Выбор фундамента для пучинистых грунтов

Чем грозит вспучивание несущим конструкциям?

Схема деформации фундамента при пучении грунта.

Если фундамент на пучинистых грунтах был заложен приблизительно на уровне промерзания земли, то, когда почва во время холодов начнет расширяться, основание здания будет подниматься вверх, несмотря на то, что само здание имеет достаточно большой вес. Это может пагубно отразиться на долговечности сооружения.

Если же фундамент на пучинистых грунтах заложен ниже уровня замерзания, то само вспучивание во время холодов никуда не исчезнет, но оно будет воздействовать на фундамент по касательной. В этом случае основание тоже может приподниматься, поскольку грунтовые массы будут довольно сильно действовать на конструкции стен с боковых сторон.

Подъем может возникать и из-за слишком большой площади соединения основы с грунтом.

Схемы взаимодействия фундаментов с пучинистыми грунтами.

Чаще всего такие проблемы возникают с каркасными и древесными постройками, имеющими небольшую массу.

Однако их горизонтальные нагрузочные показатели у этих зданий не являются очень высокими, т.е. нагрузка не может компенсировать воздействие пучинистых сил с торцов здания.

Самые большие проблемы у фундаментов на пучинистых грунтах появляются, когда влага начинает таять. В это время вспученные грунтовые массы опускаются обратно, вызывая просадку несущих конструкций, причем этот процесс зачастую бывает неравномерным. От этого постройка заметно перекашивается, а со временем приходит в полную негодность. Неправильно построенный фундамент на пучинистых грунтах от вспучивания может просто разорвать.

Утепление фундаментной основы

Выполняется это в обязательном порядке. Утеплительный слой одновременно выполняет функции гидроизоляции, защищает фундаментную основу о пучения почвы, не позволяя ей промерзать под объектом. С этой целью фундамент утепляется снаружи, устраивается утепленная отмостка.

Для формирования утеплительного слоя применяют:

пенопласт;
пенополистирол экструдированный;
полиуретан в жидком состоянии.

Последний вариант подразумевает привлечение опытных специалистов, имеющих специальное оборудование для выполнения подобных работ. Чтобы сэкономить финансовые средства, многие застройщики использую один из первых двух способов утепления, технология которых практически не отличается.

Необходимо знать, что для утепления мелкозаглубленной фундаментной основы подходит не каждая марка пенопласта. Для таких работ рекомендуется использовать специальные материалы марки ПСБ-35 (50).

Пенополистирол считается более современным вариантом для утепления, отличается устойчивостью на сжатие, не пропускает влагу, является экологически безопасным материалом. Но стоимость его несколько выше, чем у пенопласта.

Эффективность утепления буде выше, если горизонтальный слой материала буде расположен по уровню фундаментной подошвы. Наиболее эффективный метод – сочетание утеплительных мероприятий пенополистиролом по отмостке по уровню подошвы и самого основания до точки, где начинаются стены. Утеплять только часть, находящуюся в земле, малоэффективно. В случае, если проектом предусмотрена цокольная часть, ее также необходимо утеплить.

Уложив утеплительный материал горизонтально, насыпается песчаная подушка. Вокруг фундамента выполняется отмостка из бетона или иного влагонепроницаемого материала.

В случае, если на строящемся объекте отсутствует отопление, пеноплекс рекомендуется заложить под основание фундаментной подошвы на всю длину лены. Под необогреваемые части (веранды, пристройки, гаражные помещения), чтобы их в момент пучения грунта не оторвало от основного объекта, под фундамент закладывают утеплительный материал.

В чем опасность

Пучением почвы называют явление природы, которое может наблюдаться при совпадении пары факторов:

наличия воды;
понижения температурного режима ниже 0 градусов.

Вода является необычным веществом. Только она способна в момент замерзания расширяться, от чего почва увеличивает свои объемы. Одновременно с этим возникает напряжение, стремящееся вытолкнуть фундаментное основание из земли.

