Ленточный фундамент подходит для разнообразных типов грунтов, однако наиболее эффективно он работает на глинистых и суглинистых почвах, где обеспечивается хорошая устойчивость и равномерное распределение нагрузки. Также его можно применять на мелкосыпучих песчаных грунтах, при условии обязательного укрепления, чтобы предотвратить оседание.
Важно учитывать уровень грунтовых вод и характеристики почвы, так как ленточный фундамент требует достаточной несущей способности и устойчивости. В случае слабых и переменных грунтов может потребоваться дополнительное динамическое усиление или применение других типов фундаментов.
Гайд: как правильно выбрать тип фундамента, чтобы он идеально подходил к грунту
При укладке фундамента важно следить не только за перевязкой арматуры, обустройством опалубки и другими техническими деталями процесса. Огромное значение имеет и грунт, на котором будет стоять дом. Во многом именно от него зависит, насколько долговечной и прочной окажется вся постройка.
Специально, чтобы вам было проще разобраться, мы подготовили простую и понятную статью-гайд, в которой разберем:
- какие бывают грунты и в чем их особенности;
- как на выбор фундамента влияют грунтовые воды;
- чем опасен мерзлый грунт;
- какой вид фундамента лучше выбрать для каждой разновидности.
Виды грунтов
Для начала разберемся, какие грунты в принципе существуют, потому что многие непрофессионалы не видят между ними особой разницы. А она есть и довольно существенная. Грунты, применяемые в качестве основания, бывают скальные и нескальные/дисперсные (пески, глины, суглинки, супеси, илы, торфы).
Скальные – наиболее надёжные. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Залегают в виде сплошного массива.
Типов нескальных грунтов очень много. Мы расскажем только о наиболее базовых разновидностях.
Крупные и средние пески (или как их еще называют дисперсные несвязанные) — сыпучие в сухом состоянии и непластичные во влажном. Одна из главных особенностей в том, что они фильтруют воду и не способны ее капиллярно поднимать. Кроме того, песчаные уплотняются и проседают под сильной нагрузкой.
Глины, суглинки, илы, торфы, пылеватые пески (дисперсные связанные), наоборот, пластичны во влажном состоянии. Они могут сжиматься и размываться, а также капиллярно поднимать воду.
Капиллярная вода – это вода, которая удерживается адгезионными или капиллярными силами и постоянно присутствует, независимо от наличия или отсутствия горизонта подземных вод или осадков.
Капиллярное поднятие воды – эффект, при котором грунтовая вода поднимается по пустотам капиллярного размера. Происходит это под действием сил поверхностного натяжения.
Влияние подземных вод на прочность фундамента
Уровень подземных вод – это уровень, ниже которого земля насыщена водой. Параметр важен при выборе типа фундамента и системы гидроизоляции. Дело в том, что он подвержен сезонным изменениям и сильно влияет на поведение некоторых видов грунта. Например, глинистые намного пластичнее именно во влажном состоянии.
Если не учитывать этот параметр, в итоге подобная халатность может привести к плохим последствиям. Например, по фундаменту или даже по всему зданию пойдут трещины.
Подземные воды оказывают давление на фундамент, особенно если земля насыщена влагой. Это приводит к его оседанию или подвижкам, негативно сказываясь на устойчивости здания. Чтобы избежать этих проблем, нужно правильно спроектировать систему дренажа, которая будет отводить излишки воды. Также помогут гидроизоляционные материалы: битумные мастики и мембраны.
При проектировании надо учитывать тип грунта и его способность удерживать воду. Например, песчаные и гравийные лучше отводят воду, чем глинистые и суглинистые, которые ее удерживают влагу и подвержены деформации.
Воздействие морозного пучения на фундамент
Сезонные колебания температур – еще один важный фактор, о котором не стоит забывать. Ведь при замерзании насыщенная водой масса значительно увеличивается в объеме, начинает давить на заглубленные конструкции и выталкивать их из земли.
Это явление называют морозным пучением – при промерзании происходит увеличение объёма и деформация дисперсных грунтов, а в итоге образуются выпуклые формы на их поверхности.
Все дисперсные связанные грунты («глины» в нашей классификации) относятся к пучинистым.
Но само морозное пучение – это еще не главная проблема. Вспучивание никогда не бывает равномерным: в некоторых местах он поднимается выше, чем в других. Из-за этого весь фундамент дома может перекосить, в результате чего на нем самом и на фасаде появятся трещины.
Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно изначально определить глубину промерзания грунта и заложить фундамент ниже нее. Благодаря этому, даже если вы строите на насыщенном водой земле, дом без проблем простоит долгие годы.
