Фундаменты на пучинистых грунтах должны учитывать влияние сезонных изменений влажности и температуры, которые могут вызывать поднятие и опускание грунтов. Для обеспечения стабильности и долговечности сооружения необходимо применять специальные конструкции, такие как глубокие фундаменты или сваи, которые уходят в плотные слои грунта, а также предусматривать дренажные системы для снижения уровня грунтовых вод.
При проектировании таких фундаментов важно учитывать характеристики пучинистых грунтов, такие как их жесткость, несущая способность и уровень пучения. Это позволит избежать деформаций и разрушений, обеспечивая безопасность и долговечность строений.
Какие виды фундаментов можно возводить на пучинистых грунтах
Перекосы в дверных проемах, трещины в бетоне, смещение стен – деформации, возникающие при недостаточно качественном планировании. Одна из важнейших характеристик почвы, которую стоит учитывать перед проектировкой фундамента – пучинистость. Если пренебречь этим моментом, здание может прийти в негодность уже после первого цикла промерзания.
Понятие пучинистого грунта
Пучение – изменение объема грунта, возникающее вследствие замерзания воды. Так как масса жидкости при этом остается прежней, увеличивается только занимаемое ей пространство – примерно на 9%. То есть, происходит смещение материала. Если учесть, что вниз грунт смещаться не может, поскольку глубинные слои итак плотные, он начинает выталкиваться наружу. Попутно захватывая все сооружения.
Классификация грунтов, относящихся к категории пучинистых, опубликована в ГОСТ № 25100. Так, наибольшую опасность представляет основание из мягкопластичной глины и мелкого (пылеватого) песка. Точно узнать, какой тип почвы на строительной площадке, поможет геологическая разведка.
Негативное влияние на фундаменты
Фундамент, попавший под столь мощное воздействие, воспринимает огромные нагрузки. И если прочность основания низкая, образуются трещины. Силы пучения бывают нескольких видов:
- Вертикальные. Расширяется грунт, находящийся непосредственно под основанием.
- Касательные. Пучение происходит сбоку, почва поднимается, и возникает трение у границ постройки.
- Сдавливающие. Пучение со всех сторон фундамента, вдавливающее его внутрь.
Существуют факторы, способные усилить негативное воздействие. Например, обильные осенние дожди или повышение уровня грунтовых вод. Стоит учитывать такие вероятности на этапе расчетов.
Марки бетона, которые лучше всего сопротивляются пучению:
Бетон товарный В40 М500
ГОСТ: 7473-2010 / 26633-2015
Доставка от: 4200 руб.
Товарный бетон В30 М400
ГОСТ: 7473-2010 / 26633-2015
Доставка от: 4200 руб.
Товарный бетон В35 М450
ГОСТ: 7473-2010 / 26633-2015
Доставка от: 4200 руб.
Виды фундаментов на пучинистых грунтах
Существуют три принципиальные концепции возведения фундамента на пучинистых грунтах:
- Заглубление (строительство ниже глубины промерзания).
- Мелкое заглубление с повышением жесткости на изгиб (фундамент, приспособленный к неравномерному воздействию нагрузок).
- Применение теплоизолированной конструкции. Способ, основанный на прогреве окружающего грунта с целью предотвращения промерзания.
Ленточный
Грунт может сдавить ленточный фундамент словно тисками, а уже после вытолкнуть наружу. Поэтому необходимо заглублять ленту ниже уровня промерзания, как говорилось в первой концепции. Также есть особенность, позволяющая минимизировать воспринимаемые нагрузки: стенки ленты возводятся под углом, а не вертикально. Благодаря такой трапециевидной форме почва при смещении будет скользить по поверхности стенок.
Плитный
Плитный фундамент лидирует по количеству используемого раствора. В то же время он решает сразу несколько проблем: возведение на неустойчивом грунте, повышение несущей способности и, соответственно, противодействие пучению. Главное, чтобы основание было качественным – из песка или песчано-гравийной смеси (песок берет на себя неравномерные нагрузки).
Чтобы окончательно нейтрализовать воздействие промерзшей почвы, можно применить утепленную шведскую плиту (УШП) или утепленный финский фундамент (УФФ). Технология сложнее, но укладка утеплителя и подключение системы обогрева пола гарантируют, что грунт вблизи основания не будет промерзать.
