Какой фундамент лучше под непучинистый грунт. Возведение столбчатых фундаментов на различных почвах: глине и пучинистых грунтах

Надёжным является фундамент, деформации которого (осадки, пучение) в течение всего срока эксплуатации не превышают значений, допустимых для конструкций дома.

Важнейшим условием надёжного устройства фундаментов в пучинистых грунтах является их устойчивость под действием касательных сил пучения. Деформации фундаментов должны быть равны нулю. Подошвы фундаментов не должны отрываться от основания, на которое они опираются. Это достижимо, когда нагрузки от дома равны или больше касательных сил пучения, возникающих по боковым граням заглублённых в грунт фундаментов (рис. 1).

Рис. 1. Условие надёжного устройства фундаментов в пучинистых грунтах: а — надежно устроенный фундамент; б — ненадёжно устроенный фундамент; gd — нагрузка от дома; τf — касательные силы пучения; df — расчётная глубина промерзания; hfr -величина пучения грунта; hfф — величина деформации пучения фундамента; 1 — фундамент; 2 — зазор (полость).

В действующих Строительных Нормах по проектированию оснований зданий и сооружений принято правило, по которому глубина заложения фундаментов в непучинистых грунтах назначается конструктивно независимо от глубины промерзания, в средне- и сильнопучинистых грунтах — должна быть не менее расчётной глубины промерзания, а в слабопучинистых грунтах глубина заложения фундаментов должна составлять не менее половины расчётной глубины промерзания (табл. 2, СНиП 2.02.01-83*).

При таком заглублении большие нормальные силы пучения, которые могли бы действовать на подошву фундаментов, в средне- и сильнопучинистых грунтах исключаются, а в слабопучинистых грунтах снижаются до незначительных величин. Касательные же силы пучения, действующие по боковой поверхности заглубленных фундаментов, должны быть задавлены весом сооружения .

Это условие, как правило, выполнимо для тяжёлых объектов в промышленном, гражданском и многоэтажном жилищном строительстве. В малоэтажном же строительстве это условие не выполняется. Как показывает практика, нагрузки от малоэтажного дома в большинстве случаев значительно меньше касательных сил пучения.

Требование заложения фундаментов ниже расчётной глубины промерзания было введено в практику строительства в период, когда объёмы малоэтажного строительства с небольшими нагрузками на фундаменты были незначительными и не входили в номенклатуру важнейших объектов пятилеток. Поэтому для таких сооружений (без изменения общего правила заглубления) Нормами предусмотрен комплекс мероприятий, позволяющих обеспечить в пучинистых грунтах требования расчёта по устойчивости малонагруженных фундаментов.

«Кроме возможности изменения глубины заложения фундаментов, следует рассмотреть необходимость применения мероприятий, уменьшающих силы и деформации морозного пучения, а также глубину промерзания» (п. 14.8., СНиП 2.02.01-83*).

Сюда можно отнести:

• введение дополнительных связей, ограничивающих перемещение фундаментов;
• применение других типов фундаментов;
• мероприятия, направленные на преобразование строительных свойств грунтов: уплотнение, полная или частичная замена грунтов с неудовлетворительными свойствами подушками из песка, гравия, щебня и т.п.;
• устройство насыпей;
• закрепление грунтов;
• введение в грунт специальных добавок (засоление, пропитка нефтепродуктами).

Все мероприятия по снижению или исключению деформаций, сил морозного пучения и глубины промерзания можно разделить на конструктивные, инженерно-мелиоративные, физико-химические и теплозащитные.Остановимся подробнее на важнейших из них.

Конструктивные мероприятия

1. При устройстве заглублённых фундаментов под сооружения с большими нагрузками, превышающими суммарные касательные силы пучения, возможно применение как сборных, так и монолитных конструкций.

При устройстве заглублённых фундаментов под малоэтажные дома с нагрузками, меньшими касательных сил пучения, при применении сборных фундаментов по мере промерзания грунта возможен последовательный отрыв верхних блоков от нижних. В пространство между блоками может попадать грунт обратной засыпки (рис. 2), что приводит к образованию и накоплению остаточных деформаций пучения. В этом случае необходим переход на вариант монолитных железобетонных фундаментов.