Деформирования равномерного характера особой опасности для здания не представляют, но при пучении они проходят неравномерно. В середине объекта температура почвенного покрова выше, воздействие пучения не такое сильное. Ближе к краям это явление усиливается, так как прогрев от помещений понижается. Стены наружного типа поднимаются больше по сравнению с внутренними, что становится причиной образования в стенах и фундаментной основе трещин.

МЗЛФ в действии

Строительные работы по возведению мелкозаглубленного основания для дома на пучинистом участке имеют более расширенный список, но защищать дом и фундамент от разрушения о подтопления необходимо. Так как заглубленные стены бетонной ленты находятся на глубине не более 0,5-0,7 м, то силы пучения, проявляющие себя на уровне промерзания грунта, на него не действуют, однако остается опасность перенасыщения стройматериалов основания и стен дома влагой. Поэтому должна быть обеспечена дополнительная гидро- и теплоизоляция ленты.

Если на участке с пучинистым грунтом планируется строить тяжелый дом из бетона или плит, то слой пучинистой почвы лучше заменить. Это – огромные объемы земляных работ, но в противном случае фундамент может не выдержать встречных нагрузок – и от веса дома сверху, и от сил пучения снизу. В таком случае МЗЛФ оказывается малодейственным, а оптимальной конструкцией будет столбчатый или свайный фундамент.

При невозможности обустроить дом на другом основании МЗЛФ тщательно просчитывается, армируется, защищается от любых негативных воздействий на него, а стройматериалы для дома выбираются с целью уменьшить общую массу строения. Это могут быть ячеистые бетоны (пено- или газоблоки), древесина или хотя бы полый красный кирпич.

Схема фундамента мелкого заглубления

Из схемы выше видно, что МЗЛФ опирается на песчаную подушку, защищенную гидроизоляционными материалами (рубероид, битум, мембрана), бока траншеи также должны быть защищены гидроизоляцией. Гидрофобные присадки в бетонном растворе обеспечат ему бо́льшую прочность и устойчивость к впитыванию влаги. Дополнительно такой фундамент защищается дренажной и ливневой системами, построенными вокруг дома, а также прочной влагозащищенной отмосткой с утеплением. Армирование ленты проводится с усилением, то есть, арматуры в МЗЛФ должно быть на 30-50% больше, чем в обычном железобетонном фундаменте.

Особенности строительства на других видах грунта

Фундамент на суглинке строить намного сложнее, чем на глине: суглинистая земля относится к пучинистым, и работать с ней сложно. Обязательно для создания жесткости и надежности нужно применить армирование. Если есть возможность, можно суглинистую землю заменить песком.

Если строительство ведется на супесях или пыльном песке, нужно обеспечить снижение нагрузки на основание сил пучения. Для этого увеличивают размер площади подошвы основания дома, построив его в виде трапеции, с откосами к верхней части.

Не менее сложно возводить фундамент на насыпном грунте, поскольку он отличается неравномерной структурой и плотностью. Подобная почва бывает как естественного происхождения, так и искусственного, например, когда на участке имеет место крутизна и ее нужно устранить. Выход – уплотнить землю спецтехникой и продолжить строительные работы.

Чтобы построить фундамент на торфяном грунте, необходимо установить сваи и на них устанавливать ленточное основание здания: нет грунта слабее и не надежнее торфянистого.

Устройство мелкозаглубленного столбчатого фундамента из труб

Схема причин разрушения фундамента.

При этом способе для формирования столбов изготавливают несъемную опалубку – стальная или асбестовая труба необходимого диаметра (20, 40 см и т. д.). Если грунт имеет стандартную несущую способность (4 кг на 1 см²), то предполагается просто вырыть круглое углубление и вставить в него трубу соответствующего сечения. В подготовленное углубление заливают на треть высоты бетонную смесь. При этом труба будет медленно приподниматься, а раствор вытекать на заранее уложенный внахлест гидроизолирующий слой. Таким способом создается уширенное основание – гидравлическая подушка. После того, как бетон затвердеет, работы продолжают. В трубу до расстояния в 15 см до уровня нулевой границы постепенно заливают раствор (по 20 см и вибропрессуют). С внешней стороны «форму» фиксируют уплотненным грунтом в целях исключения ее перекоса. Последующие этапы работ по созданию столбчатого фундамента из труб выполняют по аналогии с предыдущими способами.