Какой фундамент выбрать для дома
Столбчатый фундамент
Один из самых доступных и простых в создании. Как правило, его используют на грунтах, которые не подвержены морозному пучению и сдвигам. Столбчатый особенно эффективен на плотных песчаных и гравийных грунтах, где нагрузка равномерно распределяется на столбы. Он подходит для легких конструкций: беседок или небольших хозяйственных построек, и требует минимальных земляных работ.
Ленточный фундамент
Заглубленная ленточная конструкция обладает большей несущей способностью, чем столбчатый. Как правило, специалисты не рекомендуют использовать ее на грунтах подверженных морозному пучению. Она подходит для стабильных грунтов (суглинки и плотные глины), обеспечивая равномерную поддержку по периметру здания. Часто используется в малоэтажном строительстве для жилых домов или небольших коммерческих объектов.
Плитный фундамент
Такой вид считается самым надежным и способным выдержать высокие нагрузки. Его можно использовать на любых грунтах, даже на самых слабых и подверженных морозному пучению. Плитный фундамент, или монолитная плита, равномерно распределяет вес здания. Подходит для участков с высоким уровнем грунтовых вод или подвижными грунтами. Используется при строительстве многоэтажных зданий, где нагрузка должна быть распределена по широкой площади, чтобы избежать неравномерного оседания.
Свайный фундамент
Данный вид применяют на слабых и подвижных грунтах, прорезая поверхностные слабые грунты и передавая действующие нагрузки на нижележащие более прочные слои. Сваи используют в условиях, где поверхностные слои почвы не обеспечивают достаточную поддержку, особенно на болотистых или песчаных участках. Сваи часто используют для мостов, высотных зданий или других крупных сооружений, где нужно передать нагрузки на глубоко залегающие прочные слои или скальные основания.
А с какими трудностями при постройке фундамента на сложных почвах сталкивались вы? Поделитесь своим опытом в комментариях.
Несущая способность грунта при выборе фундамента. Как выбрать подходящую конструкцию?
Главная страница » Статьи » Несущая способность грунта при выборе фундамента. Как выбрать подходящую конструкцию?
Строительство дома начинается с фундамента. Вернее, с выбора его типа, который во многом зависит от свойств грунта на участке. В этом материале — рассмотрим основные показатели грунта, которые влияют на проектное решение, и сравним несущую способность пород разных типов.
Чем важна и от чего зависит несущая способность грунта
Одна из основных характеристик грунта — несущая способность. Зная несущую способность грунта и вес сооружения, можно рассчитать достаточную площадь опоры фундамента. Такой расчет можно сделать своими силами, и вы будете уверены в принятии решения в пользу свайного, ленточного или плитного варианта. Более того, вы сможете определить и нужное количество свай, и оптимальную ширину бетонной ленты, и размеры монолитной плиты.
Несущая способность грунта показывает, сколько килограммов выдерживает 1 см 2 горизонтальной поверхности грунта без изменения свойств, измеряется в кг/см 2 . Для различных грунтов несущая способность разная и зависит от плотности, влажности и состава грунта.
Свойства грунта, влияющие на несущую способность, можно оценить самостоятельно, только делать это надо не на поверхности — ведь фундамент опирается на слои, залегающие ниже. Поэтому рекомендуется выкопать яму или пробурить отверстие глубиной около метра.
Влажность
Насыщенность грунта влагой проверяется просто: если в выкопанном углублении вода очевидно не скапливается – грунт сухой или маловлажный. Если на дне начинает скапливаться вода — грунт влагонасыщенный и близко находятся грунтовые воды. Избыток влаги уменьшает несущую способность грунта.
Плотность
Плотность грунта легко определить по следам взрослого человека среднего веса. На плотном грунте остаются едва заметные следы обуви. На грунте средней плотности следы получаются около 5мм глубиной — если больше, то грунт рыхлый. Чем плотнее грунт, тем выше его несущая способность.
На глубине более 80 см естественный грунт, как правило, плотный, так как в течение сотен лет подвергался давлению вышележащих слоев.
В случае насыпного грунта из песчано-гравийной смеси таких показателей плотности сложно добиться даже трамбовкой с применением виброплит, со временем возможно усадка. Увеличить плотность грунта можно бетонированием, бетон можно использовать низкомарочный.
Типы грунта и их несущая способность
Отличить друг от друга разные типы грунта можно по внешнему виду и наощупь — достаточно проанализировать, как образец грунта ведет себя у вас в руках, когда вы его сжимаете.
- Песок крупный и среднекрупный
Очень крупный песок состоит из зерен размером до 2 мм, крупнозернистым считается песок с частицами 1-0.5 мм, песок средней крупности имеет хорошо различные глазом песчинки от 0,5 до 0,25 мм. Эти фракции песка обычно сухие, так как вода не задерживается между песчинками. Их несущая способность:
Песок крупный плотный — 6 кг/см 2 ;
Песок крупный средней плотности — 5 кг/см 2 ;
Песок среднего размера плотный — 5 кг/см 2 ;
Песок среднего размера средней плотности — 4 кг/см 2 .
Сухой мелкий песок рассыпается в руках, имеет размер частиц 0,25-0,1 мм. Из влажного мелкого песка можно сделать комок, который быстро разваливается.
Несущая способность ниже, чем у крупнозернистого песка:
Мелкий песок (маловлажный) плотный — 4 кг/см 2 ;
Мелкий песок (маловлажный) средней плотности —3 кг/см 2 ;
Мелкий песок (влажный) плотный — 3 кг/см 2 ;
Мелкий песок (влажный) средней плотности — 2 кг/см 2 ;
Пылевидный песок похож на муку, частички наощупь не чувствуются. Из этого типа грунта, насыщенного водой и с примесью глины, состоят плывуны. При вскрытии плывун начинает заполнять все свободное пространство, его невозможно вычерпать. Такой грунт непригоден для основания дома.
Супесь — смесь песка и глины, с включением глины не более 10 %. В увлажненном состоянии легко формируется в комок, при раздавливании которого получается лепёшка, растрескивающаяся по краям. Комок можно скатать в жгут, если попытаться свернуть жгут в кольцо, он разламывается на части. Несущая способность супеси невысока:
Супесь (сухая) плотная — 3 кг/см 2 ;
Супесь (сухая) средней плотности — 2,5 кг/см 2 ;
Супесь влажная (пластичная) плотная — 2,5 кг/см 2 ;
Супесь влажная (пластичная) средней плотности — 2 кг/см 2 .
Глина пластична, ее можно скатать в шар, при раздавливании края лепешка остаются ровными. Жгут из глины при сворачивании в кольцо сохраняет целостность. Несущая способность глины очень зависит от присутствия воды:
Глина (сухая) плотная — 6 кг/см 2 ;
Глина (сухая) средней плотности — 5 кг/см 2 ;
Глина влажная (пластичная) плотная — 4 кг/см 2 ;
Глина влажная (пластичная) средней плотности — 1 кг/см 2 .
- Лессовые и содержащие органику грунты
Лессовые и лессовидные — глинистые грунты со значительной долей пылевидных частиц. На заболоченных территориях часто встречаются грунты с большим количеством органических частиц, например торф. Эти типы грунтов с очень низкой несущей способностью не подходят для строительства.
Как рассчитать площадь опоры фундамента
Чтобы определить достаточную площадь опоры основания, нужны две величины: вес сооружения и несущая способность грунта. Общий вес дома складывается из веса фундамента, стен, кровли и веса предметов интерьера.
Несущая способность грунта берется из средних значений, соответствующих типу грунта, находящегося на глубине закладки фундамента. Если провести предварительные земляные работы для исследования грунта невозможно по каким-то причинам (крайне не рекомендуем пропускать этот этап!), для упрощенных расчетов придется брать минимальное значение несущей способности грунта 1-1,5 кг/см 2 .
Пример расчета площади опоры для ленточного основания:
Для дома весом 150 тонн в форме квадрата 6х6 метров на влажной супеси предложен ленточный фундамент шириной 30 см. Несущая способность грунта. Проверяем, достаточна ли площадь опоры. Общую длину ленты 22,8 м умножаем на ширину 30 см, получаем 68400 см 2 . При несущей способности грунта 2 кг/см 2 68400х2 = 136 тонн, это меньше веса дома, то есть площадь опоры недостаточна.
Делаем расчет заново. 150 тонн делим на 2 кг/см 2 , получаем площадь опоры 75000 см 2 . С учётом запаса 20% требуемая площадь опоры составляет 90000 см 2 . Достичь требуемой площади опоры можно двумя способами:
- Увеличить ширину всей ленты до 40 см;
- Сделать под лентой плиту-расширение 20х50 см или 20х60 см.
Ленточный фундамент на разных типах грунтов
Ленточный фундамент представляет собой железобетонную ленту, установленную по всему периметру участка для строительства. Полосу из железобетона закладывают под всеми несущими стенами, обеспечивая равномерную нагрузку.
