Оптимальная глубина ленточного фундамента для глинистых грунтов

Глубина заложения ленточного фундамента на глинистых почвах зависит от многих факторов, включая тип конструкции, уровень грунтовых вод и физико-механические свойства глины. Обычно рекомендуется закладывать фундамент ниже уровня возможного промерзания, что может составлять от 1 до 1.5 метра, в зависимости от климатических условий региона.

Важно также учитывать, что глинистые почвы обладают высокой пластичностью и могут изменять свои свойства при смене влажности, что может привести к неравномерной осадке. Поэтому необходимо проводить детальные геодезические и геологические исследования, чтобы определить оптимальную глубину фундамента и предотвратить возможные проблемы в будущем.

Строительство на суглинках

Существует множество видов грунтов с разными характеристиками, поэтому для каждого случая выбирают фундамент с учетом технических данных основания. В этом вопросе важно правильно определить и рассчитать подходящий тип конструкции, чтобы траты на строительство были оправданы и с экономической, и с практической точек зрения. В этот раз рассмотрим грунты суглинки: какими свойствами они обладают, что необходимо учитывать при выборе фундамента и какую конструкцию оптимально принять.

Особенности основания

Проще всего принимать, рассчитывать и строить любой дом и сооружение на прочных скальных грунтах. Однако, не всем застройщикам везёт, нередко на участке оказываются привередливые и непредсказуемые породы глинистой группы: грунты-суглинки, глины и пески. Их свойства определяет фракция компонентов, наличие грунтовых вод, климатические особенности местности:

• чем мельче частицы глины и песка, тем более подвижный грунт. Он плохо высыхает после осадков, имеет свойство значительно менять объём при смене сезонов;
• в грунте, в котором преобладает песок, вода задерживается меньше, подвижность основания ниже.

Суглинок – это смесь глины и песка. Пропорции компонентов могут варьироваться, в зависимости от этого данный тип почвы делят на 3 разновидности:

Словарь-справочник по физической географии (изд. Москва, 1983 г.) приводит еще одну классификацию суглинков:

• валунные содержат в объёме валуны 10 см…10 м в поперечном сечении. В большинстве случаев в грунте распространены мелкие примеси;
• лёссовидные – рыхлые суглинки с чистой тонкозернистой структурой;
• покровные составляют рельеф в области древнего ледникового оледенения и в приледниковой полосе.

На глаз определить тип грунта вряд ли удастся – порода глинистых имеет тонкие переходы с разницей в пару процентов, поэтому перед строительством необходимо проводить геологические изыскания и исследования для уточнения свойств основания.

Главное отличие глины от суглинка – это состав, который определяет свойства породы. Суглинок более плотный, в основе его – песок, поэтому почву можно назвать песчано-глиняной.

Технические характеристики

По показателю текучести ГОСТ 25100-95 делит суглинки на:

• твёрдые IL < 0;
• полутвёрдые 0 ≤ IL ≤0,25;
• тугопластичные 0,25 < IL ≤ 0,5;
• мягкопластичные 0,5 < IL ≤ 0,75;
• текучепластичные 0,75 < IL ≤ 1;
• текучие 1 < IL..

Условное динамическое сопротивление

Модуль деформации, Е

Плотность суглинка может отличаться от приведённой. В основном параметр определяется условиями местности:

• наличие грунтовых вод;
• климатические особенности;
• различные примеси в общем объёме пробы.

В сырых болотистых местностях происходит значительное уплотнение грунта, в сухих почва более рыхлая и плодородная, пригодная для сельского хозяйства.

Удельный вес суглинка зависит от плотности, его среднее значение – 2,71 т/м³. Данную величину учитывают при расчете несущей способности основания.

Ещё одно важное свойство, которое определяют при проведении геологических исследований – фильтрующая способность почв. Этот параметр показывает, насколько быстро дождевая вода будет уходить из пласта или наоборот задерживаться в нём. Коэффициент фильтрации суглинка находится в диапазоне 0,005…0,4 м/сутки.