Свайный
Свайный фундамент может подойти в случае строительства небольшого здания из легких материалов, при сильном уклоне участка. Буронабивные и забивные железобетонные свои быстро монтируются, расход материала здесь ниже. Основная сложность заключается в монтаже ростверка – иногда трудозатраты гораздо выше, чем при возведении ленточного фундамента.
Как еще снижают влияние пучинистых грунтов
Помимо проработки конструктива строители применяют и другие методы нейтрализации воздействия пучения. Если взять на вооружение сразу несколько советов, здание получится устойчивым даже на самом сложном грунте.
Замена грунта
Капитальное решение проблемы – полная выемка пучинистого грунта на строительном участке. Это крайне дорого и не всегда возможно, но максимально эффективно. Котлован при этом засыпается песком и щебнем. Вода в подушке не будет задерживаться, а уйдет вглубь почвы.
Дренаж
Для экономии можно не избавляться от грунта, а просто высушить его, реализовав дренажную систему. Самый распространенный метод – заглубление дренажных труб по периметру фундамента и вдоль участка. Они располагаются под уклоном, чтобы жидкость уходила в специальный колодец. Другой вариант – бурение скважин под основанием и заполнение их щебнем. Вынимать придется не так много грунта, а вода беспрепятственно уйдет вниз через щебень.
Отмостка
Отмостка – многослойная конструкция по периметру фундамента призванная избавить от пучения. Наиболее простой строительный метод.
Благодаря отмостке в почву возле фундамента не попадает атмосферная влага. Также грунт не контактирует с холодным воздухом зимой, а значит предпосылок для промерзания нет (температура глубинных слоев обычно держится около 10 градусов Цельсия, чего недостаточно для трансформации воды в лед). Но отмостка – это не просто бетонная лента. Она состоит из нескольких последовательных слоев: подушка, гидроизоляция, утеплитель (обычно пенополистирол). Только потом заливается бетонная смесь.
Что из себя представляет мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах
Среди всех существующих типов опорных конструкций по степени распространенности уверенно лидирует ленточный фундамент.
Он обладает оптимальным набором эксплуатационных качеств, обеспечивает достаточную несущую способность при относительно небольшом расходе строительных материалов.
Существует несколько вариантов конструкции с различными техническими характеристиками, которые позволяют применять наиболее подходящий для имеющихся условий тип фундамента.
Выбор всегда бывает обусловлен гидрогеологической обстановкой на участке и соответствует величине нагрузок.
Что представляет собой мелкозаглубленный ленточный фундамент
Обычный ленточный фундамент погружают в грунт на глубину ниже уровня промерзания. Этот тип основания так и называется — заглубленный. Лента опирается на неподвижные и стабильные грунтовые слои, что исключает воздействия снизу на подошву основания.
При этом, боковые поверхности ленты имеют большую площадь, на которую воздействуют силы горизонтального пучения. Это создает высокую опасность для основания, поскольку боковые воздействия способны разрушить опорную конструкцию и представляют угрозу для постройки.
В наибольшей степени это опасно для малоэтажных небольших зданий, частных домов, вес которых не способен компенсировать нагрузки пучения.
Существует облегченный вариант — мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ). Он погружается в грунт на относительно небольшую глубину — от 0,5 до 1,5 м, что выше уровня промерзания грунта.
При такой конструкции возникает возможность появления вертикальных нагрузок пучения, воздействующих снизу, но значительно уменьшаются боковые воздействия.
Конструкция МЗЛФ практически полностью повторяет обычный заглубленный вариант, но с поправкой на меньшую глубину погружения. Несущая способность такого основания снижена и позволяет строить только относительно легкие малоэтажные здания, в основном, используется для частных жилых домов.
Достоинства и недостатки
К достоинствам МЗЛФ относят:
- Малый объем земляных работ.
- Значительно сокращается расход строительных материалов.
- Появляется возможность самостоятельного строительства.
- Финансовые затраты намного ниже, чем при строительстве обычного основания.
К недостаткам принято относить:
- Уменьшение несущей способности ленты.
- Запрет на строительство массивных и тяжелых построек. МЗЛФ предназначен только для малоэтажных и относительно легких домов.
- Существует необходимость тщательного обследования участка.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Учитывая существующие ограничения, МЗЛФ широко распространен среди частных застройщиков (ИЖС) и высоко оценивается ими за экономичность и возможность строить своими руками.
Для каких грунтов его используют
Мелкозаглубленная лента подходит практически для всех типов грунта, кроме наиболее проблемных, к которым относятся торфяники, заболоченные участки.
Возможно строительство на следующих типах грунта:
- Сухие песчаные почвы.
- Гравелистые, скальные участки.
- Супеси, суглинки.
- Глинистые почвы.
Для каждого типа грунта существуют собственные технологические особенности строительства, связанные с глубиной погружения и составом ленты. Так, для сильно пучинистых почв не рекомендовано строительство сборных фундаментов, в особенности из кладочных материалов (кирпич, шлакоблок и т.п.).
Нагрузки пучения неравномерны и распределяются случайным образом. Кроме того, они непостоянны и способны менять свои значения, усиливаясь и ослабевая в разных, не поддающихся предварительному расчету, точках.
Поэтому на проблемных грунтах нужна монолитная лента, способная противостоять возникающим нагрузкам.
ВАЖНО!
МЗЛФ нельзя использовать на склонах, поскольку слабый контакт с грунтом спровоцирует сползание постройки.
Что такое пучинистые грунты и чем они опасны
Пучение — это процесс увеличения объема грунта, вызванный расширением замерзшей воды. Пучинистые грунты содержат достаточное количество влаги, чтобы она смогла повлиять на их состояние в зимнее время.
Примечательно, что на территории России большинство участков обладают таким типом грунта, что выдвигает особые требования к технологии строительства.
Наличие влаги делает эти грунты нестабильными в холодное время года. Вода замерзает, расширяется и начинает выдавливать грунт вверх или в стороны наименьшего сопротивления.
При этом, величина нагрузок пропорциональна количеству влаги и в разных точках имеет собственные значения, которые постоянно меняются.
Какие типы можно отнести к пучинистым
Пучинистые грунты — это почвы, содержащие большое количество влаги, способные поглощать и удерживать ее в себе.
К ним относятся:
- Глинистые грунты. Обладают наибольшим пучением, так как глина не пропускает воду, но хорошо удерживает ее благодаря пористой структуре. Из-за этого глинистые участки никогда полностью не высыхают, что является серьезной проблемой для строителей.
- Суглинки. Состоят из глины (10-30%) и песка. Способны задерживать воду в меньших объемах, чем глины, что уменьшает показатели морозного пучения относительно максимальных значений.
- Супеси. Содержание глины не превышает 10%, остальной состав приходится на песок. Впитывание воды у такого грунта относительно невысокое и степень пучения низкая.
Проблемными в отношении пучения являются также слоистые почвы, содержащие глиняные прослойки. Они задерживают впитывающуюся с поверхности воду, образуя почвенные водоносные слои.
Они нестабильны, периодически появляются и исчезают, что затрудняет предварительные расчеты.
Как защитить МЗЛФ от пучения
Защитой от пучения является слой песчаной засыпки. Она находится между дном и стенками траншеи и бетонной лентой, отсекая основание от непосредственного контакта с грунтом. Песчаный слой свободно пропускает влагу, вследствие чего прилегающие к ленте массы грунта всегда сухие и не склонны к пучению.
Нижний слой, находящийся непосредственно под основанием ленты, называется подушкой. Он компенсирует нагрузки, возникающие в подстилающих слоях грунта и служит местом размещения дренажной системы, выводящей излишки воды в специальные колодцы или близлежащие водоемы.
Пошаговая инструкция по монтажу
Технология строительства МЗЛФ отработана многолетней практикой и состоит из нескольких этапов, являющихся продолжением друг друга. Изменить последовательность действий невозможно, как и пренебречь какими-либо операциями.
Любая «самодеятельность» крайне опасна, создает возможность разрушения основания и постройки.
Порядок действий:
- Подготовка участка и рытье траншеи.
- Засыпка песчаной подушки.
- Установка опалубки.
- Монтаж армпояса.