Рис. 2. Возможные деформации в пучинистых грунтах сборных фундаментов: gd — нагрузка от дома; τf — касательные силы пучения на границе «грунт — обратная засыпка»; τfр — касательные силы пучения на границе «обратная засыпка — фундамент»; df — расчётная глубина промерзания; dfi — текущая глубина промерзания; 1- фундаментный блок; 2 — зазор (полость); 3 — грунт обратной засыпки.

2. Под тяжёлыми объектами засыпка пазух траншей и котлованов после изготовления фундаментов возможна местным пучинистым грунтом. Под малоэтажными домами засыпка пазух непучинистым крупным или средней крупности песком позволяет снизить величину касательных сил пучения (рис. За).

Рис. 3. Засыпка пазух траншей и котлованов песком: а — ширина пазух, принятая из технологических условий производства работ; б — расчётная ширина пазух, принятая из условия устойчивости фундаментов; gd — нагрузка от дома; τf — касательные силы пучения на границе «грунт — обратная засыпка»; τfp — касательные силы пучения на границе «обратная засыпка — фундамент»; df — расчётная глубина промерзания; 1 — фундамент; 2 — пазуха, заполняемая песком.

Если ширина траншей или размеры котлованов, принятые из технологических соображений, недостаточны при засыпке пазух песком для обеспечения устойчивости фундаментов, можно увеличить их размеры в плане. Чем шире пазухи обратной засыпки непучинистым грунтом, тем меньше касательные силы пучения, действующие на границе с фундаментами (рис. 3б ).

При некоторой ширине траншей остающиеся между фундаментами целики неразработанного грунта могут быть настолько малы, что становится целесообразной разработка котлована под всем домом с заменой пучинистого грунта на непучинистый.

3. При значительных объёмах земляных работ более рациональным может оказаться решение об изменении глубины заложения фундаментов. Например, заложение фундаментов на такую глубину, при которой силы трения непромерзающего грунта совместно с нагрузкой от дома превышают касательные силы пучения (рис. 4а ). Правда, при таком варианте существенно возрастает расход железобетона.

Рис. 4. Варианты заглубления фундаментов: а — значительно ниже глубины промерзания; б — выше глубины промерзания; gd -нагрузка от дома; τf~ касательные силы пучения на границе «грунт — обратная засыпка»; τfр — касательные силы пучения на границе «обратная засыпка — фундамент»; τr — касательные силы трения талого грунта; df — расчётная глубина промерзания; 1 — фундамент; 2 — пазуха, заполняемая песком; 3 — пазуха, засыпаемая местным грунтом или песком; 4 — противопучинная песчаная подушка.

Значительно меньший расход железобетона достигается при заложении подошвы фундаментов выше расчётной глубины промерзания — при устройстве мелкозаглублённых фундаментов. В этом случае принимают такое заглубление, при котором касательные силы пучения не превышают нагрузок от дома (рис. 4б ).
4. Более экономичное решение, чем заглубление фундаментов в талый грунт, может быть получено при увеличении поперечного сечения в нижней части фундамента (рис. 5а,б ), размещаемого ниже глубины промерзания. В этом случае уширенная часть работает как анкер, препятствующий перемещению фундамента под действием касательных сил пучения.

Рис. 5. Анкерное устройство фундаментов: а — ленточный или столбчатый фундамент; б — буровая опора; df — расчётная глубина промерзания; dfmax- максимальная глубина промерзания, зафиксированная за время наблюдений; τf — касательные силы пучения на границе «грунт — обратная засыпка» или «грунт — буровая опора»; τfp — касательные силы пучения на границе «обратная засыпка — фундамент»; σ — реактивное давление промерзающего пучинистого грунта; 1 — столбчатый или ленточный фундамент; 2 — буровая опора.

Реактивное давление пучинистого грунта на анкер способствует устойчивости фундамента. При таком решении, также как и при заглублении в талый грунт, необходимо усиленное армирование фундаментов на разрыв, так как бетон имеет низкое сопротивление растягивающим усилиям.
Для обеспечения надёжного устройства таких фундаментов на весь срок эксплуатации дома заглубление анкерной части рекомендуется выполнять ниже максимально зафиксированной глубины промерзания в регионе строительства.
5. В процессе расчёта фундаментов на устойчивость может возникнуть необходимость перехода на другие типы фундаментов: вместо ленточных заглублённых использовать столбчатые заглублённые; вместо столбчатых заглублённых — мелкозаглублённые ленточные или столбчатые; взамен буровых опор — столбчатые в котлованах; вместо буровых цилиндрических опор — буровые с уширением и др.
6. Для снижения неравномерных деформаций пучения при применении мелкозаглублённых столбчатых фундаментов могут быть предусмотрены мероприятия по повышению прочности и пространственной жёсткости надфундаментных конструкций. Это может быть устройство железобетонных поясов жёсткости в уровне перекрытий, армирование кладки (кирпичной и из других штучных материалов) стен, устройство монолитных перекрытий. При применении ленточных мелкозаглублённых фундаментов возможно устройство монолитных железобетонных цоколей в единой конструкции с фундаментами.