Столбчатое незаглублённое основание

Незаглублённый фундамент столбчатого типа применяется довольно часто

Незаглублённый фундамент столбчатого типа применяется довольно часто. Он может обустраиваться на слабопучинистых и пучинистых грунтах при условии, что возводимое строение имеет небольшие габаритные размеры и вес. Что же касается скальных, крупнообломочных пород и грунтов, которым не свойственны подвижки, то такие основания могут использоваться под большим домом из бруса или брёвен.

Незаглублённый фундамент на опорах можно применять и в случае уменьшения воздействия пучения на постройку. Чтобы добиться этого, грунт под опорами нужно заменить песчаной прослойкой.

Столбы можно делать из железобетона, бутобетона, камня, пескобетона и бетонных фундаментных блоков. Обычно используют блоки размером 0,2х0,2х0,4 м. Если вы решили использовать кирпич, то для этих целей не подходят силикатные изделия и керамический материал с низкой морозостойкостью.

Работы ведут в несколько этапов:

Сначала строительная площадка очищается от мусора, снимается плодородный слой, выполняется разбивка.
Затем под каждую опору копается яма нужного размера и глубины.
На дне каждой ямы обустраивается песчаная подушка.
После этого можно выкладывать опоры из блоков. Обычно делается два ряда по 4 блока в каждом. Для скрепления блоков используется густой цементный раствор. Открытая часть опор штукатурится.
На части опор, которые будут стыковаться с домом, обязательно выполняется гидроизоляция. Для этого используется битумная мастика, толь, рубероид или стеклоизол.

Выполнение работ

Технологический процесс строительства следующий: выполняется разметка, роется траншея, устраивается подушка, укладывается труба дренажа (если есть в этом необходимость), делается отмостка с утеплением и гидроизоляция, устанавливается армирующий каркас, заливается бетонный раствор или устанавливаются блоки, выполняется утепление. Ничего сложного здесь нет, и мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте вы вполне сможете устроить своими руками. Чтобы процесс строительных работ не вызывал сложностей, приведем некоторые рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.

Подготовительные работы и расчет

Массу его определяют, исходя из геометрических параметров фундаментной основы и плотности раствора. Чтобы найти объем основы, беру длину фундамента, равную периметру здания и длине внутренних стен несущего типа, умножают на ширину и высоту ленту, предварительно переведя значения в метры.

Плотность бетонного раствора зависит от его марки. Из его объема отнимаем потребность в арматуре (объем металла), и у нас получится необходимое количество бетонной смеси. Умножив это значение на показатель плотности бетона, получим его массу.

Переходим к подготовительным работам, для чего размеры фундаментной основы переносятся на участок местности, запланированный под строительство. Контуры размечаются шнуром, натянутым по колышкам.

Следующий этап строительства мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах своими руками – подготовка площадки под застройку. Ее необходимо очистить от мусора, снять верхний слой плодородной земли.

Траншею копают необходимой глубины. Как правило, эта величина составляет о пятидесяти до семидесяти сантиметров, двадцать из которых отводится под устройство песчаной подушки. После этого боковые стены фундаментной траншеи выстилаются материалом для гидроизоляции. Для этого используют толь или специальную пленку.

Слоями насыпается на дно траншеи песок и тщательно трамбуется, пока высота подушки не достигнет двух десятков сантиметров.

Построение опалубки

Лучше всего для этого использовать обрезные доски. Их прочно скрепляют, чтобы опалубочные щиты под давлением бетонной смеси не развалились.

Щиты выставляются вдоль фундаментной траншеи с двух сторон, подпираются брусами. Для придания дополнительной прочности их соединяют перемычками. Высота щитов должна соответствовать значению цокольной части, остающейся над поверхностью земли.

Армирование

Для того, чтобы придать бетонной смеси нужную прочность, в ее основу закладывают арматурный каркас. Для плетения сетки используют стальные прутья сечением 1.2 – 2 см, которые связываются простой проволокой.

Для каждого ряда используют от четырех до шести прутьев. Работа вполне выполнима своими руками, так как сетка вяжется легко. Фундаментная основа с таким каркасом прослужит значительно дольше, так как данный вариант меньше подвергается воздействию температурных перепадов.

Устанавливая в траншее арматурную решетку, рекомендуется использовать пластиковую трубу, из которой нарезаются подставки

Такая мера предосторожности необходима, чтобы острые края металла преждевременно не повредили гидроизоляционный слой

Готовая сетка укладывается аккуратно, конструкция должна получиться единым целым, чтобы образовалась монолитная жесткость

Армированию уделяется особое внимание, так как каркас своей сутью представляет фундаментный скелет

Гидроизоляция

Перед установкой арматурного каркаса устраивается гидроизоляционный слой. Для этого по песчаной подушке раскладывается простой полиэтилен, старый рубероид либо иные битумно-полимерные материалы.

Материал для гидроизоляции укладывается таким образом, чтобы его края выступали за щиты опалубочной конструкции.

Бетонирование

Заключительный этап строительства фундаментной основы – заливка в подготовленную траншею бетонного раствора. Его готовят непосредственно перед началом бетонирования. Для этого потребуются:

чистый песок;
цементный материал;
вода;
щебенка.

Во время заливания смеси необходимо выполнять вибрирование, используя специальное оснащение или простую палку. Основная цель – удалить пузырьки воздуха, образующие пустотные участки. Такая работа придаст вашему фундаменту дополнительную прочность.

Смесь тщательно трамбуется и выравнивается, чтобы на поверхность фундамента легко выполнялась кладка строительных материалов.

Какой фундамент строить на глине

Определимся для начала, какой грунт называется глиной. Глина относится к типу осадочных горных пород, отличается преимущественным содержанием мелких частиц, пластична во влажном состоянии, в сухом – рассыпается. В зависимости от состава, может иметь различный цвет: серый, красный, синий и т.д. Кроме всего прочего, чистая глина встречается достаточно редко. Обычно с глиной соседствует песок, ил, торф и т.п. грунты, что существенно усложняет прогнозирование поведения основания при изменении условий. Под нагрузкой глиняный пласт сжимается, однако до максимального сжатия может пройти немало времени, поэтому осадка дома на таком грунте продолжается в течение нескольких лет.