- Заливка бетона, выдержка для затвердения.
- Гидроизоляция, утепление , засыпка пазух.
Рассмотрим эти операции внимательнее.
Подготовка траншеи
Удаляется верхний слой почвы, участок планируется и выравнивается по горизонтали. Затем производится разметка траншеи с помощью колышков и натянутых между ними шнуров. Отмечаются все угловые точки и места примыкания участков траншеи.
По разметке выкапывается траншея на заранее определенную глубину. Если работы производились с привлечением техники, все углы и пересечения выравниваются вручную.
Затем на дно траншеи засыпается слой песчаной подушки. Его толщина составляет 20-40 см. Чем выше показатель пучинистости, том толще должен быть слой засыпки. Материал тщательно трамбуют до максимального уплотнения.
На поверхность подушки укладывают слой геотекстиля, поверх которого укладывается двойной слой горизонтальной гидроизоляции (рубероид с промазкой битумной мастикой).
Монтаж опалубки
Опалубка собирается из обрезных досок. Они должны быть прямые и ровные, рекомендуется использовать строганный материал с одинаковой толщиной. Доски собирают в щиты шириной немного большей, чем высота ленты.
Никаких щелей или зазоров не должно быть, при обнаружении их следует заткнуть паклей или деревянными рейками.
Сборка щитов производится на поверхности, после чего их аккуратно опускают в траншею, выравнивают по осям и укрепляют снаружи упорами и вертикальными планками, а изнутри — поперечинами, определяющими ширину ленты.
Армирование и вязка
Арматура необходима для усиления ленты и компенсации осевых растягивающих усилий. Лента неустойчива на изгиб, а нагрузки пучения проявляются именно таким образом, поэтому создание армпояса является важнейшим этапом.
Основные функции выполняют горизонтальные стержни. Они размещаются на глубине 2-5 см от поверхности бетона. Для поддержки их в необходимом положении до момента заливки применяется вертикальная арматура — хомуты, предназначенные для фиксации положения стержней в составе пространственной решетки.
Рабочие стержни имеют толщину 12-16 мм, вспомогательные — 6-8 мм.
Сборка каркаса производится методом вязки мягкой стальной проволокой. Выполняются скрутки, образованные кусками проволоки длиной 25-30 см, сложенными пополам. Проволока обхватывает соединение прутков и скручивается на 4-6 оборота с помощь. специального крючка.
Такой способ прост и не требует использования специального оборудования.
Заливка
Заливка производится в один прием. Перерыв более суток недопустим, поэтому необходимо продумать и организовать процесс так, чтобы успеть залить всю ленту за один раз. Рекомендуется использовать готовый бетон, доставленный на площадку в миксере.
Надо создать систему лотков, подающих материал в опалубку. Заливка ведется с разных точек с таким расчетом, чтобы подавались равные количества бетона. Это поможет обеспечить равномерное качество ленты во всех точках, создаст максимальную прочность и устойчивость к нагрузкам.
После заливки ленту накрывают полиэтиленом и каждые 4 часа поливают водой. Через 3 для режим полива меняется — каждые 8 часов. Так продолжается еще неделю, после чего можно демонтировать опалубку.
Окончательное застывание ленты происходит через 28 дней.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Сокращать срок выдержки бетона нельзя, это делает ленту менее прочной и надежной.
Завершающие этапы работы
После застывания на поверхность ленты устанавливаются гидроизоляция и утеплитель. Верхняя плоскость изолируется тем же способом,что и нижняя — двойным слоем рубероида, скрепленных битумной мастикой.
Боковые поверхности покрывают одним из нескольких типов гидроизоляции — пропиткой, битумной мастикой или оклеечными материалами.
Монтаж теплоизолятора производится с внутренней и внешней стороны ленты.
Используются влагонепроницаемые виды утеплителей:
- Пеноплекс.
- Пенопласт.
- Жидкий пенополистирол.
- Вспененный полиэтилен и т.п.
Установка изоляции должна быть сплошной, без щелей и промежутков. После выполнения этих операций производится засыпка пазух (оптимально — гравелистым песком), затем с внешней стороны заливается отмостка.
Полезное видео
В данном видео вам расскажут о небольших советах по установке МЗЛФ:
