Чего процедура замены грунта или. Фундаменты на разных грунтах. Фундамент на пучинистых грунтах

Фундаменты — основа инженерных сооружений, обеспечивающие их прочность, устойчивость и долговечность. Важно чтобы, грунты в основании, обладали нужной прочностью и малой сжимаемостью. Для определения грунтовых характеристик и условий заложения фундамента в обязательном порядке проводится комплекс инженерно-геологических и гидрологических изысканий.

Особое значение имеют:

• вид грунтов основания;
• расположение и мощность слоёв;
• величина глубины сезонного промерзания;
• уровень нахождения грунтовых вод.

Одним из эффективных методов устройства основания с требуемыми характеристиками является замена ненадёжных грунтов.

Пучинистые или набухающие породы

Пучинистые основания характеризуются свойством увеличиваться в объёме при промерзании, что приводит к подъёму грунтовой поверхности и возникновении морозного пучения. Последующее оттаивание приводит к обратному эффекту - осадки грунтов. Результат - появление и развитие трещин в конструктиве фундамента и стенах здания, наклон сооружение и даже его разрушение.

Пучинистые виды пород — мелкие и пылеватые пески, суглинки, глины (с высокой влажностью к моменту промерзания).

Возведение фундаментов на таких грунтах представляет опасность, поэтому выполняется замена пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (крупно или среднезернистый песок, гравий, щебень).

Непучинистыми считаются грунты при их степени пучинистости ≤ 0,01, то есть при промерзании на глубину 100 см, увеличение их размеров происходит ≤ 1 см.

Заменять почву на всей глубине промерзания не всегда целесообразно, потому что из практики известно, что замерзание в нижней трети слоя незначительно и практически не приводит к пучению. Поэтому достаточно заменять только две верхние трети слоёв.

Но, правильное заключение в каждом конкретном случае может дать только квалифицированный специалист.

Если дом зимой отапливается, то достаточно, одновременно с заменой грунтов основания, засыпать дренирующим грунтом и пазухи. Это позволит надёжно защитить конструкции фундамента от боковых грунтовых воздействий. Если отопление не планируется, то засыпка выполняется снаружи и внутри.

Недопустимо устройство подушки из песка, если в пределах её высоты:

• имеется переменный уровень грунтовой воды. Подушка работает как дренаж, превращаясь в вид обычного пучинистого грунта;
• имеются грунтовые напорные воды, а фундаментная подошва выполнена на глубине выше сезонного промерзания. Под воздействием водного напора может произойти пучение песка.

Торфяные виды грунтов

Замена торфа экономична при наличии двух условий:

• его толщина не превышает 2-х м;
• под торфом имеется слой достаточно прочных пород.

В противном случае стоит подумать о необходимости строительства в этом районе или перейти к сооружению свайного или плитного фундамента.

Скальные породы

Прочная скальная порода обладает отличной несущей способностью, неподверженностью морозному пучению и невосприимчивостью временного обводнения. Замена скального грунта под фундаментом необходима только при наличии верхних трещиноватых слоёв. После их разборки, поверх укладывается бетон.

В Рекомендациях изложены инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные и термохимические мероприятия по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и сооружений, а также даны основные требования к производству строительных работ по нулевому циклу.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, которые осуществляют проектирование и строительство фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Действие сил морозного пучения грунтов ежегодно наносит народному хозяйству большой материальный ущерб, заключающийся в снижении сроков службы зданий и сооружений, в ухудшении условий эксплуатации и в больших денежных затратах на ежегодный ремонт поврежденных зданий и сооружений, на исправление деформированных конструкций.

В целях снижения деформаций фундаментов и сил морозного выпучивания Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений Госстроя СССР на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований с учетом передового опыта строительства разработаны новые и усовершенствованы уже существующие в настоящее время мероприятия против деформации грунтов при их промерзании и оттаивании.

Обеспечение проектных условий прочности, устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений на пучинистых грунтах достигается применением в практике строительства инженерно-мелиоративных, строительно-конструктивных и термохимических мероприятий.

Инженерно-мелиоративные мероприятия являются коренными, поскольку они направлены на осушение грунтов в зоне нормативной глубины промерзания и на снижение степени увлажнения слоя грунта на глубине 2-3 м ниже глубины сезонного промерзания.

Строительно-конструктивные мероприятия против сил морозного выпучивания фундаментов направлены на приспособление конструкций фундаментов и частично надфундаментного строения к действующим силам морозного пучения грунтов и к их деформациям при промерзании и оттаивании (например, выбор типа фундаментов, глубины их заложения в грунт, жесткости конструкций, нагрузок на фундаменты, анкеровки их в грунтах ниже глубины промерзания и многие другие конструктивные приспособления).

Часть предлагаемых конструктивных мероприятий приведена в самых общих формулировках без надлежащей конкретизации, как, например, толщина слоя песча но-гравийной или щебеночной подушки под фундаментами при замене пучинистого грунта непучинистым, толщина слоя теплоизолирующих покрытий во время строительства и на период эксплуатации и др.; более детально даются рекомендации по размерам засыпки пазух непучинистым грунтом и по размерам теплоизоляционных подушек в зависимости от глубины промерзания грунтов по опыту строительства.

В помощь проектировщикам и строителям приводятся примеры расчетов конструктивных мероприятий и, кроме того, даны предложения по заанкериванию сборных фундаментов (монолитное соединение стойки с анкерной плитой, соединение на сварке и на болтах, а также замоноличивание сборных железобетонных ленточных фундаментов).

Рекомендуемые для строительства примеры расчетов по конструктивным мероприятиям составлены впервые, а поэтому они не могут претендовать на исчерпывающее и эффективное решение всех затронутых вопросов по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов.

Термохимические мероприятия предусматривают, главным образом, снижение сил морозного выпучивания и величин деформации фундаментов при промерзании грунтов. Это достигается применением рекомендуемых теплоизоляционных покрытий поверхности грунта вокруг фундаментов, теплоносителей для обогрева грунтов и химических реагентов, понижающих температуру смерзания грунта и сил сцепления мерзлого грунта с плоскостями фундаментов.

При назначении противопучинных мероприятий рекомендуется руководствоваться в первую очередь значимостью зданий и сооружений, особенностями технологических процессов, гидрогеологическими условиями стройплощадки и климатическими характеристиками данного района. При проектировании предпочтение должно отдаваться таким мероприятиям, которые исключают возможность деформации зданий и сооружений силами морозного выпучивания как в период строительства, так и за весь срок эксплуатации. Рекомендации составлены доктором технических наук М. Ф. Киселевым.

Все предложения и замечания просьба присылать в НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР по адресу: Москва, Ж-389, 2-я Институтская ул., дом. 6.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.2. Рекомендации разработаны в соответствии с основными положениями глав СНиП II -Б.1-62 «Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования», СНиП II -Б.6-66 «Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования», СНиП II -А.10-62 «Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования» и СН 353-66 «Указания по проектированию населенных мест, предприятий, зданий и сооружений в северной строительно-климатической зоне» и могут быть использованы для инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, выполняемых в соответствии с общими требованиями по исследованию грунтов для строительных целей. Материалы инженерно-геологических изысканий должны удовлетворять требованиям настоящих Рекомендаций.

1.3. Пучинистыми (морозоопасными) грунтами называются такие грунты, которые при промерзании обладают свойством увеличиваться в объеме. Изменение объема грунта обнаруживается в поднятии при промерзании и опускании при оттаивании дневной поверхности грунта, в результате чего наносятся повреждения основаниям и фундаментам зданий и сооружений.

К пучинистым грунтам относятся пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины, а также крупнообломочные грунты с содержанием в виде заполнителя частиц размером менее 0,1 мм в количестве более 30% по весу, промерзающие в условиях увлажнения. К непучинистым (неморозоопасным) грунтам относятся скальные, крупнообломочные с содержанием частиц грунта диаметром менее 0,1 мм, менее 30% по весу, Пески гравелистые, крупные и средней крупности.

Таблица 1

Подразделение грунтов по степени морозной пучинистости

Примечания : 1. Наименование грунта по степени пучинистости принимается при удовлетворении одного из двух показателей В или Z .

2. Консистенция глинистых грунтов В определяется по влажности грунта в слое сезонного промерзания как средневзвешенное значение. Влажность грунта первого слоя на глубину от 0 до 0,5 м в расчет не принимается.

3. Величина Z , превышающая расчетную глубину промерзания грунта в м, т.е. разность между глубиной залегания уровня грунтовых вод и расчетной глубиной промерзания грунта, определяется по формуле:

где Н 0 - расстояние от планировочной отметки до залегания уровня грунтовых вод в м;

H - расчетная глубина промерзания грунта в ж по главе СНиП II -Б.1-62.

1.4. В зависимости от гранулометрического состава, природной влажности, глубины промерзания грунтов и уровня стояния грунтовых вод грунты, склонные к деформациям при промерзании, по степени морозного пучения по подразделяются на: сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и условнонепучинистые.

g н 1 -

нормативная нагрузка от веса части фундамента, расположенной выше расчетного сечения, в кг.

4.15. Удерживающая сила анкера определяется расчетом по формуле (6) на момент проявления силы выпучивания

4.16. При возведении зданий в зимнее время в случае неизбежного промерзания грунтов под фундаментами (для недопущения аварийного состояния зданий и принятия надлежащих мер по ликвидации возможных недопустимых деформаций конструктивных элементов зданий на сильнопучинистых грунтах) рекомендуется проверка фундаментов по условию их устойчивости на действие касательных и нормальных сил морозного выпучивания по формуле

Допустимую величину промерзания грунта под подошвой фундамента можно определить по формуле

4.17. Фундаменты под стены легких каменных зданий и сооружений на сильнопучинистых грунтах должны быть монолитными с анкерами по расчету на действие касательных сил пучения. Сборные блоки и фундаментные башмаки необходимо замоноличивать согласно настоящим Рекомендациям, по II .

4.18. При строительстве малоэтажных зданий на сильнопучинистых грунтах рекомендуется проектировать крыльца на сплошной железобетонной плите по гравийно-песчаной подушке толщиной 30-50 см (верх плиты должен быть ниже пола в тамбуре на 10 см с зазором между крыльцом и зданием 2-3 см). Для капитальных каменных зданий следует предусматривать устройство крылец на сборных железобетонных консолях с зазором между поверхностью грунта и низом консоли не менее 20 см; при столбчатых или свайных фундаментах следует предусматривать промежуточные опоры, с тем чтобы расположение столбов или свай под наружные стены совпадало с местом установки консолей для крылец.

4.19. Рекомендуется отдавать предпочтение таким конструкциям фундаментов, которые позволяют механизировать процесс производства фундаментных работ и сократить объем земляных работ по рытью котлованов, а также транспортировку, обратную засыпку и трамбовку грунта. На сильнопучинистых и среднепучинистых грунтах этому условию удовлетворяют столбчатые, свайные и анкерные свайные фундаменты, при устройстве которых не требуется производить больших объемов земляных работ.

4.20. При наличии местных дешевых строительных материалов (песок, гравий, щебень, балласт и др.) или непучинистых грунтов вблизи строительной площадки целесообразно устройство под зданиями или сооружениями сплошных подсыпок толщиной на 2 / 3 нормативной глубины промерзания или засыпок пазух с наружной стороны фундаментов из непучинистых материалов или грунтов (щебень, гравий, галька, пески крупные и средние; а также шлаки, горелые породы и другие горнопромышленные отходы). Засыпка пазух при условии отвода воды из них и без отвода ее выполняется согласно п. 5.10 настоящих Рекомендаций.

Осушение дренирующих засыпок в пазухах и подушек под фундаментами при наличии водопоглощающих грунтов ниже пучинистого слоя должно осуществляться путем сброса воды через дренирующие скважины или воронки (см. I , ). При проектировании фундаментов на подсыпках следует руководствоваться «Указаниями по проектированию и устройству фундаментов и подвалов зданий и сооружений в глинистых грунтах по методу дренирующих прослоек».

4.21. При строительстве зданий и сооружений на пучинистых грунтах из сборных конструкций пазухи необходимо засыпать с тщательным уплотнением грунта немедленно после укладки цокольного перекрытия; в остальных случаях пазухи должны засыпаться с утрамбовкой грунта по мере возведения кладки или монтажа фундаментов.

4.22. Проектирование заглубления фундаментов в пучинистых грунтах на расчетную глубину промерзания грунтов с учетом теплового влияния зданий и сооружений принимается по главе СНиП II -Б.1-62 в тех случаях, когда они не будут перезимовывать без предохранения грунтов от промерзания в период строительства и после его окончания до ввода здания в постоянную эксплуатацию с нормальным отоплением или когда они не будут находиться в длительной консервации.

4.23. При проектировании на пучинистых грунтах фундаментов промышленных зданий, строительство которых длится в течение двух-трех лет (например, теплоэлектростанции), в проектах следует предусматривать мероприятия по предохранению грунтов основании от увлажнения и промерзания.

4.24. При строительстве малоэтажных зданий следует предусматривать декоративные цокольные обшивки с засыпкой пространства между цоколем и заборной стенкой малотеплопроводными и невлагоемкими материалами (опилками, шлаком, гравием, сухим песком и различными отходами горной промышленности).

4.25. Замену пучинистого грунта непучинистым у фундаментов отапливаемых зданий и сооружений рекомендуется производить только с наружной стороны фундаментов. Для неотапливаемых зданий и сооружений замену пучинистого грунта непучинистым рекомендуется производить с обеих сторон фундаментов под наружные стены и также с обеих сторон фундаментов под внутренние несущие стены.

Ширина пазухи для засыпки непучинистым грунтом определяется в зависимости от глубины промерзания грунтов и от гидрогеологических условий грунтов оснований.

При условии отвода воды из засыпок пазух и при глубине промерзания грунтов до 1 м ширина пазухи для засыпки непучинистого грунта (песка, гравия, гальки, щебня) достаточна в 0,2 м. С заглублением фундаментов от 1 до 1,5 м минимально допустимая ширина пазухи для засыпки непучинистого грунта должна быть не менее 0,3 м, и при глубине промерзания грунтов от 1,5 до 2,5 м пазуху желательно засыпать на ширину не менее 0,5 м. Глубина засыпки пазух в данном случае принимается не менее 3 / 4 глубины заложения фундамента, считая от планировочной отметки.

При невозможности отвода воды из непучинистого грунта засыпку пазух ориентировочно можно рекомендовать на ширину, равную на уровне подошвы фундамента 0,25-0,5 м и на уровне дневной поверхности грунта - не менее расчетной глубины промерзания грунтов с. обязательным перекрытием непучинистого материала засыпки отмосткой с асфальтовым покрытием в соответствии с .

4.26. Устройство шлаковых подушек по периметру зданий с наружной стороны фундаментов надлежит применять для жилых и промышленных отапливаемых зданий и сооружений. Шлаковая подушка укладывается толщиной слоя от 0,2 до 0,4 м и шириной от 1 до 2 м в зависимости от глубины промерзания грунтов и прикрывается отмосткой, как показано на .

При глубине промерзания 1 м - толщина 0,2 м и ширина 1 м; при глубине промерзания 1,5 м - толщина 0,3 м и ширина 1,5 м и при глубине промерзания 2 м и более - толщина слоя шлаковой подушки 0,4 м и ширина 2 м.

При отсутствии гранулированного шлака рекомендуется при соответствующем технико-экономическом обосновании применять керамзит с теми же размерами толщины и ширины подушки, что и для шлаковых подушек.

5. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

5.1. В целях снижения сил выпучивания на период строительства рекомендуется применять послойно через 10 см засоление грунта засыпки вокруг фундаментов технической поваренной солью из расчета 25-30 кг на 1 м 3 суглинистого грунта. После рассыпки соли на слой грунта 10 см высотой и 40-50 см по ширине пазухи производится перемешивание грунта с солью и тщательное трамбование, затем укладка следующего слоя грунта с засолением и трамбованием. Грунт засыпки пазухи засоляется начиная от подошвы фундамента и не доходя 0,5 м до планировочной отметки.

Применение засоления грунта допускается в том случае, если оно не повлияет на снижение прочности материалов фундаментов или других подземных сооружений.

5.2. Для уменьшения величины сил смерзания между грунтом и материалом фундамента на период строительства рекомендуется смазать выровненные боковые поверхности фундамента непрочно-смерзающимися материалами, например битумной мастикой (приготовленной из золы-уноса ТЭЦ - четыре части, битума марки III - три части и солярового масла - одна часть по объему).

Обмазка фундамента должна производиться от его подошвы до планировочной отметки в два слоя: первый - тонкий с тщательной притиркой, второй - толщиной 8-10 мм.

5.3. В целях снижения касательных сил морозного пучения грунтов при устройстве малонагруженных свайных фундаментов под специальное технологическое оборудование на сильнопучинистых грунтах может быть применено покрытие поверхности свай в зоне сезонного промерзания грунтов полимерной пленкой. Экспериментальная проверка в полевых условиях показала эффект снижения касательных сил морозного пучения грунтов от применения полимедных пленок от 2,5 до 8 раз. Состав высокомолекулярных соединений и технология приготовления и нанесения пленок на плоскости железобетонных фундаментов изложены в «Рекомендациях по применению высокомолекулярных соединений в борьбе с морозным выпучиванием фундаментов».

