Какие виды фундаментов можно возводить на пучинистых грунтах
Неправильные линии дверных проемов, трещины в бетонных конструкциях и смещения стен – все это результаты деформаций, возникающих из-за недостаточно тщательного проектирования. Одной из наиболее значимых характеристик почвы, которую следует принимать во внимание перед выполнением проектирования фундамента, является пучинистость. Игнорирование этого аспекта может привести к тому, что здание будет повреждено уже после первого замораживания грунта.
- Ленточные фундаменты: Идеальны для легких построек; распределяют нагрузку на большую площадь.
- Плитные фундаменты: Позволяют избежать деформаций, так как равномерно распределяют нагрузку по всей площади.
- Сваи: Используются для глубокого закладки, передают нагрузку на более стабильные слои грунта.
- Композитные фундаменты: Сочетают в себе элементы разных типов для повышения устойчивости.
- Фундаменты на гравитационном принципе: Для тяжелых сооружений, создают дополнительное давление на грунт.
Понятие пучинистого грунта
Пучение представляет собой изменение объема грунта, происходящее из-за замерзания воды. При этом масса воды неизменна, увеличивается только занимаемое ей пространство – примерно на 9%. Таким образом, материал смещается. Так как нижние слои грунта неподвижны ввиду их плотности, возникает выталкивание наружу, которое затрагивает любые сооружения на поверхности.
Классификация грунтов, подверженных пучению, приведена в ГОСТ № 25100. Наибольшую угрозу представляют слои мягкопластичной глины и мелкозернистого (пылевидного) песка. Установить точный вид почвы на строительной площадке поможет геологическое обследование.
Негативное влияние на фундаменты
Фундамент, подверженный такому мощному воздействию, испытывает огромные нагрузки. Если прочность основания недостаточна, это приводит к образованию трещин. Пучение может проявляться в нескольких формах:
- Вертикальные. Объем грунта, находящегося непосредственно под фундаментом, увеличивается.
- Касательные. Пучение происходит сбоку, подняв почву и создавая трение между ней и постройкой.
- Сжимающие. Пучение осуществляется со всех сторон фундамента, вдавливая его внутрь.
Существуют факторы, способные усилить негативные последствия – например, обильные осенние дожди или рост уровня грунтовых вод. Эти моменты следует учитывать на этапе проектирования.
Марки бетона, которые лучше всего сопротивляются пучению:
- Ленточные фундаменты: Они подходят для небольших нагрузок и могут быть углублены для уменьшения влияния пучинистых грунтов.
- Сваи: Используются для передачи нагрузки на более устойчивые слои грунта, эффективно борются с пучением.
- Плавающие фундаменты: Уровень фундамента совпадает с уровнем пучинистого слоя, что минимизирует воздействие.
- Плиты: Конструкции из бетонных плит равномерно распределяют нагрузку и обеспечивают стабильность.
- Выбор оптимального типа фундамента: Зависят от типа здания, уровня грунтовых вод и других факторов.
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
Существует три главные стратегии строительства фундаментов на пучинистых грунтах:
- Заглубление, то есть выполнение работ ниже уровня промерзания.
- Мелкое заглубление с повышением жесткости на изгиб, что позволит фундаменту быть более устойчивым к неравномерным нагрузкам.
- Использование теплоизолированных конструкций, которые предотвратят замерзание грунта вокруг основания путем его подогрева.
Ленточный
Грунт способен сжать ленточный фундамент, как если бы тот оказался в тисках, а затем вытолкнуть его наружу. Поэтому важно заглублять ленточный фундамент ниже уровня промерзания, как указано в первой стратегии. Кроме того, можно применить особый метод, достигая минимизации нагрузок: стенки ленточного фундамента следует строить под углом, а не вертикально. Эта трапециевидная форма позволит грунту при смещении скользить по поверхности стенок.
Плитный
Плитный фундамент требует наибольшего объема раствора, однако он решает несколько задач сразу: он подходит для неустойчивых типов почвы, увеличивает несущую способность и сопротивляется пучению. Главное — чтобы основание было выполнено из качественных материалов, таких как песок или песчано-гравийная смесь, поскольку песок помогает равномерно распределять нагрузки.
Для полной нейтрализации воздействия замерзшего грунта можно использовать утепленную шведскую плиту (УШП) или утепленный финский фундамент (УФФ). Хотя эта технология сложнее, монтаж теплоизоляции и подключение системы обогрева пола обеспечивают защиту от промерзания грунта в непосредственной близости к основанию.
Свайный
Свайный фундамент может быть идеальным вариантом для небольших строений из легких материалов на участках со значительным уклоном. Буронабивные и забивные свайные конструкции легко монтируются и требуют меньших затрат материалов. Основная сложность может заключаться в установке ростверка, поскольку трудозатраты на этот процесс иногда превышают затраты на строительство ленточного фундамента.
Как еще снижают влияние пучинистых грунтов
Кроме вопросов конструкции, строители также используют различные методы для снижения негативного воздействия пучения. Применяя несколько рекомендаций одновременно, можно добиться устойчивости здания даже на самых сложных грунтах.
Замена грунта
Капитальное решение проблемы заключается в полной выемке пучинистого грунта на участке строительства. Это решение может быть дорогим и не всегда выполнимым, но оно дает максимальный эффект. Котлован после этого заполняется песком и щебнем, что позволяет воде свободно уходить вглубь почвы, не задерживаясь в подушке.
Дренаж
Для экономии средств можно не удалять грунт, а сушить его с использованием дренажной системы. Наиболее распространенным методом является установка дренажных труб вокруг фундамента и вдоль участка, которые расположены под уклоном для отведения жидкости в специальный колодец. Также можно пробурить скважины под основанием и заполнить их щебнем, что требует меньше грунта для удаления, и обеспечивает отток воды через щебень.
Отмостка
Отмостка представляет собой многослойную конструкцию вокруг фундамента, предназначенную для снижения пучения. Это один из самых простых методов строительных работ.
Благодаря отмостке атмосферная влага не попадает в почву рядом с фундаментом. Она также не вступает в контакт с холодным воздухом зимой, что устраняет риски замерзания (температура нижних слоев грунта, как правило, колеблется около 10 градусов Цельсия, что недостаточно для замерзания воды). Однако отмостка не сводится к простой бетонной ленте. Это сложная структура, состоящая из последовательных слоев: подушки, гидроизоляции, утеплителя (обычно это пенополистирол), после чего заливается бетонная смесь.
Вопросы по теме
Какие особенности должны учитываться при проектировании фундаментов для пучинистых грунтов?
При проектировании фундаментов для пучинистых грунтов важно учитывать несколько ключевых факторов. Во-первых, необходимо провести тщательное геологическое исследование, выявив уровень залегания водоносных слоев и характеристики грунта. Во-вторых, рекомендуется использовать фундаменты, которые обладают высокой стойкостью к деформациям, такие как забивные сваи или плитные фундаменты, которые равномерно распределяют нагрузки. Также следует учитывать возможность применения дополнительных мер, таких как дренажные системы, которые помогут снизить уровень грунтовых вод и уменьшить риск пучения.
Как выбрать оптимальный тип фундамента для строительства на пучинистых грунтах?
Выбор оптимального типа фундамента для строительства на пучинистых грунтах зависит от нескольких факторов, включая тип и характеристики грунта, особенности строительного объекта и климатические условия. Так, для легких строений, таких как дачи или гаражи, можно рассмотреть вариант мелкозаглубленного фундамента, который обеспечит необходимую устойчивость при минимальных затратах. Для более крупных сооружений, таких как жилые дома или коммерческие здания, лучше применять забивные сваи или буронабивные сваи, которые распределяют нагрузку на большую площадь и уменьшают влияние пучения.
Какие методы обработки пучинистых грунтов могут применяться при строительстве?
Существует несколько методов обработки пучинистых грунтов, которые могут быть использованы для повышения их прочности и снижения негативного влияния пучения. Один из эффективных способов — это механическая обработка, которая включает в себя уплотнение грунта с помощью специальных машин. Также применяется химическая обработка с использованием вяжущих материалов, таких как известь или цемент, которые позволяют увеличить прочность и устойчивость грунтов. Наконец, дренажные системы могут быть установлены для контроля уровня грунтовых вод, что также поможет предотвратить пучение и улучшить стабильность основания.