Критерии выбора

Цена вопроса. Очевидно, что стоимость возведения разных типов фундаментов отличается. Так, наиболее устойчивой основой при строительстве на глинистой почве считается плитный фундамент, о котором мы писали здесь. Он же в большинстве случаев является и самым дорогим, поэтому ему отдают предпочтение при строительстве внушительных каменных построек. Другим классическим типом фундамента является ленточный, который представляет собой жесткую железобетонную раму. В зависимости от условий строительства, такое основание делают малозаглубленным или заглубленным ниже глубины промерзания грунта (для домов с подвалом). Ленточный фундамент заглубленного типа получается даже дороже, чем плитный. Впрочем, первым двум типам есть альтернатива – столбчатые или свайные фундаменты, заглубляемые ниже ГПГ. Если дом легкий, то данный тип основы является наиболее экономичным из всех вышеприведенных
Результат геологических изысканий. Пласты глины могут перемежаться другим грунтом, либо и вовсе залегать неравномерно. Поэтому перед строительством фундамента своими руками рекомендуется исследовать толщу грунта путем выкапывания шурфов или бурения скважин на глубину не менее ГПГ. Если грунт сильно различается по составу в отдельных местах площадки, то его заменяют песком и щебнем, либо используют свайный фундамент, подошва которого должна достигать прочного основания (как правило, та же глина, только сильно сжатая)
Нагрузка. Фундаменты на пучинистых грунтах выбирают также исходя из будущей нагрузки от строящегося дома. Если она велика, и в результате расчета фундамента выяснилось, что требуется значительная площадь подошвы фундамента, то рассматривают вариант заливки армированной плиты. В ином случае делают выбор между свайно-ростверковым фундаментом или ленточным
Грунтовые воды. Глина является природным гидроизолирующим материалом, но вместе с тем, в толще грунта она всегда остается влажной. А если сюда прибавить еще и низкое залегание грунтовых вод – проблемы очевидны. При высоком УГВ выбирают либо плиту, либо сваи. Предпочтительным все же является первый вариант
Глубина промерзания грунта. Влияние ГПГ напрямую связано с грунтовыми водами. Чем ближе залегают воды, и больше ГПГ, тем более трудоемким является процесс устройства фундамента
Рельеф участка. Для минимизации трудозатрат на неровных участках целесообразно возводить свайные опоры
Проект дома. Планируете строить дом с подвалом – отметаем варианты со столбчатым или свайным фундаментом

Дренаж и утепление фундамента на глине

При строительстве фундамента на глинистой почве в качестве дополнительных мер борьбы с пучинистыми явлениями используют дренаж фундамента (водопонижение), а также его утепление (для уменьшения ГПГ). О том, как проводить подобные работы, мы уже рассказывали в тематических статьях. Так что не отчаивайтесь, если придется строить дом на глине, ведь некоторым и вовсе нужно решать непосильную задачу – возводить фундамент на плывуне!

Свайные фундаменты на пучинистых грунтах своими руками

Такой фундамент менее популярен, чем предыдущие типы. Это объясняется тем, что работы по его возведению требуют больших затрат труда и привлечения специальной техники. Такой фундамент, как правило, возводится в том случае, если почва промерзает глубже 1,5 м. Свайное основание может быть использовано при возведении каркасных домов.

При строительстве частных домов сваи обычно заглубляются на 3-4 м. Самым популярным решением при постройке малых жилых зданий является применение свай из железобетона, дерева и бетона. Они могут быть забивными, винтовыми или набивными. При возведении фундамента необходимо следить за правильным отводом вод. Для этого обустраивается дренажная система и устраивается гидроизоляция базиса.

Любой фундамент, расположенный на земельном участке, подвергается усадке. Как известно, в холодное время года пучинистые массы промерзают и расширяются в объеме из-за высокого содержания влаги. Пласты грунта приподнимаются в заданных глубиной промерзания рамках. Деструктивные процессы происходят за счет деформационных сил. Это наблюдается в том случае, если периметральная часть основы не противостоит силам пучения. Неравномерная усадка конструкции возникает из-за неравномерного действия пучинистых сил. Подъемы и опущения со временем накапливаются, на поверхности фундамента возникают трещины. Согласно строительным нормам и правилам, это явление недопустимо, так как это может привести к полному разрушению фундамента.

Некоторые могут решить, что фундаменты, возведенные на пучинистых грунтах, – достаточно опасные конструкции, имеющие недолгий срок службы. Однако большинство зданий строится на пучинистых грунтах. При правильном строительстве фундамента на пучинистых грунтах он может прослужить до ста лет.

Выполнение работ

Технологический процесс строительства следующий: выполняется разметка, роется траншея, устраивается подушка, укладывается труба дренажа (если есть в этом необходимость), делается отмостка с утеплением и гидроизоляция, устанавливается армирующий каркас, заливается бетонный раствор или устанавливаются блоки, выполняется утепление. Ничего сложного здесь нет, и мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте вы вполне сможете устроить своими руками. Чтобы процесс строительных работ не вызывал сложностей, приведем некоторые рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.