На ленточном фундаменте можно построить здание любого типа, как деревянное, так и кирпичное. Популярность ленточной основы обусловлена расходом небольшого количества материалов.
Классификация ленточного фундамента
Ленточный фундамент, исходя из применяемых материалов, может быть:
- Сборный.
- Монолитный.
- Бутобетонный.
- Железобетонный.
- Бетонный.
- Бутовый.
- Кирпичный.
Сборный фундамент
Сборный фундамент закладывается при помощи отдельных элементов, в виде блоков. Установка частей в траншею производят специальной техникой, так как сборные части очень тяжелые. Сборный ленточный фундамент сокращает срок возведения фундамента, но его прочность будет ниже единой монолитной ленты.
Бутовый фундамент
Бутовый фундамент состоит из крупных камней – булыжников, в которых плотно залегает ракушечник, гранит, базальт, песчаник.
Бут укладывают последовательными слоями, закрепляя цементным раствором. Устройство бутового фундамента возможно без конструкции опалубки.
Бутобетонный фундамент
Бутобетонный фундамент закладывают аналогично при помощи бутовых камней, но в качестве заполняющего материала используют бетон.
Монолитный, бетонный, железобетонный
Монолитный, бетонный и железобетонный тип представляет собой единую ленту из железобетона в траншее.
Закладка фундамента осуществляется исходя из плотности грунта. Для монолитного фундамента потребуется много материалов, поэтому сооружают ленту мелкозаглубленного типа. Мелкозаглубленный ленточный фундамент можно возвести своими руками без помощи профессиональных строителей или строительной техники.
Преимущества ленточного фундамента
Преимущества ленточного фундамента:
- Универсальность. Ленточная основа подходит для строительства многоэтажных домов, гаражей, одноэтажных каркасных строений, деревянных и кирпичных бань, небольших коттеджей.
- Укладка фундамента не требует применения дорогостоящей техники и большого количества рабочих. Возвести ленточный фундамент можно самостоятельно, не обладая строительными знаниями. Достаточно правильно соблюдать всю технологию и следовать архитектурному плану.
- Экономия времени. В отличие от сплошных фундаментов, ленточная основа готова через 5 – 7 дней.
- Сооружение подвальных помещений. Так как лента прокладывается не на всей площади дома, а только под несущими стенами, можно построить подвал.
- Экономия бюджета. На ленточный фундамент уходит в два раза меньше материалов, чем на сплошной тип.
- Долговечность. Ленточный фундамент справляется с высокими нагрузками и сохраняет устойчивость дома до 150 лет.
Разновидности грунтов, пригодных для строительства
- Песчаный – состоит из частиц менее 5 мм. Пространство между песчинками заполняется воздухом и водой. Песчаный грунт плохо удерживает влагу, почти не подвергается морозному пучению.
- В состав глинистого грунта входят мелкие чешуйчатые частицы, которые впитывают большое количество влаги. Глинистая основа сильно сжимается и отрицательно влияет на фундамент.
- Суглинки и супеси на 30% состоят из глины, остальную часть занимает песок. Рыхлые горные породы, удерживают в себе влагу и промерзают на глубину до 1,5 метров.
- Торфяные почвы самые не устойчивые, так как располагаются на осушенных болотах.
- Заложить фундамент без выторфовки на таком участке невозможно. Грунт затянет фундамент и разрушит несущие конструкции. Здание может не устоять и съехать на одну сторону.
- Хрящевой грунт включается в себя частицы гравия искусственного или натурального происхождения размером до 80 мм.
- Хрящевой грунт практически не удерживает воду и промерзает на глубину 50 см.
- Скальное основание – самый устойчивый и плотный вид грунта, состоящий из спаянных пород, залегающих столетиями.
Плотность скалы не позволяет пропускать влагу внутрь. При отрицательных температурах породы не подвержены силам пучения. Скалы трудно разрабатывать, поэтому фундамент закладывают на поверхности.
Для строительства ленточного фундамента необходимо определить глубину залегания фундамента.
На непучинистом грунте фундамент залегает на глубину до 50 см, независимо от того, как сильно промерзает грунт.
На пучинистых грунтах уровень закладки фундамента зависит от близости грунтовых вод. Если грунтовые воды расположены на глубине более 2 х метров, то ленту помещают на глубину 30- 60 см. Если показатель грунтовых вод чуть меньше двух метров, то фундамент углубляют до 1 метра. При расположении воды выше 1,5 метров, фундамент закладывают на всю глубину промерзания.
Ленточный фундамент можно заложить на любом типе грунта, если соблюдать все правила и учитывать особенности почвы.