Инженерно-мелиоративные мероприятия

1. Повышение общего уровня строительной площадки путём устройства отсыпки из непучинистого грунта (крупного или средней крупности песка) позволяет уменьшить глубину промерзания пучинистого основания. При этом степень пучинистости грунтов строительной площадки понижается. Подобное мероприятие особенно целесообразно при высоком уровне грунтовых вод.
2. С целью снижения степени пучинистости грунтов строительной площадки путём понижения уровня грунтовых вод может быть устроен глубинный дренаж. Однако это достаточно дорогое мероприятие в бесподвальных домах может быть малоэффективным. Например, при снижении уровня грунтовых вод с глубины 1 м от поверхности до 2 м в суглинках и глинах степень их пучинистости изменяется мало.
В домах с цокольным этажом или техническим подпольем устройство глубинного дренажа, как правило, необходимо выполнять с несколько иной целью — устранения возможности подтопления заглублённых помещений грунтовыми водами.
3. Можно достигнуть снижения пучинистости грунтов за счёт снижения их пористости уплотнением тяжёлыми трамбовками. Вытрамбовывание и выштамповывание траншей и котлованов под фундаменты малоэтажных домов применялось в экспериментальном порядке в 90-е годы в централизованном сельском строительстве. Однако в индивидуальном строительстве этот способ не получил распространения из-за высокой трудоёмкости и стоимости, а также из-за необходимости иметь мощные механизмы и оборудование, которые достаточно быстро выходят из строя.

Физико-химические мероприятия

1. Нормы предлагают мероприятия по снижению пучинистости грунтов введением в грунт специальных добавок. Засоление грунтов позволяет понижать температуру их замерзания. Пропитка слоя грунта нефтепродуктами существенно снижает его смерзание.
2 . Для снижения смерзания пучинистых грунтов с фундаментами предлагается обмазка боковых поверхностей, находящихся в грунте, консистентными смазками или покрытие их полимерной плёнкой.
3. Существуют технологии связывания пучинистых грунтов различными способами: химическим, электрохимическим, буро-смесительным и др.

Теплозащитные мероприятия

Возможно полное или частичное исключение промерзания пучинистого грунта с боковой поверхностью заглублённых фундаментов при закладке вокруг них в грунт утеплителей. В сезонно отапливаемых домах утеплитель закладывают с двух сторон фундаментов, а в регулярно отапливаемых домах — только с внешней стороны (рис. 6).

Рис. 6. Применение утеплителей для исключения промерзания пучинистого грунта: а — в сезонно отапливаемом доме; б — в регулярно отапливаемом доме в зимний период; 1 — фундамент; 2 — утеплитель.

Следует использовать утеплители, которые не поглощают воду. Для этого годятся, в первую очередь, утеплители, изготавливаемые на основе экструдированного пенополистирола, например, «Пеноплэкс», Styrofoam, Styrodur, Primap1ех, Тер1ех, Теплоизоплит и др.

