтовой или ж/б. В данном случае крайне важно определить точную глубину промерзания. Стрежни устанавливаются ниже полученной отметки. Отлично подходит такое основание для возведения, как небольших строений, так и огромных промышленных объектов, которые могут располагаться, как на водянистых, так и на заболоченных участках;
  • Столбчатый фундамент. Применяется исключительно для легких и очень легких построек, преимущественно хозяйственного назначения. Как правило, используется для этих целей мелкозагубленный ленточный фундамент под пучинистые грунты. Для жилого строительства такой вариант не подходит;
  • Бетонный ленточный фундамент на пучинистых грунтах. Заглубляется ниже того уровня, где начинает промерзать грунт. Отличается небольшими затратами на возведение в сравнении с плитой. Применять его стоит очень осторожно. Крайне важно предварительно рассчитать абсолютно все возможные нагрузки. Только так удается исключить пучение грунта или снизить его до минимального уровня.

Винтовые и забивные сваи: какие лучше?

Основное преимущество свайных фундаментов заключается в том, что они позволяют возводить здания даже на той местности, где, казалось бы, сделать это просто невозможно. Конечно, незаглубенный ленточный фундамент на пучинистых грунтах или монолитный тип фундамента все еще востребован в строительстве, но ошибочно полагать, что здания на сваях менее устойчивы. К тому же, обустройство дома и даже огромного промышленного объекта, с использованием таких конструкций обойдется в разы дешевле. Плюс ко всему, выполнить все необходимые работы можно всего за один день.

Преимущества винтовых свай

Винтовые стержни выполнены в виде труб, которые производятся из стали. Имеют очень острый конус с лопастями, благодаря чему они могут легко ввинчиваться практически в любую почву. Исключением является только горная порода. Лопасти позволяют ускорить процесс сверления, а также способствуют уплотнению почвенных масс. Отличительная черта такого варианта – надежная фиксация элемента без дополнительных вмешательств. Возможно это благодаря тому, что в момент ввинчивания, никаких пустот вокруг установленных элементов не образовывается. Если доверить такую работу профессионалам, винтовые элементы продемонстрируют невероятную прочность.

К основным достоинствам винтовых свай можно отнести следующее:

  • Простой монтаж;
  • Доступная стоимость;
  • Большой эксплуатационный период свай. Если была выполнена качественная обработка свай с использованием специальных составов, которые защищают сталь от возникновения коррозии, винтовые стержни смогут прослужить до 100 лет;
  • Скорость монтажа. Достаточно одного дня, чтобы установить все необходимые элементы;
  • Не требуется остановка процесса постройки для выполнения дополнительных работ. При ввинчивании свай, никаких пустот вокруг этих элементов не образовывается, поэтому можно сразу приступать к следующему этапу строительства;
  • Выполнять работы можно в любое время года.

Преимущество забивных железобетонных свай

Железобетонные элементы способны создать очень прочную и надежную опору, которая защитит будущее строение от любых неприятностей. Устанавливаются железобетонные конструкции с помощью специальной техники, за счет чего они входят в почву без каких-либо трудностей. Отличительная особенность данного варианта заключается в том, что во время установки таких свай, поверхностный слой почвы не разрушается. Это значит, что тратить время и средства на вывоз строительного мусора не понадобится. Интересно, что одна такая свая способна выдержать колоссальные нагрузки – до 10 тонн веса. Благодаря этому, сомневаться в их прочности и выносливости не приходится.

К основным достоинствам таких свай можно отнести следующее:

  • Невероятная несущая способность. Она в разы выше, чем у винтовых свай, так как всего один элемент способен выдержать колоссальную нагрузку – до 10 тонн;
  • Здания, возведенные на ж/б сваях способы стоять столетия;
  • Фундамент под пучинистые грунты на данных сваях обходится в разы дешевле, чем заливка монолитного фундамента;
  • Если речь идет о небольшом строении, то возвести свайное поле можно буквально за один день;
  • Применять ж/б стержни можно на любых типах грунта. Исключение – горная порода;
  • Нет привязки к времени года. Возводить фундамент можно, как летом, так и зимой;
  • Ж/б сваи не подвержены воздействию коррозии;
  • Благодаря использованию специальной техники, такие сваи входят в поверхность, словно гвозди, а глубина достигает ниже отметки промерзания. Благодаря этому, в разы увеличивается устойчивость будущего строения.

Как снизить пучение грунта?

Когда строительство осуществляется на пучинистых грунтах, стоит рассматривать такой фундамент, для которого такой разрушающий процесс не будет представлять опасности. Впрочем, можно воспользоваться и альтернативным вариантом, а именно провести ряд особых мероприятий, которые будут направлены на снижение вспучивание грунта. К таким действиям можно отнести следующее:

  • Заменить грунт на песок крупной фракции. Это эффективный, но очень трудоемкий процесс. Требуется не только вырыть глубокий котлован, но и закупить большое количество подходящего грунта. В итоге все выльется в очень большие затраты;
  • Возвести ленточный фундамент ниже уровня промерзания грунта. Впрочем, процессы вспучивания все еще будут оказывать свое негативное воздействие, хоть в данном случае это будет наблюдаться только на боковые поверхности фундамента. Чтобы полностью исключить пагубное воздействие, потребуется хорошо утеплить основу дома. Разумеется, что это тоже повлечет за собой дополнительные расходы;
  • Организовать отвод воды от дома. Делается это методом оборудования дренажной системы. Чтобы сделать это, необходимо будет изготовить отмостки и ливневую канализацию. Как и в случае с двумя предыдущими вариантами, это тоже станет причиной дополнительных трат.

Как видим, мероприятия по предотвращению пучинистости грунта требуют дополнительных затрат, что в свою очередь и растянет период строительства. Именно поэтому, лучше всего воспользоваться таким фундаментом, для которого процессы промерзания грунта не будут играть никакой роли.

Компания «Эндбери» занимается производством и установкой надежных свай, которые идеально подойдут для каждого отдельного объекта. Клиентам предлагается лучшее качество изделий, а также их установка с учетом всех требований в самые сжатые сроки.

Заключение

Сегодня винтовые и железобетонные сваи считаются более надежным вариантом для создания прочного основания под будущее здание. Впрочем, выбирая из этих двух вариантов, большинство специалистов отдают свое предпочтение именно второму. Несмотря на то, что железобетонные сваи сопровождаются дополнительными расходами, в итоге они способы обеспечить большую несущую способность. С их помощью можно возводить не только небольшие строения, но и многоэтажные здания, которые оказывают на почву очень большую нагрузку. Именно по этой причине ж/б сваи применяются и для возведения больших промышленных объектов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: