Особенности строительства на пучинистых грунтах

Особенности устройства фундамента на пучинистом грунте

Пучинистая почва является не безупречным вариантом для строительства того или иного здания. Дело в том, что для возведения какого-либо сооружения на таком участке понадобится решить ряд задач.

Способы решения проблем с пучением почвы

Первый вариант заключается в замене пучинистой почвы на песок до уровня промерзания. Этот метод признан самым эффективным. Единственный недостаток – высокая стоимость

В связи с этим специалисты рекомендуют акцентировать свое внимание на втором варианте

Он предусматривает использование заглубленных фундаментов, который закладываются ниже линии промерзания почвы. К таким конструкциям относятся столбчатые и свайные фундаменты. Конечно, их сооружения не всегда являются финансово выгодными.

Мелкозаглубленные и незаглубленные фундаменты

Как уже было сказано, для возведения дома или другого здания на пучинистых грунтах используют определенные типы основания. Оптимальным вариантом здесь станет сооружение мелкозаглубленного или незаглубленного фундамента. Такие конструкции легко противостоят пучению грунта, которое возникает в зимний период. Особой популярностью здесь пользуется мелкозаглубленный ленточный фундамент. С его помощью можно создать надежное и долговечное основание для будущего дома. Он отличается простотой возведения и довольно невысокой ценой.

Неплохим вариантом является и устройство мелкозаглубленного ленточного основания. Оно обладает довольно высокой прочностью и обеспечивает устойчивость строения. Такая конструкция хорошо противостоит пучению, что позволяет исключить опасные для строения усадки. Основание представляет собой монолитную конструкцию из железобетона, которая располагается на небольшой глубине.

Когда фундамент будет сооружен, приступают к устройству дренажной системы, с помощью которой будет осуществляться отвод влаги от строения. При заливке бетона не стоит забывать об устройстве армированного пояса, а также использовании вибраторов. Это позволит качественно провести бетонные работы и в результате соорудить надежное основания для дома.

ЛМЗФ

Конструкция представляет собой замкнутую ленту из бетона и пояса, который состоит из армированных металлических прутьев. Возведение фундамента выполняется по определенной схеме. Вначале вырывается котлован глубиной 50-70 см. Дальше на откосы укладывают гидроизоляцию из толи или плотной полиэтиленовой пленки.

После этого котлован слоями засыпается песком. Здесь толщина одного слоя составляет от 20 до 30 см. Перед тем как насыпать новый слой, предыдущий необходимо тщательно утрамбовать. После того как это будет сделано, приступают к установке опалубки. На дно опалубки, непосредственно на песок, укладывается слой гидроизоляции и металлические пруты диаметром 12 см. Теперь можно приступать к заливке бетона. При этом стоит помнить, что еще один армированный пояс будет укладываться непосредственно на сырой бетон.

При сооружении ленточного фундамента стоит учесть множество факторов. Так, например, для соединения прутов в армированном поясе используют исключительно вязальную проволоку. Один пояс сооружается из пяти прутов, которые соединяются между собой перемычками. Шаг между перемычками должен составлять не меньше 50 см. Если не учесть такие незначительные нюансы, то это может негативно сказаться на прочности основания.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСТРОЙСТВУ НЕЗАГЛУБЛЯЕМЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

6.3.
При устройстве незаглубляемых фундаментов не проявляются касательные силы
морозного выпучивания и, следовательно, исключается возможность возникновения и
накопления остаточных неравномерных деформаций при промерзании и оттаивании
грунтов. Таким образом, основные мероприятия по обеспечению устойчивости и
эксплуатационной пригодности зданий и сооружений сводятся к подготовке грунтов
оснований для укладки на них фундаментов с целью снижения деформаций морозного
пучения и приспособления конструкций фундаментов и надфундаментного строения, к
знакопеременным деформациям.

Нормальные
силы морозного пучения в большинстве случаев превышают вес надфундаментного
строения, т.е. они не уравновешиваются нагрузкой на фундамент и тогда основным
фактором, влияющим на выпучивание фундамента будет величина деформации или
пучения грунта. Если же величина морозного пучения не пропорциональна значениям
нормальных сил пучения, то в мероприятия следует направить не на преодоление
нормальных сил морозного пучения, а на снижение значений деформации пучения до
предельно допустимых величин.

В
зависимости от наличия вблизи площадки непучинистых грунтов или материалов для
устройства подушек под фундаментные плиты можно применять песок крупный и
средней крупности, гравийно-галечник, мелкий щебень, котельный шлак, керамзит и
различные горнопромышленные отходы.

На
площадках с насыпными или намывными грунтами проектирование незаглубленных
фундаментов в виде плит и
лежней следует выполнить в соответствии с требованиями разд. 10 главы СНиП по проектированию
оснований зданий и сооружений.

При
устройстве незаглубляемых ленточных фундаментов под сборные одноэтажные здания
надлежит руководствоваться следующими рекомендациями:

а) на
спланированной площадке после разбивки осей укладывается песчаная, подсыпка под
наружные стены толщиной 5-8 см и шириной 60 см. Устанавливается опалубка,
укладывается арматура (три стержня диаметром 20 мм) и производится
бетонирование (сечение ленты 30×40 см). На чрезмерно пучинистых грунтах,
особенно в пониженных элементах рельефа, рекомендуется монолитный ленточный
фундамент укладывать на подсыпках толщиной 40-60 см, но при этом насыпной грунт
подсыпки следует максимально уплотнить;

б)
после окончания фундаментных работ надлежит закончить планировку площадки
вокруг дома с обеспечением стока воды от здания;

в) на
среднепучинистых, слабопучинистых и практически непучинистых грунтах можно
устраивать ленточные фундаменты из сборных железобетонных блоков сечением
25×25 см и длиной не менее 2 м;

г)
согласно типовому проекту обязательно следует выполнить укладку отмостки
снаружи дома шириной 0,7 м, посадить декоративные кустарники, подготовить
почвенный слой вокруг дома и посеять семена дернообразующих трав. Планировка
участков под задернение должна быть выполнена под линейку.

Фундамент монолитная плита: особенности конструкции и принципы монтажа

Частные застройщики, при выборе фундаментного основания для дома или хозяйственных построек, отдают предпочтение ленточной конструкции как надежному, экономичному и простому в исполнении варианту.

Но в ряде случаев единственно возможным решением становится фундамент монолитная плита. Такое фундаментное основание требуется при строительстве на песчаном грунте, на твердых и пластичных суглинках, пластичной глине.

Конструкция может оказаться востребована и при возведении постройки на твердых и пластичных супесях, твердых глинах.

Плитное основание является «плавающим» — оно не оказывает сопротивления подвижкам грунта и не гасит их.

Поэтому, вопреки распространенному мнению, конструкция данного типа не подходит для грунтов с сильным пучением или топких – на грунтах II категории велик риск полной или частичной просадки здания под собственным весом. Фундамент из железобетонной плиты рассчитан на использование только на просадочных грунтах I категории.

Особенности «пирога» плитного фундамента

Фундаментное основание плитного типа не требует заглубления – его способность «плавать» и противостоять силам морозного пучения в полной мере проявляется именно при поверхностном заложении.

Базовый вариант пирога фундамента представлен на иллюстрации:

Пласты фундамента снизу вверх:

1. Уплотненный грунт – дно подготовленного котлована.
2. Подушка – выполняется из песка или смеси песка с гравием, щебня. Засыпается послойно, разравнивается и трамбуется. Подушка гасит колебания грунта, снижает интенсивность воздействия нагрузок снизу на фундаментное основание.
3. Геотекстиль. Полотно дорнита уберегает подушку от заиливания, армирует ее. Геотекстиль дополнительно может укладываться на дне котлована, между слоями песка и щебня для увеличения прочности пирога.
4. Подбетонка. Тонкий выравнивающий слой бетона поверх подушки помогает качественно гидроизолировать фундамент и правильно установить армирующий каркас.
5. Гидроизоляция. Водонепроницаемый материал уберегает фундаментную плиту из железобетона от проникновения влаги из грунта. Гидроизоляция монолитной плиты фундамента традиционно выполняется из двух и более слоев рулонного битумного материала.
6. Бетонная плита. Собственно, сам фундамент, толщина которого зависит от величины нагрузок на основание.
7. Арматурный каркас. Армирование увеличивает прочность монолитной конструкции, принимает на себя нагрузки на растяжение-сжатие, препятствуя растрескиванию бетона.

Разновидности плитного фундамента

Существует несколько вариантов исполнения плиты для фундамента. Чаще всего это монолитная плита, толщина которой одинакова по всей площади.

К преимуществам такого основания можно отнести простоту монтажа, недостатком является близкое расположение верхнего края к поверхности грунта – в этом случае основание стен может быть подвержено воздействию влаги, что вредит строительным конструкциям.

Чтобы край плиты располагался выше над поверхностью грунта не стоит увеличивать ее толщину – это существенно отразится на стоимости фундаментного основания. Более практичным вариантом станет обустройство плиты с ребрами жесткости.

Область применения и особенности расчета

Основное назначение – использование в качестве основания на слабых грунтах с предельным значением несущих способностей до 2.5 кг/см2. Сюда попадают пески – пылеватые и средней плотности, глины и суглинки пластичные, торфяные и увлажненные грунты. Причем именно уровень влажности грунта во многом определяет его несущие способности – при намокании он буквально «плывет», теряя свои прочностные свойства. Поэтому, дренажу, гидроизоляции и отмостке отведена важная роль при обустройстве этого вида основания.

Надежная гидроизоляция – важная составляющая любого фундаментаИсточник olestnicah.ru

В качестве одного из достоинств часто приводят аргумент, что монолитную плиту можно сделать своими руками. Но если даже не рассматривать вопросы выбора типа бетона и параметров арматурного каркаса, остается такой важный этап, как расчет размеров плиты. И если с площадью есть определенная ясность (размер дома плюс с каждой стороны небольшой запас), то толщину плиты рассчитать непросто.

Но в этот диапазон входит и «легкая постройка» в виде гаража или летней кухни, и двухэтажный дом с мансардой. Если сделать плиту недостаточно «толстой» или выбрать не ту толщину армирующего прутка (или размер ячейки), то она не сможет выдержать совокупной нагрузки. Излишний запас прочности приводит к удорожанию и без того недешевого основания, а избыточный объем бетонирования утяжелит всю конструкцию, и уже грунт может не выдержать совокупную нагрузку.

Есть еще один вариант с диаметрально противоположной сферой применения – плиту обустраивают на скальных и крупнообломочных грунтах с очень высокими несущими свойствами. В этом случае она скорее выравнивает площадку под строительство, а не перераспределяет нагрузку от конструкции.

Еще одна особенность этого основания – прокладку трубопроводов надо сделать на этапе нулевого циклаИсточник xpcenter.ru

Современные виды монолитного фундамента

Как было сказано выше, по степени заглубления в грунт монолитный фундамент бывает трех видов:

• незаглубленный;
• мелкозаглубленный;
• заглубленный.

Каждый имеет свои особенность и предназначен под определенные типы сооружений.

Особенностью незаглубленного плиточного фундамента является то, что он закладывается по поверхности грунта, под него не нужно рыть котлован

Технология по его изготовлению, ни чем не отличается от других видов, но тут важно понимать, что незаглубленный фундамент, несмотря на свое расположение над грунтом, все же должен углубиться в него на несколько сантиметров, то есть в углублении будет находиться подушка, а сама конструкция, конечно, будет на поверхности грунта

Мелкозаглубленный фундамент представляет из себя монолитную конструкцию, вкопанную в почву на не большую глубину. Обычно это 10-15 сантиметров. Основная часть будет возвышаться над грунтом. Мелкозаглубленный фундамент идеально подходит для почв с минимальным промерзанием, пучинистых грунтов, а также для одноэтажных и двухэтажных домов.

Заглубленный монолитный фундамент по своей конструкции является полной противоположностью незаглубленному и полностью располагается в грунте. Под него необходимо копать котлован. Прежде всего, он рекомендован для северных районов нашей страны, где глубина промерзания грунта большая.

Погружать его в землю нужно на глубину от 1 метра до 25 сантиметров, этот показатель будет зависеть от степени пучинистости почвы на данном участке строительства. Дома на таком фундаменте можно строить в несколько этажей. Технология его изготовления более трудоемкая.

Разобравшись в видах плитного фундамента, можно перейти к особенностям его возведения. Прежде всего, это создание специальной подушки. Она делается из слоя утрамбованного песка толщиной 5-10 сантиметров и щебня. Наличие подушки обязательно. Следующее &mdsah; это защита фундамента от воздействия воды и влаги.

Для этого применяется гидроизоляция. Первый слой гидроизоляции будет уложен непосредственно на песчано-щебневую подложку, а второй слой — поверх бетонной опалубки. Для того, чтобы гидроизоляция прослужила долго, лучше использовать битумные материалы, например, рубероид.

Следующий момент — это утепление. Некоторые специалисты предлагают укладывать слой утепления непосредственно на подушку фундамента, еще один слой — на поверхность основания.

Советы по выбору между двумя видами фундамента

Если стоит вопрос о том, какой фундамент дешевле – ленточный или монолитная плита, то чаще всего подрядчики ответят, что монолит, так как на него уходит больше материала. Но в некоторых условиях невозможно сделать «ленту» или её стоимость будет неоправданно высокой, поэтому плита может выйти удобнее и дешевле.

Важно понимать, что вопрос о выборе лучшего типа фундамента может возникнуть только в том случае, если есть возможность постройки обоих вариантов. Поэтому при таких случаях лучше всего проконсультироваться у специалистов, но если важно сэкономить средства, то следует выбрать ленточный фундамент

Также важным критерием при выборе является потребность в подвальном помещении, так как при плитном основании его сделать нельзя.

Если думать о том, какой фундамент лучше – плита или ленточный фундамент, то здесь нет однозначного ответа. Чаще всего требуется вначале произвести геологическую разведку, так как она покажет насколько хорошо подойдёт для выбранного участка тот или иной вид основы. Плита может «плавать» по грунту, а в хороших условиях «лента» выйдет дешевле, удобнее и более долговечной.

В этом видео показан разбор правильности выбора «ленты» или плитного основания

Если требуется построить не слишком тяжёлое здание на почве, которая не сильно проседает, а грунтовые воды глубоко, то рекомендуется выбрать ленточное основание, так как оно устанавливается быстрее, чем плита, а при наличии специальной техники для раскопки траншеи скорость вырастет в несколько раз.

Все работы по закладке фундамента рекомендуется проводить в тёплое время года, например, летом, так как он быстрее высохнет. Зимой при низких температурах бетон может разорвать при высыхании замёрзшей жидкостью. Но некоторые виды фундамента, например, сборная плита можно попытаться установить и зимой, если в этом есть острая необходимость.

Пример сборного плитного основанияИсточник happy-fox.ru

Расчёт стоимости для 1 м2 монолитной плиты сложно произвести с высокой точностью, так как на это влияет много факторов, например, состояние почвы, наличие утеплителя и стоимость материалов, а также толщина самого основания. Предположительно 1 м2 будет стоить от 2 до 4 тыс. рублей, но эти значения не точны. На стоимость влияет сложность и дальность доставки материала, а также состояние самого участка для постройки. Чаще всего расчётная стоимость плитного фундамента в 1,5 – 2 раза выше, чем у «ленты».

Если погодные условия приводят к частому и сильному пучению грунта при понижении температуры, то лучше выбирать плитный фундамент, так как он более устойчив к сдвигам почвы.

В этом видео показан способ расчёта стоимости монолитной плиты

Коротко о главном

Ленточный фундамент более быстрый и простой в постройке, чем плитный, а его стоимость сильно ниже. Такой выбор подойдёт для тех, кто не имеет большого опыта в постройке фундамента.

Плитное основание – это лучший выбор при нестабильной сейсмической активности и геологических условиях. Из-за «плавающего» основания уменьшается вероятность его поломки.

Срок службы фундамента напрямую зависит от погодных и геологических условий, а также качестве материала и технологии постройки.

Столбчатый вид

Столбчатый вид незаглубленного фундамента используется в основном для небольших щитовых или деревянных домов, хозяйственных построек и бань, которые строятся на слабопучинистых грунтах. Столбчатый с использованием коротких опор, расположенных на расстоянии 2 – 3 метра, применяется довольно часто. Иногда строительные компании, занимающиеся постройкой деревянных домов, облегчают себе жизнь, обходя проблемы, связанные с заливкой, и кладут фундаментные блоки, на которых впоследствии возводят дом.

Поэтому, научившись своими руками заливать ленточный фундамент, можно избежать некачественных работ строителей.

Схема незаглубленного ленточного фундамента.

1. Чтобы снизить пучение грунта и его негативное влияние на дом нужно заменить пучинистый грунт на песчаную подушку.
2. Материалом для опор могут служить как стеновые, так и блоки.
3. Опоры могут быть в виде кирпичной кладки либо изготовленные из бетона. Стоит запомнить, что нельзя использовать в фундаменте силикатные кирпичи или керамические с низкой степенью морозостойкости.
4. Если грунт скальный, то опоры могут устанавливаться прямо на жесткие и максимально устойчивые его фрагменты, но для начала стоит удалить слабые составляющие. Также в качестве опоры можно использовать бут и пескоцементный раствор, которые обеспечат монолитность самих опор и основания.
5. В некоторых случаях можно использовать деревянные опоры. Для этого берут комлевую часть дубовых либо сосновых бревен, диаметр которых 25-30 см. Чтобы повысить устойчивость такой опоры, нужно под бревна вырыть яму, залить ее бетоном слоем в 15 см и него погрузить саму опору.

Конечно, деревянная опора имеет серьезный недостаток – недолговечность. Срок ее эксплуатации не более 12 лет. Но можно повысить время ее службы, для этого древесину обугливают на небольшом огне, а далее пропитывают дегтем либо отработанными маслами.

Технология установки

Если есть уверенность в собственных силах, можно установить фундамент монолит и своими руками, не используя помощь строительных компаний, сэкономив при этом значительную сумму денежных средств. Для этого необходимо выполнить ряд определенных работ, следуя установленному алгоритму:

Выполнить разметку участка под плиты фундамента, используя созданный проект дома

Необходимо обращать особое внимание на соблюдение размеров, а также построение прямых углов.
Снять верхний растительный слой почвы и выровнять площадь.
На следующем этапе роется котлован под основание с помощью экскаватора или вручную. Все зависит, прежде всего, от площади

Если рыть вручную, получится более четко и точно, но медленно. Насколько ровной является поверхность, можно будет проверить с помощью нивелира.
Из песка и щебня создают основу для заливки – дренажную подушку. Ее высота составляет 15-20 сантиметров. Для надежности каждый слой необходимо увлажнить и утрамбовать. Кроме того, уровень качества значительно повысится, если дренажную подушку уложить на слой геотекстиля, который послужит барьером для вымывания песка.
Если по проекту дома предусмотрены проведение канализационных систем и водных коммуникаций, ведутся данные виды работ.
Следующим этапом станет проведение гидроизоляции. Как правило, при совершении данного процесса используется специальный гидроизоляционный материал. С его помощью образовывают следующий слой. Для того, чтобы закрыть торцы плиты, материал укладывают примерно на полметра за основание.
По завершении гидроизоляции настает черед проведения теплоизоляции. В работе на сегодняшний день используется экструдированный пенополистирол, но можно взять и листы пенопласта. Для жителей южных регионов проведение данного процесса необязательно.
Устанавливается опалубка из одной стенки.
Выполняется армирование плиты фундамента: монтируется каркас в виде 2 решеток-сеток с ячейками примерно в 20 см. Каждая из них устанавливается на расстоянии 5 сантиметров от поверхности монолита, после чего все заливается бетоном.

Технология заливки монолитного фундамента – процесс, который требует тщательной подготовки. При этом, независимо от того, какого типа укладку фундамента выбирает застройщик, всегда будут присутствовать работы по формированию подушки из песка и щебня, монтажу каркасной сетки и заливке бетонным раствором.

Анализ рекомендуемых мероприятий

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 (тел.: (495) 353-55-75.) Журнал Советы профессионалов №2/2010 г.