1 . Прежде всего обратим внимание, что необходимость применения многих мероприятий по обеспечению устойчивости заглублённых малонагруженных фундаментов в пучинистых грунтах возникает из-за отсутствия основного условия, на котором основано правило заглубления, — касательные силы пучения не задавливаются нагрузками от малоэтажного дома. Нагрузки от дома в средне- и сильнопучинистых грунтах в подавляющем большинстве случаев значительно меньше касательных сил пучения. Поэтому предлагаемые мероприятия представляются как спасательные меры при устройстве заглублённых малонагруженных фундаментов.
Можно согласиться с применением предложенных мер в виде исключения при небольших объёмах малоэтажного строительства. Однако при массовом строительстве малоэтажных домов проектирование фундаментов с применением спасательных мер противоречит логике строительного искусства.
2. Такие мероприятия, как заглубление фундаментов значительно ниже расчётной глубины промерзания, устройство анкерного уширения ниже глубины промерзания, замена всего пучинистого грунта на непучинистый, закладка утеплителей в грунт и др., ведут к существенному удорожанию строительства.
3. Мероприятия, связанные с засолением грунтов, пропиткой их нефтепродуктами, с покрытием поверхности фундаментов консистентными смазками, были предложены во времена, когда вопросы экологии не стояли так остро, как в настоящее время, и поэтому не принимались во внимание. Следует признать такие мероприятия вредными для окружающей среды и непригодными для применения в малоэтажном строительстве.
4 . Ряд мероприятий: вытрамбовывание и выштамповывание траншей и котлованов, укрепление грунтов введением связывающих добавок, устройство глубинного дренажа под бесподвальными домами не нашли применения в практике строительства малоэтажных домов из-за их малой эффективности, нетехнологичности или отсутствия соответствующих механизмов и оборудования.
5. Всё же использование ряда мероприятий позволяет обеспечить устойчивость и, следовательно, надёжность фундаментов под малоэтажными домами, но это достигается значительным удорожанием строительства.
6. Применение в пучинистых грунтах заглублённых фундаментов при превышении касательных сил пучения над нагрузками от дома только усложняет и удорожает решение задачи по устройству надёжных фундаментов.
Наиболее перспективными по надёжности и экономичности возведения под бесподвальными малоэтажными домами в пучинистых грунтах являются монолитные железобетонные мелкозаглублённые фундаменты, устраиваемые на противопучинной песчаной подушке. Небольшие нагрузки от малоэтажного дома позволяют опирать фундаменты на грунты, находящиеся близко к поверхности. Можно применять незаглублённые и мелкозаглублённые фундаменты. В этом случае потребность во многих мероприятиях просто отпадает, а необходимые — проводят в гораздо меньших объёмах.
7. При заглублении фундаментов ниже расчётной глубины промерзания допустимы только деформации осадок. Деформации пучения не допускаются. При применении же мелкозаглублённых фундаментов допускаются как деформации осадок, так и в ограниченных размерах деформации пучения. Абсолютные значения деформаций для деревянных домов составляют 5,0 см, для деформации равны 0,002 и 0,0005 соответственно.
8. Надёжность мелкозаглубленных фундаментов при выбранной глубине заложения обеспечивают:

• расчётом необходимой площади опорной части с учётом нагрузок от дома и расчётного сопротивления грунтов;
• расчётом из условия устойчивости необходимой ширины траншей и котлованов, пазухи которых засыпают непучинистым грунтом — в зависимости от нагрузок от дома, выбранной глубины заложения и степени пучинистости грунтов;
• расчётом по допустимым деформациям пучения толщины противопучинной нагрузки.

В домах с цокольным этажом устойчивости заглублённых конструкций в пучинистых грунтах достигают устройством расчётной ширины пазух, засыпаемых непучинистым грунтом, при изготовлении монолитных железобетонных стен.
9. В 2005 году в развитие СНиП вышел Свод Правил (СП 50-101-2004), в котором изложены основные положения по проектированию мелкозаглублённых фундаментов на пучинистых грунтах в малоэтажном строительстве. Данные табл. 2 СНиП 2.02.01-83* не пригодны для применения при выборе глубины заложения фундаментов под малоэтажные дома в пучинистых грунтах.

Л. Гинзбург, кандидат технических наук Журнал Советы профессионалов №2/2010

При возведении фундамента на пучинистом грунте, необходимо учитывать постоянные и временные воздействия на почву. В зимний период почва влияет на грунт с удвоенной силой, а связано это с пучением. Современные технологии позволяют обойти пучение, и возвести надёжное основание.

Пучение грунта — это увеличение объема почвы при переходе из талого состояния в мерзлое и резкое уменьшение объема при таянии мерзлой почвы. Пучение зависит от состава грунта, уровня грунтовых вод и пористости почвы. При замерзании вода в почве увеличивается на 10-14 %, грунт пучинится и может поднять здание.

К пучинистым грунтам относят мелкие и пылеватые пески, все виды мягкопластичных почв (супеси, суглинки). Уровень грунтовых вод открыто влияет на пучинистость почвы. Если вода находится ближе к поверхности, то воздействие пучинистых сил на строение в 2-3 раза сильнее. Чем мельче структура почвы, тем быстрее грунт станет влажным.