5.4. Столбчатые фундаменты до полной их нагрузки в период строительства надлежит обёртывать бризолом или рубероидом в два слоя на 2 / 3 от нормативной глубины померзания грунтов, считая от планировочной отметки, при том условии, если нагрузка на фундамент меньше сил морозного выпучивания.

5.5. На время строительства вокруг фундаментов зданий и сооружений следует устраивать временные теплоизоляционные покрытия из опилок, снега, шлака и других материалов в соответствии с указаниями по предохранению грунтов и грунтовых оснований от промерзания.

5.6. Во избежание промораживания грунтов под подошвой фундаментов внутренних стен и колонн в технических подпольях и цокольных этажах недостроенных или построенных, но перезимовывающих без отопления зданий следует организовать в зимние месяцы временное отопление этих помещений, чтобы не допустить повреждения конструктивных элементов зданий (в практике применяются калориферы, электронагреватели, металлические печи и др.).

5.7. При строительстве в зимнее время в отдельных случаях надлежит предусматривать электропрогрев грунтов путем периодического пропускания (в зимние месяцы) электрического тока по специально уложенной под фундаментами 3-мм стальной проволоке; контроль за обогревом грунта под фундаментами должен осуществляться при этом по данным замеров его температуры ртутными термометрами или по данным наблюдений за промерзанием грунта около фундаментов по мерзлотомеру Данилина.

5.8. Промышленные здания или сооружений, для которых по технологическим соображениям нельзя допускать деформации вследствие промерзания грунтов вокруг фундаментов и ниже их подошвы (фундаменты под установки для получения жидкого кислорода, под холодильные машины, под автоматические и другие установки, в холодных неотапливаемых цехах и под специальные установки и оборудование), должны быть надежно ограждены от деформаций морозного пучения грунтов.

В этих целях рекомендуется применять периодически (с ноября по март, а для северных и северо-восточных районов с октября по апрель) обогрев грунта вокруг фундаментов пропусканием горячей воды по трубопроводу от центральной отопительной системы или от сточных отработанных промышленных горячих вод. Для этого можно также использовать водяной пар.

Покрытый битумной эмалью стальной трубопровод сечением не менее 37 мм должен укладываться непосредственно в грунт на глубину 20-60 см ниже планировочной отметки и на 30 см в сторону от фундамента с наружной стороны с уклоном для слива воды. Там, где позволяют условия производства, над трубопроводом по поверхности земли рекомендуется уложить растительный грунт слоем 10-15 см с уклоном в сторону от фундамента. По поверхности растительного слоя в целях теплоизоляции полезно сделать посев дернообразующих многолетних травосмесей.

5.9. Подготовку почвенного слоя, посев дернообразующих трав и посадку кустарниковых растений следует производить, как правило, в весеннее время, без нарушения принятой по проекту планировки площадок.

5.10. В качестве задернителей рекомендуется применять травосмесь, состоящую из семян пырея, полевицы, овсяницы, мятлика, тимофеевки и других дернообразующих травянистых растений. Желательно использовать семена трав местной флоры применительно к природно-климатическим условиям местности. В засушливые летние месяцы задерненные и засаженные декоративными кустарниками участки рекомендуется периодически поливать.

6. ОСОБЕННОСТИ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ ПО НУЛЕВОМУ ЦИКЛУ

6.1. Применение способа гидромеханизации для проходки котлованов под здания и сооружения на строительных площадках с пучинистыми грунтами, как правило, не допускается.

Рефулирование пучинистых грунтов в период строительства на застраиваемых площадках может быть допущено только в том случае, если намывные грунты будут залегать не ближе 3 м от фундаментов наружных стен.

6.2. При устройстве фундаментов в пучинистых грунтах необходимо стремиться к уменьшению ширины котлованов и немедленному заполнению пазухи тем же грунтом с тщательным уплотнением. При засыпке пазух необходимо обеспечить поверхностный сток воды вокруг здания, не дожидаясь окончательной планировки и укладки почвенного слоя для задернения или асфальтовой отмостки.

6.3. Отрытые котлованы и траншеи не следует оставлять на длительное время до установки в них фундаментов. Появляющиеся в котлованах и траншеях грунтовые или атмосферные воды должны немедленно отводиться или откачиваться.

Водонасыщенный слой грунта от скопления поверхностных вод должен быть заменен непучинистым грунтом или уплотнен с втрамбовыванием в него щебня или гравия на глубину не менее 1 / 3 слоя разжиженного грунта.

6.4. При разработке в зимнее время котлованов под фундаменты и траншеи для подземных коммуникаций вблизи фундаментов на пучинистых грунтах применение искусственного оттаивания водяным паром не допускается.

6.5. Засыпка пазух должна производиться послойно (по возможности тем же талым грунтом) с тщательным трамбованием. Засыпку пазух котлованов бульдозером без уплотнения пучинистых грунтов не следует допускать.

6.6. Фундаменты, установленные в летнее время и оставленные на зиму ненагруженными, должны быть покрыты теплоизоляционными материалами.

Бетонные плиты толщиной более 0,3 м на сильнопучинистых грунтах должны быть укрыты при глубине промерзания грунтов более 1,5 м минераловатными плитами в один слой или керамзитом с объемным весом 500 кг/м 3 с коэффициентом теплопроводности 0,18, толщиной слоя 15-20 см.

6.7. Линии временного водоснабжения допускается прокладывать только по поверхности. В период строительства необходимо обеспечить строгий контроль за состоянием сетей временного водоснабжения. При обнаружении утечки воды из труб временного водоснабжения в грунт необходимо принять экстренные меры по ликвидации увлажнения грунта вблизи фундаментов.

ПРИЛОЖЕНИЕ I
Примеры расчета фундаментов зданий и сооружений на устойчивость при промерзании сильнопучинистых грунтов

Для примеров расчета устойчивости фундаментов приняты следующие грунтовые условия площадки строительства:

1) растительный слой 0,25 м;

2) суглинок желто-коричневый от 0,25 до 4,8 м; объемный вес грунта колеблется от 1,8 до 2,1; природная влажность колеблется от 22 до 27%, влажность на границе текучести 30%; на границе раскатывания 18%; число пластичности 12; уровень грунтовых вод на глубине 2-2,5 м от дневной поверхности. Суглинок мягкопластичной консистенции по природной влажности и условиям увлажнения относится к сильнопучинистому.

В данных грунтовых условиях даются примеры расчета фундаментов на устойчивость при воздействии касательных сил морозного пучения для следующих конструктивных видов железобетонных фундаментов: пример 1 - монолитный железобетонный столбчатый фундамент с анкерной плитой; пример 2 - железобетонный свайный фундамент; пример 3 - сборный железобетонный столбчатый фундамент с односторонней анкеровкой, ленточный и сборный железобетонный фундамент; пример 4 - замена пучинистого грунта в пазухе непучинистым и пример 5 - расчет теплоизоляционной подушки у фундаментов. В остальных примерах характеристика грунтовых условий приводится для каждого в отдельности.

Пример 1 . Требуется рассчитать монолитный железобетонный столбчатый фундамент с анкерной плитой на устойчивость при воздействии сил морозного выпучивания ().

H 1 =3 м; h =2 м (глубина промерзания грунта); h 1 = 1 м (толщина талого прослойка); N н =15 т; g н = 5 т; γ 0 =2 т/м 3 ; F a =0,75 м 2 ; b =1 м; с =0,5 м (ширина стойки); h 2 =0,5 м (толщина анкерной плиты); u =2 м; τ н =1 кг/см 2 =10 т/м 2 ; km =0,9; n =1,1; n 1 =0,9; F = 4 м 2 .

Находим значение удерживающей силы анкера по формуле ().

Подставляя в формулу () нормативные значения различных величин, получим:

0,9·9,0+0,9(15+5)<1,1·10·4; 26,1<44.

Как видим, условие устойчивости фундамента при пучении грунтов не соблюдается, поэтому необходимо применить противопучинные мероприятия.

Пример 2 . Требуется рассчитать железобетонный свайный фундамент (свая с квадратным сечением 30X30 см) на устойчивость при воздействии на него сил морозного выпучивания ().

Исходные данные для расчета следующие: H 1 =6 м; h = 1,4 м; g н =1,3 т; Q н =11,04 т; u =1,2 м; с =0,3 м; τ н =1 кг/см 2 =10 г/м 2 ; N н =10 т; km = 0,9; n =1,1; n 1 =0,9.

Проверяем устойчивость свайного фундамента на морозное выпучивание по формуле () получим:

0,9·11,04+0,9(10+1,3)>1,1·10·1,68; 20,01>18,48.

Проверка показала, что при воздействии сил морозного выпучивания условие устойчивости фундамента соблюдается.

Значение удерживающей силы анкера Р н а находим по формуле ()

Подставляя значения величин в формулу (), получим:

0,9·21,9+0,9(25+13,3)>1,1·10·4,08; 54,18>44,88.

Исходные данные следующие; грунты те же, что и в примере 1; расчетная глубина промерзания грунтов и глубина заложения фундаментов 1,6 м; ширина пазухи, засыпанной гравием со щебнем, равна 1,6 м; ширина асфальтовой отмостки 1,8 м, ширина траншеи внизу, считая от стойки, принимается равной 0,6 м.

Объем непучинистого грунта получается из произведения площади сечения засыпки на величину периметра здания или сооружения.

Для расчета устойчивости фундамента на действие касательных и нормальных сил морозного пучения приняты следующие грунтовые и гидрогеологические условия:

По составу, природной влажности и условиям увлажнения данный грунт относится к среднепучинистому.

Исходные данные для расчета следующие: Н = 1,6 м; h 1 =1 м; h 2 =0,3 м; h =0,3 м; с =0,4 м; с 1 =2 м; F = 3,2 м; f =4 м; N н =110 т; g н = 11,5 т; R = 0,06 кг/см 3 =60 т/м 3 ; τ н =0,8 кг/см 2 =8 т/м 2 ; n 1 =0,9; n =1,1.

Устойчивость фундамента на морозное выпучивание проверяем по формуле ().

Подставляя в формулу значения величин, получим:

0,9(110+11,5)>1,1·8·4+4·0,3·60; 109,4>107,2.

Проверка показала, что условие устойчивости соблюдается при промерзании грунта ниже подошвы фундамента на 30 см.

Пример 8. Требуется рассчитать монолитный железобетонный фундамент под колонну на устойчивость при действии нормальных сил и касательных сил морозного пучения ().

Подставляя в формулу нормативные значения величин получим:

0,9(40+3)<1,1·10·3+1·0,3·60; 38,7<51.

Проверка показала, что условие устойчивости данной конструкции фундамента на сильнопучинистом грунте не соблюдается при промерзании грунта ниже подошвы фундамента на 30 см.

Допустимую величину промерзания грунта под подошвой фундамента можно определить по формуле ().

Для данного примера эта величина h = 9,5 см. Как видим, в зависимости от конструкций фундамента и грунтовых условий, т.е. степени пучинистости грунта, имеется возможность определять допустимую величину промерзания грунта ниже подошвы фундамента.

ПРИЛОЖЕНИЕ II
Предложения по конструктивным приспособлениям столбчатых и ленточных фундаментов к условиям строительства на пучинистых грунтах.

Сборные железобетонные малонагруженные фундаменты, возводимые на средне- и сильнопучинистых грунтах, часто подвергаются деформациям под действием касательных сил морозного выпучивания. Следовательно, сборные элементы фундаментов должны иметь между собой монолитное соединение и, кроме того, должны быть рассчитаны на работу со знакопеременными усилиями, т.е. на нагрузки от веса зданий и сооружений и на силы морозного выпучивания фундаментов.

Наименьший внутренний диаметр загиба крюка равен 2,5 диаметра арматуры; прямой, участок крюка равен 3 диаметрам арматуры.

Площадь сечения петли фундаментного блока должна быть равна площади сечения арматурного стержня. Высота петли над поверхностью фундаментной подушки должна быть больше загибаемой части крюка на 5 см.

Бетонные блоки изготовляются с отверстиями диаметром, равным 8 диаметрам арматуры. Наименьший диаметр отверстия должен быть не менее 10 см.

Нижний ряд фундаментных блоков устанавливается на фундаментные подушки таким образом, чтобы петли подушек вошли примерно в середину отверстий блоков. Вслед за монтажом нижнего ряда в отверстия блоков устанавливаются арматурные стержни и зацепляются нижними крюками за петли фундаментных подушек. В вертикальном положении стержни удерживаются благодаря зацеплению верхнего крюка за металлический стержень диаметром 20 мм и длиной 50 см, который подклинивается деревянными клиньями.

Рис. 10. Сборный железобетонный ленточный фундамент

а - ленточный фундамент; б - разрез ленточного фундамента; в - бетонный блок с отверстиями для установки арматуры; г - соединение арматурных стержней между собой и с фундаментной подушкой; д - фундаментная подушка с петлями для подсоединения арматурных стержней:
1 - арматурные стержни длиной, равной высоте бетонного блока; 2 - петля фундаментной подушки

После установки арматуры отверстие заполняется раствором с уплотнением. Для этой цели используется тот же раствор, что и для укладки бетонных блоков. После начала схватывания раствора клинья и стержень убираются.

Последующий ряд блоков устанавливается таким образом, чтобы крюки арматуры нижнего ряда были бы примерно по центру отверстия блоков.

При установке фундаментов с анкерной плитой следует обращать особое внимание на плотность укладки грунта обратной засыпки пазух котлована. Рекомендуется засыпать пазухи только талым грунтом слоями не более 20 см с тщательным трамбованием ручными пневмо- или электротрамбовками.

В ряде случаев экономически целесообразно взамен заглубления фундамента сквозь небольшую толщу слабых (иловатых, заторфованных, насыпных и т. п.) грунтов или же укрепления слабых грунтов, расположенных под фундаментом, удалить эти грунты и на их место уложить подушку из песка, гравия, камня, цементно-грунтовой, известково-грунтовой смеси или другого малосжимаемого материала.

При толщине слоя слабого грунта 1,5-2 м целесообразно уложить подушку непосредственно на подстилающий пласт более прочного грунта (слева на рис. 5.3). Если слабый грунт распространяется на значительную глубину, размеры подушки назначают из условия уменьшения под ней давления до величины, не превышающей расчетного сопротивления этого грунта. При этом толщину подушки и ее ширину понизу принимают исходя из распределения давления под углом а к вертикали от 20 до 40°. Величина угла а зависит от физико-механических свойств материала подушки.

Применять подушки целесообразно под одиночные и ленточные фундаменты с шириной подошвы 1 -1,5 м в глинистых, суглинистых и песчаных грунтах с расчетным сопротивлением 0,10-0,15 МПа выше уровня . Для устройства подушки используют материал с расчетным сопротивлением под подошвой фундамента 0,20-0,25 МПа. В песчаных и супесчаных грунтах для устройства подушек используют несвязные грунты. В суглинистых и глинистых грунтах во избежание скапливания воды в котловане подушки делают из трамбованных связных грунтов или же используют для их устройства смесь грунтов с цементом или с известью.

Для устранения возможности бокового расширения грунта под фундаментом, предотвращения выпирания слабого грунта, а также предохранения основания от подмыва применяют шпунтовые ограждения, которые в отдельных случаях оставляют в грунте на весь период эксплуатации сооружения. Шпунтовые ограждения могут быть использованы также при устройстве грунтовых подушек для сокращения объемов работ по удалению слабого грунта из котлована и отсыпке подушки.

В зависимости от конструкции ограждения, глубины забивки шпунта в грунт ниже подошвы фундамента, а также физико-механических свойств грунтов основания его несущая способность в результате использования шпунтового ограждения может быть повышена до 2 раз, а осадки основания уменьшены в 2-3 раза. Наилучшей конструкцией ограждения, воспринимающей силы распора грунта основания, является круглое в плане ограждение из плоского стального шпунта.
4. В каких случаях применяют замену слабых грунтов?

5. Какова роль шпунтовых ограждений при укреплении грунтов?

6. Что такое цементация, битумизация, силикатизация, смолизация грунтов?

После приобретения земли под застройку часто оказывается, что рельеф и геология местности не вполне пригодны для долговременного использования и ведения сельскохозяйственной деятельности. Мы расскажем о поднятии и выравнивании грунта, начиная от разметки и заканчивая защитным озеленением.

Когда имеет смысл поднимать участок

Одной из худших геоморфологических обстановок считается поднятие УГВ выше глубины промерзания грунта. На таких участках пучение выражено особенно сильно, из-за чего возникает потребность в сложных типах фундаментов, например, в свайно-ростверковом. Малозаглубленные фундаменты в таких условиях не работают, а полноценное заглубление требует опоры на слой грунта в 2,5-3 метрах от поверхности, выше фундамент остаётся неустойчивым и может подвергаться осадкам из-за высокой влажности грунта.

Нельзя сказать, что геодезическое планирование участка — это дешёвый метод избавиться от проблем с грунтом. Однако полезность такого решения может быть выражена экономически в пользу застройщика, в случае если поднятие грунта избавило от проблем с гидроизоляцией, утеплением и стабилизацией фундамента и вызванных этим затрат. Обычно так и есть: планирование позволяет дешевле, а главное — быстрее решить проблему плохой геоморфологии, существенно сокращая в итоге срок усадки основания. Особенно показано такое решение при строительстве сруба или монтаже сборных фундаментов.

Но поднятие уровня на участке не всегда решает проблему. При большом уклоне (более 5-7%) следует выполнять террасирование , а не поднятие грунта, а это уже совсем другая технология. На таких уклонах даже привлечение спецтехники для заливки буронабивных свай обходится меньшей кровью, а ведь среди фундаментов этот — один из сложнейших. В местности может также попросту не оказаться достаточно плотного слоя грунта, чтобы опереть на него постройку нужной массы. Поднятие участка в такой обстановке вообще ничего не даст, в любом случае придётся делать фундамент плавающим.

Нужен ли дренаж

Дренажные системы показаны для искусственно выровненных участков со значительным перепадам высот, где обычным поднятием, как мы знаем, проблему не решить. Однако явления эрозии и вымывания могут быть выражены даже на небольших уклонах, поэтому минимальную отсыпку и поверхностный дренаж придётся сделать.

По обоим границам участка, расположенным вдоль уклона, нужно отрыть дождевые траншеи , одна из которых (нижняя) принимает воду из поперечного разреза, устроенного по верхней границе участка. Дно траншей отсыпают щебнем, по уклонам высаживают кустарник. Периодически траншеи придётся чистить, обычно на долю владельца участка приходится та, что выше по уровню. По глубине траншеи должны доходить до верхнего водоупора и немного разрезать его — около 20-30 cм. Чтобы меньше нарушать рельеф местности, глубину траншей можно корректировать гигроскопичным материалом — тем же щебнем или строительным боем.

Если направление уклона и траншеи расходятся более чем на 15º, следует быть готовым к усиленному поступлению воды. Дно верхней траншеи следует вымостить кирпичом, ещё лучше — лотками. На таких участках имеет смысл выравнивать грунт локально исключительно под постройки. В таком случае участок под огород просто защищается от эрозии траншеей поперёк уклона, по верхнему склону которой высажен ивняк или несколько берёз. Дно траншеи и её верхний откос рекомендуется отсыпать щебнем, чтобы упредить заиливание.

Нет никакого смысла выстилать чернозёмом весь слой насыпи, как и нету смысла набрасывать глину поверх плодородного слоя. Верхний слой придётся снять до чистой глины, а затем вернуть на место. Если выравниванию подлежит только часть участка, излишек грунта просто отбрасывается на прилегающую территорию. Если участок планируется полностью, работы проводят в два этапа.

Выемка грунта проводится с целью устранить пластичную вымываемую прослойку между двумя плотными слоями, ибо так велика вероятность сползания насыпи под собственным весом. Единственное исключение — когда участок расположен просто в низине без уклона на 20-30 см ниже прилегающей территории. Здесь разумно ограничиться увеличением толщины плодородного слоя.

После оголения плотного пласта проводится серия геодезических замеров. Зная конфигурацию верхнего водоупора, можно определить необходимый объём грунта и начать его завоз. Параллельно вычисляют объёмы щебня для подсыпки и планируют устройство дренажной системы .

Чем отсыпать возвышенность

Для создания насыпи используется тугопластичная глина в набухшем состоянии, суглинок или супесь. Способность подсыпки пропускать воду определяется геоморфологией: если при обилии воды плотно утрамбованную террасу отсыпать не получается или подсыпка ведётся поверх пористой прослойки — насыпь должна ограниченно пропускать воду. Оптимально, если по несущей способности глина соответствует нижележащему слою, так что не поленитесь взять пробы.

В местах, где план участка возвышается над прилегающими территориями более 30-40 см, необходимо выполнить подпорную отсыпку дорожным щебнем фракции 70-90 см. Его же используют и в поверхностном дренаже. Щебень сваливают сразу после выемки грунта под образованный борт. Ширина отсыпки в нижней части должна быть не менее половины высоты щебенчатого вала. По сторонам участка вдоль уклона щебнем можно сразу формировать дно дренажных траншей.

Подпоры высотой более метра накрывают геотекстилем, который сразу придавливается небольшим слоем глины. После этого заводится и распределяется по участку привозной грунт. Самый простой маршрут прокладки — начиная с вала, проложенного от места въезда техники до противоположной точки, а затем в отвал в обе стороны.

За один раз не рекомендуется насыпать более 0,7-0,8 метров насыпи из глины. При необходимости поднять больше следует дождаться обильного дождя или дать насыпи время на зимовку. Но с применением трамбовочной и экскаваторной техники можно быстро насыпать и более внушительные отвалы.

Нужно ли трамбование или укатка

Оптимально, если привозная глина последовательно сгружается полностью на верхнем уровне отвала, а затем сталкивается ковшом на незаполненные участки. Так происходит качественное уплотнение, при котором окончательная усадка проходит за одно-два смачивания.

Трамбовка применяется при потребности в высокой скорости выполнения работ, например, когда оптимальное время для выполнения насыпи ограничено сезонно или погодой. С поочерёдным трамбованием можно отсыпать слои чистой глины по 0,6-1,0 один за другим без предварительного смачивания. Отметим ещё раз, что для трамбования подходит лишь набухшая глина, сухая не примет водоупорных свойств до набухания и последующего уплотнения.

Слои по 30-40 см можно трамбовать укатыванием, но колёсная техника для этих целей подходит плохо. Гусеничный экскаватор незаменим, если поднятие участка выполняется на высоту более метра, в остальных случаях разумнее прибегнуть к ручной развозке и выравниванию, а уплотнение доверить осадкам.

Учтите, что зачастую не нужно вручную делать разуклонку участка. Под действием движения поверхностных вод свежая насыпь со временем примет естественный уклон. При обильном поступлении воды иногда требуется даже немного приподнимать заранее насыпь в нижней части склона.

Если поторопиться и завезти чернозём до окончательного уплотнения глины, эрозия быстро окажет своё губительное воздействие и участок сильно потеряет в плодородности. К сожалению, от такого явления спасает только перепахивание почвы весной и осенью, да и то отчасти.

Чернозём или плодородный слой лучше насыпать сухим и не укатывать его, предпочтительно ручное распределение и выравнивание грунта. Техника должна завозить чернозём в обратном порядке, чем тот, в котором насыпалась глина. Заполняется участок от краёв до центральной . В окончании засыпки заполняется и она.

Это наиболее трудоёмкий этап поднятия участка: помимо того, что нужно выровнять грунт не только в одной плоскости, но ещё и с равномерным уплотнением, верхний насыпной слой может не быть однородным. Обычно перед выгрузкой чернозёма монтируют опалубку, отливают и гидроизолируют фундамент, затем обсыпают щебнем. Насыпи поверхностного подпора также устраивают до формирования плодородного слоя.

Защита от размывания, укрепление насыпи на склоне

Помимо подпорных отсыпок и дренажа имеются и другие способы предотвратить размывание почвы. Из них наиболее известный и достаточно действенный — высадка по верхней и нижней границам планируемого участка растений с развитой корневой системой, а в верхней части — активно поглощающих воду.

Кустарники высаживают по уклонам дренажных траншей, чтобы укрепить их стенки. Здесь годятся растения от ежевики и шиповника до камыша: они не создают много тени и при этом хорошо выкачивают воду из почвы. Из высшего яруса помимо березы и ивы можно использовать низкорослые бузину и облепиху. На крутых уклонах насыпь рекомендуется укреплять георешётками и подземной дренажной сетью.

Но при небольшой разнице в уровне грунта отсыпки и защитного озеленения будет вполне достаточно.

Вода в грунте - это опасное для фундамента явление. Начинать бороться с ним нужно еще на стадии проектирования дома. В первую очередь стоит провести геологические исследования, которые определят уровень расположения влаги. Какой фундамент подойдет при высоком уровне грунтовых вод, зависит от определенной отметки.

Геологические исследования в частном строительстве выполняют вручную. Для этого откапывают ямы глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки фундамента или используют метод ручного бурения на ту же глубину. Важно, чтобы на расстоянии полуметра от подошвы здания не было скопления влаги. Испытания рекомендуется проводить в весенний период (когда уровень воды самый высокий) в низине участка.

Фундамент при высоких грунтовых водах становится конструкцией, которая постоянно подвергается негативным воздействиям. Влага в грунте приводит к такому явлению как морозное пучение - увеличение почвы в объеме под наружными стенами здания. При этом центральная часть дома остается в прежнем положении. Неравномерные деформации - основная причина трещин по стенам.

Промерзание станет проблемой и для материала фундамента. Чаще всего конструкция изготавливается из бетона. Влага попадает в поры подземной части здания и замерзает там. Вода при замораживании увеличивается в размерах. Это свойство отличает ее от любого другого вещества на планете. При этом давление внутри структуры бетона увеличивается. Весной конструкция оттаивает - давление уменьшается. Такое постоянное расшатывание внутренних связей в бетоне приводит к его разрушению.

Грунтовые воды на участке могут вызывать коррозию материалов, если в них содержаться щелочи или кислоты. Особенно опасно это явление для бетона. Арматура при заливке защищается слоем бетона толщиной 2-3 см, что предотвращает ее повреждение.

Расположение УГВ на расстоянии 3 м и более от поверхности

Эта ситуация наиболее благоприятна. При таком раскладе событий возможно строительство зданий с подвалом без каких-либо специальных мероприятий. В качестве опорной части применяют заглубленный ленточный фундамент. При залегании на участке глинистых грунтов (глина, суглинок, супесь) требуется выполнить ряд мероприятий по предотвращению морозного пучения при возможном поднятии влаги в весенний период и при обильных осадках:

• опирание подошвы ниже глубины промерзания (определяется отдельно для каждого населенного пункта);
• вертикальная гидроизоляция стен подвала битумом или оклеечными материалами (рубероид, линокром, гидроизол);
• подсыпка под подошву фундамента песка (средней или крупной фракции), щебня или гравия толщиной 30-50 см;
• устройство дренажа в уровне подошвы.

Расположение УГВ на расстоянии 1,5 м и более

В качестве фундамента при высоком уровне грунтовых вод рекомендуется использовать незаглубленную ленту или плиту. Ленточное основание подойдет при строительстве на прочных грунтах. Для непрочных почв используют плитный вариант. Для небольшой постройки разрешается применять столбы. Глубина заложения опорной части дома назначается в пределах 70-100 см.

При возведении ленточного фундамента мелкого заложения на глинистых грунтах, нужно предусмотреть защиту от морозного пучения. Для этого используют комплекс мероприятий:

• укладка дренажа в уровне подошвы по периметру дома;
• подсыпка из непучинистых материалов (песок, щебень, гравий);
• утепление наружной поверхности ленты и утепленная отмостка.

При необходимости устройства подвала и заглубленного фундамента, требуется предусмотреть надежную гидроизоляцию. Чтобы помещение оставалось сухим, предусматривают следующие мероприятия:

• наружная гидроизоляция (например, рулонным материалом с использованием защитного экрана);
• внутренняя гидроизоляция (штукатурная, проникающая);
• использование для заливки стен подвала бетонов с низкой влагопроницаемостью (не ниже W8).

Также обязательной мерой станет дренажная система по периметру здания и ливневая канализация для отвода дождевой и талой воды.

Расположение УГВ на расстоянии 0,5 м и более

В этом случае устройство подвала - очень затратное мероприятие. Настоятельно рекомендуется отказаться от него. При залегании горизонта вод на расстоянии 0,5 м от поверхности применяют незаглубленные типы фундаментов:

• столбчатый;
• ленточный;
• плитный.

Первый вариант практически не используется из-за низкой несущей способности. Незаглубленная лента подойдет только для небольших хозяйственных построек из легких материалов. Сюда относятся деревянные и каркасные конструкции. Лучше использовать Т-образное сечение фундамента (с уширением в нижней части), поскольку оно обладает большей несущей способностью по сравнению с прямоугольным.

При необходимости построить большой дом, выбирают плиту. Ее толщина и армирование назначаются в зависимости от этажности здания и материала, из которого изготовлены стены (дерево, легкие бетоны, кирпич). В этом случае придется позаботиться об утеплении конструкции, поскольку фундамент ничем не защищен от губительного действия холода. Хорошим решением станет утепленная шведская плита (УШП), для защиты которой используется экструдированный пенополистирол или обычный пенопласт. Пеноплекс дороже пенопласта, но он также обеспечит гидроизоляцию конструкции.

Технология предполагает наличие трех способов укладки теплоизоляции одновременно:

• под плитой;
• вертикальная по периметру плиты;
• утепленная отмостка.

Чтобы предотвратить морозное пучение и повысить несущую способность основания, выполняют замену грунта. Для этого используют средний или крупный песок, гравий или щебень. Можно смешивать материалы (песчано-гравийная смесь). В среднем толщина подушки назначается 30-50 см. Но если почва на участке слабая, то подсыпку укладывают до тех пор, пока она не перестанет уходить в грунт и не вытеснит лишнюю влагу.

Расположение УГВ ближе, чем на 0,5 м

В этой ситуации использование незаглубленных фундаментов невозможно, поскольку не выполняется условие: УГВ должен располагаться на 50 см ниже опирания фундамента. Единственным решением станут сваи. Они различаются по технологии изготовления, способу погружения и материалу.

Чаще всего используются железобетонные и металлические сваи. Наиболее популярным вариантом стали винтовые элементы из стали. Они позволяют выполнять работы даже на сильно заболоченном участке без дополнительных мероприятий. Такой тип фундаментов относят к не дорогим и наименее трудозатратным, но он применим только для каркасного или деревянного дома: металлические сваи не обладают большой несущей способностью. Самый распространенный диаметр винтовых свай - 108 мм. Шаг и глубину подбирают в зависимости от нагрузки.

Железобетонные элементы в частном строительстве изготавливают буронабивным методом. Одним из подвидов таких свай стали элементы по технологии ТИСЭ. Они особенно актуальны при предотвращении морозного пучения, поскольку имеют уширение в нижней части и предотвращают выдергивание.

Буронабивной тип основания подойдет для зданий из любых материалов. Основной недостаток - сложность изготовления. Такой фундамент при высоком УГВ требует временного водопонижения на период строительства, что ощутимо повышает финансовые и трудовые затраты.

Для соединения отдельных опор в единую конструкцию по обрезу свай монтируют ростверк. Он может быть:

• деревянным (деревянный или каркасный дом);
• железобетонным;
• металлическим.

Последние два варианта преимущественно используют при возведении кирпичных и бетонных зданий.

Фундамент при высоком уровне грунтовых вод – одно из наиболее сложных и ответственных сооружений.

Такое основание дома необходимо возводить, учитывая множество самых разнообразных факторов, каждый из которых должен соответствовать всем требованиям, связанным с опасностью подтопления и преждевременным разрушениям постройки.

Соответственно важно правильно определить уровень промерзания почвы, выбрать наиболее подходящую конструкцию основания и обеспечить наличие эффективной дренажной системы.

Определение уровня грунтовых вод и возможные опасения

Уровень грунтовых вод

Устройство фундамента при высоком уровне грунтовых вод должно отличаться устойчивостью и надежностью. Какова степень угрозы оседания и разрушения постройки, выясняют задолго до начала строительных работ. С этой целью весной или осенью (в то время, когда количество влаги, содержащейся в грунте, достигает максимального уровня) на том месте, где в соответствии с планом строительства будет обустроен подвал, следует выкопать яму глубиной не менее 3 м.

Выройте яму глубиной не менее 3 м

Для получения точных данных потребуется надежно защитить яму от погодных осадков. Спустя несколько недель на дне появится и устоится определенное количество воды. Возможно, дно останется сухим, и тогда фундамент не требует дополнительной защиты.

Если вода находится на расстоянии выше 2 м от поверхности, необходимо не только выполнить расчет глубины, на которой будет сооружен фундамент, но и правильно выбрать конструкцию.

Каким должен быть фундамент при высоких грунтовых водах, могут сказать специалисты после проведенных геологических изысканий.

Сваи поднимут уровень дома на безопасную высоту

Среди существующих конструкций фундамента на грунтовых водах высокого уровня особой популярностью и доверием потребителей пользуются свайные сооружения.

Их обустройство поможет обеспечить качественную и надежную защиту основания дома от негативного влияния подземных вод:

• затопление подвальных помещений;
• разрушение бетонных конструкций;
• возникновение и развитие грибка и плесени;
• нарушение целостности самого фундамента при промерзании в холодное время года.

При высоком УГВ стены котлована могут оплыть

Кроме того, высокий УГВ становится причиной оплыва стенок котлована и резкого сокращения несущей способности грунта. Это потребует выполнения дополнительных работ по обустройству эффективной дренажной системы, включающей колодцы и водосборники.

Самым опасным признан процесс вымывания из почвы минералов, что значительно ухудшает прочностные характеристики грунта и приводит к изменению его структуры. Установка фундамента в таких условиях имеет ряд ограничений. Расчет глубины, на которой будет залита опорная конструкция, проводится с учетом качественных особенностей грунта:

• суглинки;
• песчаные;
• глинистые;
• смешанные.

От этого зависит и уровень пучинистости и глубина промерзания почвы. Если глубина промерзания меньше чем УГВ, то при планировании поправку на особенности почвы делать нет необходимости.

Расчет проводится с поправкой на тип почвы и возможное оседание слабых грунтов.

Полученные данные чаще всего заставляют отказаться от возведения ленточной конструкции, так как связанные с этим работы будут весьма трудоемкими и требующими значительных материальных затрат.

Разнообразие фундаментов и правильный выбор нужной конструкции

Плитный фундамент подойдет для глинистых почв с высоким УГВ в мелкозаглубленном варианте

Какие фундаменты нужны для домов, если грунтовые воды близко расположены, выбирают в зависимости от различных особенностей самого участка, на котором проводится строительство. Фундамент на воде – сооружение, которое должно обеспечить устойчивость постройки, ее долговечность и надежность. Для этого необходимо принять во внимание и качество почвы, и предстоящие нагрузки, идущие от здания.

Строительство фундамента на глинистых почвах с высоким уровнем грунтовых вод подразумевает сооружение любого вида основания:

• ленточного, траншеи которого сильно заглублены;
• свайного;
• плитного (мелкозаглубленного).

Ленточное основание требует создания монолитной железобетонной конструкции, расположенной под наружными и внутренними несущими стенами.

Глубина траншеи должна превышать высоту промерзания

В первую очередь на участке делают разметку, в соответствии с которой роют траншеи котлована для ленточного фундамента. Их глубина должна превышать высоту промерзания. Расчет проводят с поправкой на особенности погодных условий (температур в зимнее время) и почвы.

Если близко грунтовые воды, а строительство предстоит вести на глине, ленточный фундамент прекрасно заменит «плавающая» монолитная плита. Вес постройки равномерно распределяется по всей поверхности плиты, которая уложена на песчано-гравийную подушку.

Перед тем как сделать такой фундамент, потребуется удалить грунт со всей территории будущего основания. Котлован роют глубиной, превышающей на 50 см толщину плиты. Расчет основан на показателе глубины промерзания почвы.

Свайный фундамент дома – оптимальный вариант создания качественного надежного основания на глинистых грунтах.

Изменяя параметры свай, можно добиться установки опор на твердые породы, не подверженные разрушению под воздействием грунтовых вод.

Для проведения работ на участке с высоким УГВ необходимо рассчитать нагрузку на каждую отдельную сваю.

Сооружение различных видов оснований

Если в месте заложения фундамента близко грунтовые воды, то, прежде чем приступить к сооружению плитного основания, потребуется подготовить по всему периметру будущего здания канавы. Лучше, если это будет траншея шириной 20-30 см и высотой (глубиной) не менее 50 см. Канавы будут наполняться дождевой или талой водами, и таким образом будет осуществляться дренирование. Подробнее о предпочтительном типе фундамента смотрите в этом видео:

Для защиты стенок фундамента, обработайте их гидроизолирующим мастиками

«Плавающая» плита лежит не на глинистой почве, а на созданной из песка и гравия подушке. Такой тип фундамента нужно заливать, соорудив его на насыпном грунте. Перед заливкой монтируют дренажную систему, укладывая дрены под уклоном не менее 5 см на каждый метр трубы. Для защиты плиты необходимо внутреннюю поверхность основания выслать гидроизоляционными материалами. Чаще всего используют рубероид, укладывая полотна внахлест по 10-15 см шириной. Крепеж выполняют с помощью битума.

На гидроизоляцию укладывают армирующий каркас и заливают его бетоном, наполнителем для которого служит мелкофракционный гравий. Лучше залить все основание за один день.

Ленточный фундамент требует тщательной подготовки траншей котлована. Они должны быть достаточно глубокими и широкими, чтобы превысить глубину промерзания земли и позволить качественно собрать опалубочную конструкцию.

Заливают монолитную ленту, позаботившись о правильной отсыпке ее дна, качественной трамбовке и обустройстве гидроизоляции. Внутрь опалубки устанавливают каркас, связанный из арматурных стержней различного сечения. Бетон заливают послойно с обязательной трамбовкой каждого слоя. Полезные советы при строительстве дома на почве с высоким УГВ смотрите в этом видео:

Свайный ростверковый фундамент признан наиболее надежным при возведении построек на участках с высоким УГВ. Делая такое основание, важно следовать почвенным показателям, в зависимости от которых устанавливается размер каждой из используемых свай. Сваи используют:

• винтовые;
• буронабивные;
• забивные.

Самостоятельно без привлечения тяжелой строительной техники монтируют винтовые конструкции. После установки всех свай на них собирается ростверк или укладывается балка, необходимая для того, чтобы связать всю конструкцию воедино.

Статьи по теме:

Maksimus.81 ->

геодезию будем заказывать в ближайшее время..советовали свайный, но вроде дорого…но если привести пример на колодце - то первое кольцо земля, со 2 по 4 глина, а с 5 пошли земля камни и вода - нам даже не советовали туда ничего сыпать -вода чистая…сейчас на участке есть дачный дом 6*6, под ним погреб - весной полный воды, он не очень глубокий…хотим нанимать рабочих под контролем своего человека, который сам может от фундамента под крышу…просто одному тяжело..а фирмы что-то цены ломят- в голове не укладывается…уже готовы параметры дома уменьшить до 9.0*9.0, все равно индивидуальный будет…а про теплоблоки не знаете - лучше газо-пено-блоков?

Высокие грунтовые воды: фундамент столбчатый

Устройство фундамента при высоком уровне грунтовых вод – это самый важный вопрос, возникающий при строительстве подземной части здания. Он требует правильного ответа, от которого будет зависеть не только комфортность эксплуатации, но и долговечность постройки.

Здесь очень много критериев, которые необходимо учитывать при самостоятельном подборе типа фундамента, и мы постараемся их подробно изложить. Справиться с этой задачей вам поможет и видео в этой статье на тему: «Высокий уровень грунтовых вод: какой фундамент сделать?».

Что нужно учесть при выборе фундамента

Понятие «высокий уровень грунтовых вод» тоже может быть относительным. Если вода находится в двух метрах от поверхности земли, а вы хотите построить дом с подвалом, то это уже помеха для строительства, и реальная угроза подтопления в процессе эксплуатации.

• Подвал при этом можно заглубить только наполовину, либо вообще ограничиться наземным цокольным этажом. Для возведения других построек: летней кухни, времянки, сарая, гаража, такой уровень воды совсем не помеха, если, опять же, в них не будет подвала.
• Но бывают ситуации, когда вода совсем близко к поверхности, и тогда любое строительство становится проблемным. Конечно, существуют различные технологии мелиорации, водопонижения и укрепления грунта. Другой вопрос: «Какой при этом окажется цена объекта?».

Сильно заглублённый ленточный фундамент с высоким уровнем грунтовых вод

• Чтобы не прийти к такому печальному результату, который вы видите на фото сверху, не спешите закупать стройматериалы и начинать производство земляных работ. Прежде нужно правильно оценить гидрогеологическую обстановку на участке.

Если сделать это самостоятельно у вас не получается, обратитесь за консультацией к соответствующему специалисту.

Это поможет сделать правильный шаг в отношении устройства фундамента, и избавит от сожалений по поводу напрасно затраченных средств. А они могут оказаться немалыми, когда речь идёт не о бане или гараже, а о доме.

Отметки УПГ и УГВ

Итак, выбор фундамента при высоком уровне грунтовых вод определяет себестоимость строения. Правильный подход позволит избежать ненужных вложений, в том числе и трудозатрат.

Поэтому, соберите предварительно всю необходимую информацию о своём участке, и только потом решайте, что и как будете строить:

• Выяснить уровень УГВ никакой сложности не представляет, на нашем сайте найдётся не одна инструкция на эту тему (читайте Как узнать уровень грунтовых вод). Что касается уровня промерзания грунта (УПГ), то в каждом регионе он свой.
• Только обратите внимание, что в пределах одного района эти цифры могут различаться, в зависимости от типа грунта. Меньше всего промерзают глинистые почвы. Затем идут мелкие пески, после крупные пески и супеси. На каменистых грунтах уровень промерзания наиболее высокий.
• Показатели УГВ и УПГ нужно обязательно сопоставить, и если окажется, что вода залегает выше уровня промерзания, то грунт подвержен ещё и морозному пучению. Это всегда чревато последствиями, и на представленном примере вы видите, чем это может кончиться. Если есть опасность пучения грунта, нужно подобрать такой вариант устройства фундамента, который будет соприкасаться с ним минимально.

Воздействие морозного пучения грунта на фундамент

• Ленточный фундамент в такой ситуации, вообще, может всплыть. Лучшим решением подобной проблемы может стать дом на сваях – это не самый дешёвый, но зато самый надёжный вариант (см. Грунтовые воды близко: как построить дом на сваях).
  Понятно, что для небольшой постройки типа сарая, никто не станет забивать бетонные сваи. На этот случай есть особая технология: фундаменты Тисэ, и о них мы расскажем в отдельно выделенной главе.
• В южных регионах, где морозов практически не бывает, дома часто строят на мелкозаглублённом или наземном ленточном фундаменте, сделав под его подошвой толстый дренажный слой из щебня и песка. Но, в некоторых районах нет поблизости карьеров, где их можно было бы приобрести по сходной цене.

Доставка песчано-гравийной смеси издалека, сильно повышает себестоимость нулевого цикла, особенно, если толщину отсыпки приходится увеличивать. Гораздо экономичнее обходится столбчатый фундамент, да и соорудить его своими руками не так уж сложно.

Единого рецепта на все случаи жизни, как вы понимаете, нет. Наша задача, рассказать о возможных вариантах, а ваша – сделать правильный выбор.

Фундамент ленточный мелкозаглублённый

Что ни говори, но ленточный фундамент в частном строительстве прочно удерживает пальму первенства. Таких районов, где грунтовая вода подходит прямо к поверхности не так уж много, а если её уровень находится хотя бы на глубине 1-1,5м, то вполне можно сделать мелкозаглублённый фундамент, либо попросту наземный.

• Такой вариант подойдёт не для любого здания – имеет значение и его этажность, и материалы, используемые в строительстве. Ведь есть же разница: строится одноэтажный дом из ячеистого бетона, с деревянным балочным перекрытием, или особняк из кирпича в два-три этажа, с бетонными перекрытиями и каменной облицовкой. Нагрузки тут совершенно несопоставимы, и фундамент должен быть на них рассчитан.

Наземный ленточный фундамент при высоких грунтовых водах

• По стоимости, мелкозаглублённый фундамент обходится дешевле всего. Этому способствует малый объём земляных работ, отсутствие подвала, а значит, экономия на стеновом материале. Для того чтобы построить баню или времянку – это вообще самый лучший вариант.
• Для дома, даже одноэтажного, лучше всё-таки делать заглублённый, хоть и незначительно, фундамент – так гораздо надёжнее. Иногда это даже выходит дешевле, так как отпадает необходимость устройства опалубки. Но это только в том случае, когда не приходится иметь дело с сыпучим грунтом. Для него лучший вариант – это забивные сваи.
• Если грунт достаточно плотный, траншеи в нём получаются ровные, с хорошей геометрией, а их стенки прекрасно служат опалубкой при заливке фундаментов. Просто, чтобы цементное молочко из бетона не уходило в почву, выемки застилают двумя слоями полиэтиленовой плёнки, склеивая стыки скотчем.

Небольшое заглубление ленточного фундамента

• Эта плёнка служит дополнительной гидроизоляцией конструкции, но прежде, чем её застелить, дно траншеи нужно отсыпать слоем песчано-гравийной смеси на 10-15 см. Сделать наружную обмазочную гидроизоляцию такого фундамента невозможно, поэтому добавлять в бетон водоотталкивающую присадку нужно обязательно.

Высота и ширина фундаментной ленты должна определяться расчётом. При этом учитывается тип грунта, вероятность его пучения, предполагаемые нагрузки, климатические условия района, и, конечно же, ландшафт участка, отведённого под строительство.

Виды опалубки

В случае с наличием на участке уклонов или изгибов рельефа, заливать фундамент без опалубки не рекомендуется. Как можно выйти из этой ситуации, и избежать нежелательных земляных работ, ведь демонтировать опалубку в узкой траншее попросту невозможно?

На этот случай, существуют различные варианты несъёмной опалубки: от плоского шифера, до пенопластовых панелей.

Обустройство несъёмной опалубки из пенопласта

• Если исходить не из соображений экономии, а из прочности конструкции, послужить материалом для несъёмной опалубки могут и блоки из керамзитобетона или полистиролбетона. Отлично подойдёт и кирпич: хоть полнотелый, хоть пустотный, хоть бывший в употреблении.
• Эти материалы укладывают в траншею в виде двух параллельных стенок, между которыми устанавливается арматура и заливается бетон. Если блоки или кирпич имеют сквозные пустоты, их укладывают плашмя, так, чтобы бетон мог заполнить свободные полости.
• Таким же способом нередко возводят и стены домов, только армируют их по-другому, а вместо бетона полости заполняют сыпучим или пенным утеплителем. Этот способ называется колодцевая кладка.
• Использовать его в узкой траншее удобнее всего, так как её стенки не дают кирпичу или блокам смещаться. Когда такой фундамент делают в просторном котловане, под него тоже приходится ставить опалубку.

Схема устройства мелкозаглублённого фундамента

Глубина траншеи под фундамент небольшого дачного дома, или другой постройки может составить, к примеру, 40 см. В случае с жилым домом, высота опорной ленты должна быть не менее 70 см, и если уровень грунтовых вод не позволяет заглубить её полностью, верхняя половина фундамента вполне может возвышаться над поверхностью.

Свайный фундамент ТИСЭ

Для того чтобы построить массивное здание на проблемном грунте, лучшего варианта, чем свайный фундамент не найти. Использовать забивные или винтовые сваи – удовольствие дорогое.

Тут требуется специальная техника и бригада специалистов, ведь забить сваи, и срубить их головки на одной отметке своими силами, попросту невозможно.

• Фундамент ТИСЭ при высоком уровне грунтовых вод - наиболее предпочтительный вариант. Он практически вдвое сэкономит стоимость фундаментной части здания, в том числе, и за счёт использования собственных сил.
  Своё название данная технология получила по названию инструмента, используемого для земляных работ. Именно его вы и видите на фото.

Ручной буровой инструмент ТИСЭ

• ТИСЭ – это буровой инструмент, очень похожий на садовый бур. Разница в их конструкции состоит лишь в одной детали. Она представляет собой плуг на вращающемся рычаге, который позволяет расширить нижнюю часть пробуренной скважины. Таким образом, подошва сваи расширяется, увеличивая площадь опоры.
• Так что, загонять на участок сваебой не потребуется – в данном случае всё делается вручную. По своей структуре, фундамент ТИСЭ особо не отличается от обычного свайного фундамента. Он тоже выглядит как свайное поле, с увенчивающим его ростверком, не касающимся поверхности земли.
• Естественно, что эта конструкция так же должна быть просчитана на нагрузки. Сферическое расширение опорной части свай улучшает несущую способность фундамента в целом, что позволяет использовать данный вариант не только для постройки относительно лёгких каркасно-щитовых зданий, но и для домов из кирпича и камня.

Свайный фундамент при высоком уровне грунтовых вод

• Именно эта расширенная часть фундаментного столба обеспечивает ему незыблемую прочность, когда силы пучения грунта выталкивают его на поверхность. Благодаря такой устойчивости, свайное поле может простоять зиму без нагрузки, чего ни в коем случае нельзя допускать при устройстве ленточного фундамента.

Здание, поставленное на фундамент свайного типа, вообще не подвергается сезонной усадке. Для деревянного дома это не столь важно, так как древесина неплохо работает на изгиб.

А вот каменные и кирпичные стены при морозном пучении грунта могут попросту дать трещину от пола до потолка. И это становится проблемой – и несущие конструкции надо ремонтировать, и отделку придётся делать новую.

Некоторые подробности технологии

В процессе проектирования свайного поля, в зависимости от предполагаемых нагрузок, рассчитывают размеры свай и точки их расположения.

Ведь нужно же знать их диаметр и длину, расстояния между ними, вариант расположения, места усиления:

• В среднем, шаг между сваями составляет от 1,5 до 2м. В этих же цифровых пределах находится и глубина их заложения, но она не должна быть меньше отметки УПГ.
  Суть их устройства такова: в пробуренные скважины устанавливается пространственный каркас из четырёх-пяти прутов арматуры Д-12 мм, связанных стальной проволокой.

Армирование фундамента ТИСЭ

• Затем в скважину заливается цементно-песчаная смесь, с соотношением сухих компонентов 1:4. Если это небольшая постройка типа сарая или гаража, можно даже немного сэкономить, положив цемент и песок 1:5. Но когда строится дом, лучше, всё же, не уменьшать количество цемента, и даже сделать соотношение 1:3.
• Просто, для заливки лучше использовать не портландцемент, а гипсоглинозёмистый цемент. При увлажнении, он самопроизвольно расширяется, заполняя в стенках скважины мельчайшие поры.
  Такой цемент позволяет уменьшить расход раствора, который не будет сильно впитываться в грунт – именно его используют буровики для тампонажа скважин.
• Если работать с обычным цементом, нужно использовать опалубку в виде металлической трубы, которая после застывания бетона может быть удалена, либо свёрнутого в трубку куска рубероида. Можно взять и асбоцементные трубы, которые исполнят роль несъёмной опалубки, что вы и видите на фото снизу.

Опалубка под монолитные сваи и ростверк

• Раствор, залитый в скважину, тщательно уплотняют методом штыкования, либо используя глубинный вибратор. При высоком расположении грунтовых вод появляются определённые трудности бетонирования.
  И тут, чем быстрее скважина будет заполнена раствором, тем меньше времени есть у воды, для того, чтобы просочиться в неё. А иначе, придётся откачивать воду насосом.

Для удобства работы, скважины бурят по 4-5 штук. Одновременно их армируют, а потом бетонируют.

Сначала производится заливка и уплотнение расширенных сегментов подготовленных скважин, а затем и их стволов. Что касается бетонирования ростверка, то эта технология аналогична процессу заливки ленточного фундамента.