Выбор фундамента

Суглинки бывают разными по свойствам. По этой причине нельзя определенно сказать, какой фундамент необходимо принять для строительства дома или бани на участке. Выбор рекомендуется осуществлять исключительно на основании геологических исследований со сбором всех возможных нагрузок и рисков.

Несущая способность суглинка немалая, если у опорного слоя нет подземных вод. Поскольку порода состоит преимущественно из песков, то это достаточно прочное и устойчивое основание. Несколько сложнее обстоят дела с пучинистыми грунтовыми породами.

Ленточный фундамент

Самый основательный тип фундамента – ленточный. Он подходит для обустройства на суглинках:

• для нетяжёлой бани или легкого одноэтажного дома подойдёт малозаглубленная конструкция, подошва которой находится выше уровня промерзания, то есть в пучиниситом слое;
• для тяжелого дома в несколько этажей ленту необходимо заглублять ниже уровня промерзания грунтов в регионе.

В обоих случаях фундамент на суглинке требует особого подхода: обустройство дренажа, создание компенсационных швов в теле конструкции. Эти меры необходимы для снижения риска деформации ленты при пучении основания.

Если при геологическом исследовании выяснилось, что пласт грунта по всему периметру здания распределён равномерно и грунтовые воды отсутствуют, можно смело принимать монолитную фундаментную конструкцию. При наличии водоносных пластов под ленту укладывают песчано-гравийную подушку и дренажную трубу для отвода влаги.

В случае неравномерного характера несущего пласта следует тщательно рассчитать нагрузки на каждый участок и принять компенсационные швы в нужных местах.

Плитный фундамент

Плита – это идеальное решение для обустройства фундамента на плывучих и пучинистых основаниях. Монолитная конструкция представляет собой подушку под дом, которая не боится промерзания почв и их движения, она лавирует по поверхности, сохраняя дом или баню в целостности и сохранности.

Монтаж подушки происходит по несложному алгоритму:

1. Выкапывают котлован с периметром, превышающим проекцию дома.
2. На дно выкладывают послойно песок и щебень – они выполняют функцию дренажа.
3. Далее армируют будущую конструкцию мощными каркасами из арматуры диаметром не менее 10 мм (по расчету).
4. Заливают бетон.

Себестоимость плиты значительная, поэтому принимать такой фундамент следует только при неблагоприятных глинистых грунтах и суглинках с высоким уровнем грунтовой воды в дождливых регионах. Кроме того, в доме не будет подвала, коммуникации прокладывают над уровнем плиты.

Сваи

Пожалуй, оптимальное решение для капризных и непредсказуемых грунтов – это свайный фундамент. Он подходит для установки на основаниях глинистой группы с любыми характеристиками.

Для частного строительства подходят 2 вида свай:

• винтовые металлические, для высокого уровня грунтовых вод целесообразно выбрать изделия с уширением нижнего конца;
• буронабивные оптимальны для установки на грунтах без подземных вод.

Сваи не требуют организации дренажа почвы, что позволит сэкономить на монтажных работах. Кроме того, их установка недорогая, как и себестоимость изделий.

Диаметр, длину и шаг свай принимают по конструктивным расчётам. Как правило, чем тяжелее строение, тем больше диаметр столбов. Их длина зависит от глубины и характеристик несущих пластов. Шаг выбирают, исходя из поступающих нагрузок на конструкцию. Сваи располагают в углах дома, под пересечениями стен и по периметру на расстоянии не более 2 метров.

Ростверк при суглинках и на плавучих, насыщенных водой грунтах делают висячим, то есть оставляют расстояние между балкой и землёй. Это необходимо для сохранения его целостности при сезонном изменении объема почвы.

Канализация на суглинке

В качестве канализации в частном доме в большинстве случаев используют септик. Важно правильно установить его в грунте, чтобы не произошло всплывание емкости, деформация труб.