Фундамент, заложенный на уровне промерзания грунта, может сильно пострадать. Даже при значительном весе постройки, она может подняться при пучении почвы. В момент оттаивания почвы грунт опускается, и конструкция неравномерно проседает. Стены начинают перекашиваться, а через 5-7 лет основа фундамента придет в полное несоответствие строительным нормам.

Способы борьбы с пучением грунта

1. Замена пучинистого грунта. Данный способ самый эффективный. При заложении фундамента грунт на глубину 50-70 см убирается, а на его место засыпают щебень и песчаную подушку.
2. Удаление влаги с почвы. Для ограждения грунта от обильных осадков по всему периметру фундамента конструируют отмостку. Ширина отмостки должна быть шире обратной засыпки, чтобы вода не проникала под фундамент.
3. Утепление грунта. Для борьбы с пучением можно утеплить грунт возле фундамента. Если грунт промерзает на 1,5 метра, то и утепляют полосой шириной 1,5 метра вокруг периметра дома.

При возведении фундамента на пучинистой почве учитывайте изменение грунтовых вод в разные сезоны. В различных регионах вода поднимается на разную высоту.

Варианты заложения фундамента на пучинистом грунте

При выборе фундамента необходимо учитывать силы воздействия грунта, рассчитать массу здания, чтобы фундамент не треснул.

1. Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых почвах используют редко. Глубина закладки такого фундамента не должна быть выше 1,5 метра, иначе силы пучения будут напрямую действовать на основу. Данный тип фундамента закладывают под тяжёлыми каменными и кирпичными домами. Если строение предполагает использование бетонных блоков и дерева, то заглубленный ленточный фундамент на пучинистой почве может повести себя непредсказуемо, например, поднятие здания и перекашивание стен.
2. Мелкозаглубленный ленточный фундамент широко применяется на пучинистых почвах, так как закладывается выше глубины промерзания. Данный тип подходит для домов из бруса, бревна и бетонных блоков. Монтирование такого фундамента производят в промерзающем слое грунта. Этот фундамент отличается высокой надежностью и прочностью для зданий с небольшим весом.
3. Свайных фундамент на пучинистом грунте применяют, если глубина промерзания почвы не более 1,5 метра, и используется каркасный тип остова. Величина свай составляет от 3 до 4 метров. Такой фундамент является устойчивым основанием, но для его закладки потребуется специальная техника. В частном строительстве используют винтовые сваи, которые вкручиваются в грунт.
4. Столбчатый фундамент оптимален для пучинистого грунта. Его простота закладки и экономичность являются главными критериями выбора. Закладывают столбчатый фундамент в промерзающем слое грунта, используя столбы. Расстояние между столбами не должно превышать 2 метров.

Фундамент нельзя оставлять на простой, его сразу нагружают, распределяя нагрузку на опоры вертикально, используя уровень. Укладывают столбы на стяжку из песка и цемента.

Используя в качестве столбов железобетонные конструкции можно производить закладку основания на грунт:

• с высоким уровнем влаги;
• сырой и сильно увлажненный;
• заболоченный.

Осадка фундамента

Осаждению здания может способствовать неравномерное распределение нагрузки на основание. Если в одной части дома глухие стены, а в другой только арочные, то вес давит на фундамент с разной силой, в основании появляются трещины, а конструкция перекашивается.

Некоторые особенности возведения здания также влияют на осадку. Часть дома, выстроенная летом, просядет меньше части, достроенной зимой. Чтобы избежать неравномерной осадки, здание лучше строить в одно время года, или зимой использовать легкие виды материалов.

Строительство на пучинистом грунте — процесс сложный, не допускающий ошибок. Соблюдение мер по защите от действия пучинистых сил сохранит здание от разрушения и перекашивания конструкции.

Строительство фундамента на пучинистых грунтах дело очень не простое. Здесь необходимо учесть силы воздействия, рассчитать нагрузку и массы, чтобы фундамент стал надежной опорой для того типа сооружение, которое вы планируете возводить. Итак, начнем с определения.

Пучинистым грунтом называется грунт, подверженный морозному пучению. Вычисляется величина пучения по формуле:

E = (H – h) / h,

где E – степень пучинистости, h – высота грунта до замерзания, H – высота замерзшего вспучившегося грунта.

