Фундамент на меловом грунте

Обновлено: 02.05.2024

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ / ENGINEERING-GEOLOGICAL CONDITIONS / МЕЛОВЫЕ ГРУНТЫ / CRETACEOUS SOILS / МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ / MECHANICAL PROPERTIES / НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ СВАЙ / BEARING CAPACITY OF PILES / РАЗРЯДНО-ИМПУЛЬСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / PULSE-DISCHARGE TECHNOLOGIES / УШИРЕНИЯ / ПОДПЯТНИКИ / РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ / CALCULATED RESISTANCE / СТАТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ / STATIC PENETRATION TEST / СТАТИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА / STATIC LOADING / WIDENING / BEARINGS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сергеев С.В., Рыбалов А.И., Соколов Н.С.

Рассмотрены инженерно-геологические условия на участке строительства Белгородского госуниверситета, где в качестве основания используют меловые грунты разной несущей способности. Описаны основные свойства меловых грунтов с учетом их увлажнения. Произведено обоснование использования в таких условиях разрядно-импульсных технологий устройства буроинъекционных свай. Показано, что тиксотропные свойства грунтов существенно повышают несущую способность этих свай, что позволяет применять их на новых застраиваемых участках в долине реки Везёлка, которая протекает в Белгороде.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сергеев С.В., Рыбалов А.И., Соколов Н.С.

Фундамент повышенной несущей способности с использованием буроинъекционных свай ЭРТ с многоместными уширениями

Сравнение методов определения несущей способности забивных свай по результатам статического зондирования в слабых глинистых грунтах

Features of Construction of Pile Foundations in Cretaceous Soils

Engineering-geological conditions at the construction site of the Belgorod State University, where cretaceous soils of different bearing capacity are used asa base, are considered. Main properties of cretaceous soils with due regard for their moisturizing are described. The use of pulse-discharge technologies forconstruction of bored-injection piles under such conditions is substantiated. It is shown that the thixotropic properties of soils significantly improve the bearingcapacity of these piles that makes it possible to use them at newly developed sites in the valley of the Vezelka river flowing in Belgorod. Keywords: engineering-geological conditions , cretaceous soils , mechanical properties , bearing capacity of piles , pulse-discharge technologies , widening , bearings , calculated resistance , static penetration test , static loading .

Текст научной работы на тему «Особенности сооружения свайных фундаментов в меловых грунтах»

Научно-технический и производственный журнал

1 Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (428015, Россия, Чувашская Республика, г. Чебоксары, Московский пр., 15) 2 ООО «Белгородстройизыскания» (308014, Белгородская обл., г. Белгород, ул. Чехова, 2 А)

Особенности сооружения свайных фундаментов

в меловых грунтах

Рассмотрены инженерно-геологические условия на участке строительства Белгородского госуниверситета, где в качестве основания используют меловые грунты разной несущей способности. Описаны основные свойства меловых грунтов с учетом их увлажнения. Произведено обоснование использования в таких условиях разрядно-импульсных технологий устройства буроинъекционных свай. Показано, что тиксотропные свойства грунтов существенно повышают несущую способность этих свай, что позволяет применять их на новых застраиваемых участках в долине реки Везёлка, которая протекает в Белгороде.

Ключевые слова: инженерно-геологические условия, меловые грунты, механические характеристики, несущая способность свай, разрядно-импульсные технологии, уширения, подпятники, расчетное сопротивление, статическое зондирование, статическая нагрузка.

Для цитирования: Сергеев С.В., Рыбалов А.И., Соколов Н.С. Особенности сооружения свайных фундаментов в меловых грунтах // Жилищное строительство. 2017. № 4. С. 33-39.

Features of Construction of Pile Foundations in Cretaceous Soils

Engineering-geological conditions at the construction site of the Belgorod State University, where cretaceous soils of different bearing capacity are used as a base, are considered. Main properties of cretaceous soils with due regard for their moisturizing are described. The use of pulse-discharge technologies for construction of bored-injection piles under such conditions is substantiated. It is shown that the thixotropic properties of soils significantly improve the bearing capacity of these piles that makes it possible to use them at newly developed sites in the valley of the Vezelka river flowing in Belgorod.

Keywords: engineering-geological conditions, cretaceous soils, mechanical properties, bearing capacity of piles, pulse-discharge technologies, widening, bearings, calculated resistance, static penetration test, static loading.