Для глинистых почв производители выпускают специальные септики, можно использовать обычные пластиковые модели. Важно отметить, что ёмкости, монтируемые в грунт с высокими грунтовыми водами, должны быть максимально герметичными. То есть бетонные конструкции из колец или кирпичные септики в данном случае не подходят.

Как защитить ёмкость от всплывания:

• на дно котлована насыпают песок для дренажа, можно предусмотреть отводящую трубу. Так снизится риск значительного намокания земли, соответственно, уменьшится пучение и выталкивающая способность;
• бак можно зафиксировать к нижнему пласту цепями и металлическими пластинами (стержнями), которые заводят под основание котлована в горизонтальном положении;
• ещё один способ фиксации – поместить в арматурную клетку и прицепить её к закладным якорям в грунте;
• между грунтом и септиком необходимо оставить зазор 10-15 см и заполнить его песчано-гравийной подушкой. Такая защита особенно актуальна для участков с высоким уровнем залегания грунтовых вод.

Чтобы провести монтажные работы при высоком залегании водоносного пласта, необходимо предусмотреть осушение котлована. Для этого используют насосные установки и систему дренажных труб, расположенных по периметру рабочей зоны.

Особенности строительства и разновидности фундаментов на глинистой почве

Зачастую выбор площадки под строительство частного дома осуществляется по плану населенного пункта. При этом может оказаться, что грунт на участке может включать глину и характеризоваться недостаточной для возведения тяжелого объекта стабильностью. Разберем, какими основными особенностями должен обладать фундамент на глинистой почве, какие виды грунтов с глиной бывают, каковы их свойства и в чем заключаются особенности строительства на них, а также какие разновидности оснований применяются на таких почвах.

Глинистая почва – типы грунта, свойства, особенности строительства

Прежде чем начать строительство дома на глинистой почве, необходимо правильно оценить ее стабильность, исходя из состава и структуры. Бывают следующие типы грунта с включением глины:

• Чистая глина. Представляет собой пластичную массу, в состав которой входят микроскопические частицы с примесью пылевых и песчаных частиц. Главная особенность ее в том, что она легко накапливает воду. Поэтому глинистый грунт весьма пучинист и хрупок. По этой причине крайне не рекомендуется возводить фундамент на глине, так как просадка сооружения на ней может длиться долгие годы, и в итоге приведет к сильному перекосу.
• Глина с песком. Присутствие равномерно распределенной песчаной фракции может существенно укрепить пластичную глиняную массу, однако при условии залегания грунтовых вод ниже отметки промерзания. Поэтому грунт с такими свойствами практически не подвергается пучению, и потому при правильном выборе типа основания может послужить хорошей основой для дома.

• Суглинок. Это естественная смесь песка и глины, причем объем первого может достигать 70%. Подразделяется на легкие, средние и тяжелые – по процентному содержанию глинистого компонента. При этом суглинок склонен к накоплению воды и сезонному пучению. Однако строительство на нем допускается, но с обязательным укреплением основания.
• Супесь. Включает не более 5-10% глины. Характеризуются высокой степенью подвижности под действием подземных вод – так, что по-другому они называются «плывунами». Строительство на таком типе грунта крайне затрудненно и допускается только с применением свайного фундамента.
• Песчаник. Содержит менее 5% глины, и отличается минимальной влагонасыщаемостью. Поэтому фундамент на песчаном грунте возводить допускается, но при условии предварительного равномерного уплотнения.

На заметку! Глинистый грунт только на первый взгляд в засушливый и теплый период может показаться надежным, твердым и достаточно прочным, как скала. В действительности его структура при сопутствующих обстоятельствах очень быстро насыщается влагой. В результате фундамент может оказаться в большой массе воды.

Летом это приведет к подмыванию основания, а зимой к пучению почвы и выдавливанию сооружения. Поэтому подходить к организации основы дома на такой почве нужно тщательно.

Подготовка и выбор фундамента

Существенную помощь в выборе необходимого типа фундамента для дома в конкретных условиях оказывает предварительное изучение следующих параметров грунта:

Главными проблемами, возникающими в ходе эксплуатации зданий на глинистых почвах, является просадка, обламывание и выдавливание основания. Происходит это прежде всего из-за неправильно расчета – когда фундамент нагружается сверх своей прочности, либо из-за недостаточной глубины залегания его подошвы.

Кроме того, силы выдавливания проявляются при слишком легкой конструкции дома и неглубоком залегании его основании. При усиленном увлажнении почвы такому воздействию в период холодов подвергаются в первую очередь каркасные дома, а также здания на базе легких ячеистых бетонов.

Для того чтобы избежать развития подобной ситуации, при выборе фундамента для дома на глинистых грунтах, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• Ленточный мелкозаглубленный фундамент. Применяется для любых типов сооружений, когда верхние слои почвы обладают достаточной устойчивостью и минимальной увлажненностью, а уровень залегания грунтовых вод не достигает отметки промерзания.
• Свайная или столбчатая основа. Предназначается для возведения домов из бруса, бревна или каркасного типа на грунтах с высоким залеганием почвенных вод. Столбы используются при неглубокой отметке промерзания грунта, сваи – при существенном ее значении, а также при нестабильной структуре почвы.

• Комбинированные фундаменты. Являются гибридом свайно-столбчатых и ленточных вариантов. Применяются в подходящих ситуациях, когда грунтовые воды подходят к поверхности для домов из блоков и кирпича.

Рекомендация! На глинистых грунтах подушка под фундамент состоит из двух основных частей, каждая из которых выполняет свою задачу. Нижняя представляет собой уплотненный слой песка и щебня и служит для того, чтобы основание не оседало под давлением. Верхняя часть расширенной бетонной подошвенной частью фундамента и, наоборот, удерживает его в почве от выдавливания наружу силами пучения.

Разновидности фундамента

При строительстве дома на глинистой почве применяются следующие варианты фундамента:

1. Ленточный.
2. Свайный.
3. Столбчатый.
4. Комбинированный.
5. Плитный.

Рассмотрим особенности каждой разновидности более подробно.

Ленточный

Наиболее часто применяемый тип основания. Железобетонная конструкция изготавливается в форме ленты по периметру стен дома. По ширине она слегка превосходит толщину стен (на 5-10 см с каждого края), а по глубине – варьируется в достаточно широких пределах – в зависимости от типа грунта и гидрогеологических условий.

Существует 2 основные вариации ленточного фундамента:

• Мелкозаглубленный.

Применяется при возведении 1-этажного дома на горизонтальной или с небольшим уклоном площадке. При этом грунт должен быть прочным, а уровень залегания почвенных вод низким и не доходящим до глубины промерзания.

Как правило, величина его заглубления составляет от 50 до 70 см. под основание обязательно обустраивается песчано-щебневая подушка, общей толщиной около 20 см. Если грунт не отличается достаточной устойчивостью или для сооружения дома применяются тяжелые материалы, подошва фундамента уширяется на 20-30% – конусообразно либо в форме перевернутой буквы «Т».

• Заглубленный.

Ленточный фундамент с глубоко расположенным основанием применяется на глинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод, а В следующих ситуациях:

При этом чтобы исключить воздействие сил морозного пучения, подошва конструкции должна располагаться ниже отметки промерзания грунта. При необходимости подошва также изготавливается с уширением.

Свайный

Возведение свайного фундамента оправдано при крайней нестабильности грунта, например, на супеси или болотистых почвах. В частном строительстве применяются различные варианты свай – от классических железобетонных забивных до стальных винтовых. При этом в любом случае глубина залегания их основания всегда ниже отметки промерзания.

Это особенно актуально в северных районах, где данная величина может быть от 3 метров и больше. Устраивать в такой местности другие типы фундамента экономически нецелесообразно, долго и достаточно трудно. Однако монтаж таких конструкций также сопряжен с определенного рода сложностями – необходимо использовать специальную свае-забивную и подъемную технику.

Столбчатый

Фундамент столбчатого типа применяется как для песчаного, так и для глиняного грунта. По сути является аналогом выше рассмотренного варианта, однако имеет более простое устройство. Главным его элементом являются столбы-опоры, на которые укладываются балки. Материалом для них служат кирпичи, блоки, бетон, трубы или пиломатериал.

Такое основание чаще всего применяют для 1-этажного дома из бруса, бревна или изготовленного по каркасной технологии. В зависимости от условий местности, характеристик грунта и особенностей здания опорные столбы могут заглубляться как на незначительную глубину, так и ниже отметки промерзания почвы.

При выборе глубины залегания подошвы учитывается прежде всего стабильность грунта, уровень залегания грунтовых вод и отметка промерзания. Если условия исключают морозное пучение, столбы могут заглубляться от 0,5 до 1 метра. При большой вероятности подъема почвенных вод и выдавливания их глубина должна увеличиваться до отметки промерзания. Однако при большой ее величине выгоднее применять свайный вариант фундамента.

Комбинированный

В строительстве частных домов на песчаной почве нередко применяется комбинированный вариант фундамента – включающий верхнюю часть в виде мелко заглубленной ленты и расположенных под ней столбчатых опор. Применяется он, когда нужно сэкономить или условия не позволяют соорудить полноценный низко заглубленный ленточный вариант основы.

С другой стороны, такой тип фундамента позволяет возводить дома из блоков и кирпича на нестабильной почве. Однако платой за такой подход к организации основания становится большая трудоемкость и затраты времени.

Воздвигается комбинированная версия в два этапа:

1. Сначала изготавливаются столбы или устанавливаются сваи.
2. Затем изготавливается опалубка для заливки железобетонной ленты.
3. В завершении короб с арматурным каркасом заливается бетонным раствором, таким образом соединяя все элементы в единую монолитную конструкцию.

Главный недостаток такой конструкции, если столбчатые опоры заливаются одновременно с лентой, выражается в большом сроке набора прочности. Во влажном грунте залитые столбы внутри почвы могут набирать нужную крепость до полугода

Плитный

Фундамент в виде монолитной железобетонной плиты позволяет исключить все опасные моменты эксплуатации дома на песчаном грунте с высоким уровнем грунтовых вод. Правильная изготовленная конструкция станет единой конструкцией с домом. Поэтому любые подвижки почвы – как снизу из-за морозного пучения, так и сверху в результате проседания под тяжестью – не окажут на здание особого воздействия.

Кроме того, равномерное распределение массы по большой площади такого фундамента практически минимизирует или полностью исключит воздействие этих сил. При этом монолитная плита может находиться на поверхности, либо быть мало заглубленной, либо утопленной на дне котлована – если планируется подвал или цокольный этаж.

Общая толщина такой конструкции не превышает 0,5 м. Однако ее обустройство сопряжено с большим расходом бетона и арматуры. Поэтому вариант не подходит для проектов с ограниченным финансированием.

Обратите внимание! Любой тип фундамента при высокой отметке подъема грунтовых вод нуждается в дополнительной защите от повышенной влажности. Помимо всесторонней гидроизоляции для этого обустраивается специальная дренажная система.

о главном

Стабильность возведения фундамента на глинистой почве напрямую зависит от ее состава и структуры. В зависимости от содержания главного компонента – глины – входящих в состав частиц глинистые грунты делятся на следующие разновидности – непосредственно глина, суглинок, глина в смеси с песком, песчаник и супесь. У каждой модификации есть свои особенности и правила по организации фундамента.

• Ленточный.
• Столбчатый.
• Свайный.
• Плитный.
• Комбинированный.

Каждый из них имеет свои особенности структуры, сферу применения и специфику строительства.