Таким образом, можно определить величину изменения объема грунта при промерзании. Пучинистыми являются грунты, степень пучинистости которых больше 0,01 (при промерзании на 1 метр, грунт увеличивается в объеме на 1 см).

Сам процесс пучения грунта происходит по причине замерзания влаги в грунте, а, как известно, лед расширяется, тем самым расширяя объем грунта. Поэтому понятие пучинистости грунта полностью определяется наличием в грунте воды. Чем больше воды, тем больше грунт вспучивается. Пучинистыми являются все глинистые грунты, суглинки и супеси. Глинистые грунты имеют много пор, удерживающих влагу, поэтому чем больше глины в грунте, тем более пучинистым является грунт.

Этапы работ

Следует помнить, что силы пучения велики и могут поднимать целые здания, поэтому строительство сооружений на пучинистых грунтах должно происходить только с принятием мер против пучения.

Рассмотрим способы противодействия пучинистым грунтам:

1. Самым радикальным методом является замена пучинистого грунта на непучинистый. Для этого роют большой котлован, глубиной большей уровня промерзания. Пучинистый грунт убирают, а вместо него засыпают утрамбованный песок, являющийся замечательным основанием для фундамента, потому что песок имеет высокую несущую способность и не удерживает в себе влагу. Такой способ является наиболее надежным, но и подразумевает очень серьезные затраты, потому что включает большой объем земельных работ.
2. Вторым способом противодействия пучинистости является строительство фундамента , закладываемого на глубину ниже промерзания грунта. В этом случае фундамент избавляется от воздействий пучинистости на основании фундамента. На стены же фундамента силы пучинистости по-прежнему будут воздействовать. Хотя данное воздействие и будет на порядок меньше, но и оно может вызвать существенные проблемы. При примерзании к стенам фундамента, грунт будет тащить его за собой вверх/вниз с силами, достигающими 5 тонн на 1 м 2 . Прикинем силу воздействия на дом 6 на 6 метров и с глубиной ленточного фундамента 1,5 метра. Таким образом площадь боковой поверхности составляет 36 м 2 . Силы воздействия пучинистого грунта могут достигать до 180 тонн, чего будет достаточно, чтобы поднять деревянный дом. Поэтому данный метод походит при строительстве тяжелых железобетонных и кирпичных домов .
3. Третьим способом борьбы с пучинистыми грунтами является утепление . Данный способ наилучшим образом подходит для строительства легких малозаглубленных домов. Укладывая на грунт возле дома утеплитель, можно добиться, чтобы этот грунт никогда не замерзал. Ширина утеплителя в данном случае должна соответствовать глубине промерзания. Таким образом, если грунт промерзает на глубину 1,5 метра, то нужно укладывать утеплитель шириной также в 1,5 вокруг дома. Толщину утеплителя необходимо подбирать индивидуально.
4. И еще одним способом строительства фундамента на пучинистых грунтах является отвод воды. Если не будет воды, значит, не будет и пучения. Для реализации отвода воды создают дренажную систему, а именно роют канаву в полуметре от фундамента, глубиной равной уровню заложения фундамента. В эту канаву под небольшим углом укладывают перфорированную трубу, завернутую в фильтрующую ткань. После чего трубу засыпают гравием или крупным песком. Таким образом, вода, образующаяся в грунте, будет просачиваться в трубу через ее отверстия, и далее выводиться по трубе в более низкую область или специально приготовленный для этих целей колодец.

После реализации представленных здесь способов, фундамент будет служить вам верой и правдой долгие годы.

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.

Одна из непростых задач, с которыми сталкиваются владельцы загородных домов и дачных участков, – постройка забора в условиях влажных грунтов, подверженных так называемой морозной пучинистости. Нередко это становится настоящей проблемой: в холода напитанный влагой грунт увеличивается в объеме и выталкивает наверх вбитые опоры и залитые фундаменты. Сила природного «домкрата» иногда такова, что сталь профлиста рвется, как бумага, а кирпичные заборы на капитальных идут трещинами.

Земли, в той или иной степени подверженные морозной пучинистости, встречаются во многих регионах, так что пользователи накопили солидный опыт борьбы с этим врагом оград и фундаментов. Попробуем суммировать его и разобраться в достоинствах и недостатках различных вариантов постройки ограды на пучинистых грунтах.

Mfcn, Москва:

– Если землю пучит, то никакой собственный вес забора не может этому воспрепятствовать. Даже малые диаметры столбов не помогут, так как касательные напряжения при морозном пучении будут все равно его корежить.

Опытные форумчане предупреждают: универсальных решений, увы, не существует. Бездумно воспользовавшись чужим удачным примером или советом «бывалого», владелец новенького забора может в первую же зиму получить неприятный сюрприз в виде приподнявшихся или покосившихся столбов. Поэтому нужно начинать только после того, как вы определитесь с типом грунта и просчитаете возможные риски. Не помешает и информация о том, как ведут себя ранее соседей. Но здесь нужно быть осторожным: параметры, влияющие на степень пучинистости грунта, могут различаться даже на прилегающих участках.

Для самостоятельного определения степени пучинистости нужно знать глубину залегания уровня грунтовых вод (УГВ) и глубину промерзания грунта. Вычитаем из УГВ глубину промерзания и получаем уровень грунтовых ниже глубины промерзания (значение Z в таблице). Сравниваем с табличным значением в столбце вашего грунта. Получили 1,2 м в глинистом грунте – показатель Z<1,5, то есть грунт сильнопучинистый с высокой относительной деформацией >0,07 (7%). Столбы в таком грунте при неправильной установке может поднимать больше, чем на десяток сантиметров каждую зиму.

В расчетах следует использовать предзимний уровень грунтовых вод (замеряется не раньше августа), но для перестраховки пучинистость лучше определять по максимальному сезонному УГВ, советует форумчанин al185 . Нужно также понимать, что такой самостоятельный расчет будет приблизительным и, чтобы сильно не ошибиться, исходить из «худших» показателей.

Один из распространенных вариантов борьбы с морозным пучением – заглубление столбов забора ниже глубины промерзания. Таким образом на пятку столба снизу не будет давить промерзший расширяющийся грунт.

Однако кардинально проблему это не решает: при сезонном промерзании грунта значительны боковые силы пучения, которые давят на столб по касательной. Простым бетонированием делу тоже не помочь, оно только увеличит площадь приложения сил, и столб будет выдавливаться вместе с бетонной «юбкой». Чтобы снизить касательное пучение, некоторые форумчане бетонируют столбы, помещая их в гильзу из рубероида или пластиковых труб. Под пятку столба насыпают дренажную подушку из щебня, которая должна быть обязательно ниже промерзания. Вот как поступил пользователь форума welser:

– На метр в лунку 0,25 в диаметре ставил рубашку из рубероида, насыпал внутрь 1,5 ведра гравия, вставил столб (70-ка, профилированная труба), залил бетоном до края рубероидной рубашки. Все стоит, никакого пучения.

Многие, однако, считают заливку бетоном даже глубоко заглубленных столбов на пучинистых грунтах излишне рискованным, а также затратным и трудоемким вариантом. И предпочитают вместо этого забутовку столбов неподверженными пучению материалами – песчано-гравийной смесью, щебнем, крупным песком.

Игорь Коханов:

– Копал ямы на 1,5метра, туда столбы – и щебнем вперемешку с песком трамбовал. Раньше забетонированными столбами был волной. Новый забор зиму пережил и стоит после оттаивания грунта, как струна. Почвы у нас очень пучинистые.

Как укрепить покосившиеся столбы забора.

При забутовке форумчане также часто применяют гильзы из рубероида и геотекстиля – для укрепления и изоляции засыпки от грунта. Лучший вариант, считает пользователь SidorD , если между гильзой и стенкой ямы будет тот же песчано-гравийный слой. Многие участники FORUMHOUSE поддерживают его в этом убеждении.

– Со временем любая гладкая поверхность заилится и все-таки войдет в контакт с грунтом. Прослойка из непучинистых материалов решает проблему, она не дает грунту при пучении тянуть за собой столб: у сыпучих материалов низкое сцепление между слоями, т. е. по краям гильзы грунт поднимается, а в центре, где стоит столб, остается на месте.

Плюс такого способа еще и в том, что, если из-за неверных расчетов все же «покосит», исправить ситуацию будет проще, чем в случае с бетонированными столбами. Однако многих смущает, что без бетонирования может получиться не слишком устойчивым. Опыт форумчан показывает, что качественная, слой за слоем, с проливкой водой, трамбовка засыпки из смеси песка и щебня обеспечивает вокруг столба монолитную массу без пустот, и столб в ней будет держаться жестко, даже в сильный, порывистый ветер. Опять же, слегка покосившуюся опору можно в считанные минуты поправить и укрепить с помощью лома и ведра щебня.

Пользователь Groundworkturf советует для минимизации сильных нагрузок ветра укреплять забутованные столбы дополнительно бетонными «шляпками». Даже забор из профнастила при сильном ветре будет устойчивее.

Groundworkturf:

– Перед сверлением отверстий под столбы выкапываете квадратный котлован 0,4х0,4 м глубиной 30 см (до суглинка), затем по центру отверстие под столб; устанавливаете его, бутите щебнем до суглинка. Застилаете квадратный котлован геотекстилем и засыпаете тем же щебнем с трамбовкой 20 см. Устанавливаете опалубку по периметру котлована и заливаете плиту высотой 15 см.

Менее популярный по причине более высокой стоимости и трудоемкости способ – применение в качестве опор винтовых свай с лопастями на конце, выполняющими функцию анкера. Винтовые сваи для укрепления также должны заглубляться ниже уровня промерзания грунта, иначе зимой их тоже может «выдавить».

Как укрепить столбы забора в грунте.

Вышеприведенные способы хороши для относительно легких заборов из профнастила или дерева. Однако варианты с заглублением столбов ниже глубины промерзания грунта подходят далеко не всем и не всегда. В некоторых регионах глубина промерзания может доходить до двух метров – бурить выходит долго и хлопотно, это действительно тяжелая работа.

Стоит рассмотреть вариант постройки забора на незаглубленных опорах. Надежный, но, увы, трудозатратный и дорогостоящий способ – строительство ленточного или комбинированного фундамента на рассчитанной подушке из непучинистых материалов, с усилением армированием, и отмосткой, защищающей от дождевой и талой воды.

Groundworkturf:

– Сделать выемку грунта до глины на ширину, вдвое превышающую ленту фундамента. Постелить геотекстиль с отбортовкой, сделать отсыпку с трамбовкой 10 см песок и 30 см щебень. Затем отлить ленту с установленными стойками забора.

Пользователь al185 посчитал, что для его среднепучинистого грунта практичнее делать ограду на незаглубленных опорах (бетонных подошвах) с дополнительным утеплением. По его словам, между закопанным в пучинистый грунт столбом и подошвой есть принципиальная разница: подошва каждый год садится на место, а выпирание столба с каждым годом накапливается. Утепление же особенно важно на столбах ворот – этот участок зимой очищается от снега, а потому меньше защищен от промерзания.

Как сделать укрепление земли для забора.

Для изготовления подошв под линейные столбы забора форумчанин на выровненное основание ставил опалубку из доски 100 мм. В нее устанавливал по отвесу трубу на упорах. Заливал слой бетона в 3 см, укладывал несколько перекрестных прутков 4 мм и доливал бетоном доверху.

– Под ворота залита ж/б площадка 4х1х0,1м с асбоцементными трубами, обложенными плитняком. Под ней – 100 мм пенопласта ПСБ-25. столбы из асботруб залиты в ромбические подошвы 1х0,5х0,1м, заглубленные на 15 см. Смысла в пенопласте под линейными столбами не вижу, под снегом пучение не превышает 1-2 см. Сам забор – горизонтальные доски 25х150 внахлест. 80 м забора отстояли две зимы и две весны со шквалами. Заборы у соседей на каменных цоколях кривые.

Если в результате неверных расчетов или ошибочно выбранной технологии забор все же повело, проблему можно попробовать решить утеплением фундамента или опор, считает пользователь Val7676. По его мнению, это делается быстрее и выйдет и проще окапывания каждого столба забора и замены грунта вокруг него на непучинистый.

Val7676:

– С заборами, возле которых никто не ходит и не чистит снег, проблем почти не возникает. Мероприятия по утеплению – компенсатор недостатка снега в воротах и калитках (т.е. где его нет), дабы там выровнять промерзание грунта со столбами, находящимися под снегом. Столбы могут быть установлены и с засыпкой, и в бетон, и другими способами.

Форумчане делятся пытом строительства и установки столбов и фундаментов для различных . Читайте наше обсуждение заборов на и способов борьбы с морозной пучинистостью. Посмотрите видео об опыте постройки фундаментов на