For citation: Sergeev S.V., Rybalov A.I., Sokolov N.S. Features of construction of pile foundations in cretaceous soils. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2017. No. 4, pp. 33-39. (In Russian).

Инженерно-геологические условия участка строительства относятся к сложным в связи с наличием в основании меловых отложений.

Мел представляет собой мягкую неслоистую тонкозернистую слабосцементированную породу обычно белого, реже желтовато-серого цвета. Эта порода состоит из тонких (2-10 мкм) зерен кальцита, его обломков, остатков кок-колитов (2-5 мкм) и фораминифер. Отдельные слои мела почти полностью состоят из кокколитов, или кокколиты преобладают в них. Мел отличается от известняков меньшей твердостью и наличием микроканалов, образованных микроорганизмами, которые, питаясь мелом, пронизывают

его в разноориентированных направлениях. Мел интенсивно впитывает воду, и при этом его прочность в водо-насыщенном состоянии резко снижается. Кроме того, он обладает свойством тиксотропности, что является ценным строительным качеством для заглубленных сооружений, таких как забивные, задавливаемые и буровые сваи.

В Белгородской области в долинах рек меловые отложения все больше применяются в качестве оснований свайных фундаментов. На рис. 1 приведен инженерно-геологический разрез в районе строительства корпуса № 14 и спортивного корпуса им. С. Хоркиной БелГУ.

В геологическом отношении участок до глубины 30 м сложен грунтами четвертичной и меловой систем. Четвертичная система представлена аллювиальными отложениями, которые залегают под насыпными грунтами и имеют мощность 619 м. Аллювиальные отложения представлены «слабыми» водонасыщенными зеленовато-серыми суглинками, глинами и мелкими и средней крупности водонасыщенными песками. Причем глинистые грунты залегают в верхней части толщи этих отложений, местами они заторфованы.

Научно-технический и производственный журнал

Рис. 1. Инженерно-геологический разрез по линии корпус 14 — Спортивный центр им. С. Хоркиной

Отложения четвертичной системы залегают на размытой поверхности меловой системы представленной белым писчим мелом, водонасыщенным и разрушенным процессами выветривания в кровле до глиноподобного состояния. Вскрытая мощность отложений меловой системы составляет более 20 м.

В результате инженерно-геологических изысканий в районе строительства корпусов БелГУ выделено шесть инженерно-геологических элементов (ИГЭ):

ИГЭ - 1а: насыпной грунт (р = 1,6 г/см3).

ИГЭ - 1: почва черноземного облика, суглинистая или супесчаная в зависимости от подстилающей ее породы (р = 1,7 г/см3).

ИГЭ - 2: суглинок текучепластичный серо-зеленый, местами черный с примесью органических веществ и прослойками супеси и песка (природная влажность W = 0,3; влажность на границе текучести WL = 0,33; влажность на границе раскатывания W = 0,19; число пластичности 1р = 0,14; показатель текучести 1Ь = 0,79; плотность р = 1,88 г/см3; плотность сухого грунта р^ = 1,45 г/см3; коэффициент пористости е = 0,85; степень влажности Sr = 0,95; относительное содержание органического вещества 1от = 0,03-0,05; модуль деформации Е = 5 МПа; угол внутреннего трения ф = 16-20о; удельное сцепление С = 15-16 кПа).

ИГЭ - 3: глина серо-зеленая, темно-серая, черная, туго-пластичная с остатками растительных веществ с прослойками песка (природная влажность W= 0,34; влажность на границе текучести WL = 0,45; влажность на границе раскатывания Wp = 0,27; число пластичности 1р = 0,18; показатель текучести 1Ь = 0,95; плотность р = 1,75-1,77 г/см3; плотность сухого грунта р^ = 1,31-1,33 г/см3; коэффициент пористости е = 1; степень влажности Sr = 0,9; относительное содержание органического вещества 1оТ = 0,02-0,036; модуль

деформации Е = 8,11 мПа; угол внутреннего трения ф = 7о; удельное сцепление С = 30-35 кПа.

ИГЭ - 4: песок мелкий и средней крупности, водона-сыщенный, средней плотности сложения, местами плотный (природная влажность W= 0,01-0,04; степень влажности Sr = 1; модуль деформации Е = 28,13 мПа; угол внутреннего трения ф = 30-34о; удельное сцепление С = 1-2 кПа).

ИГЭ - 5: мел белого цвета, выветрелый в кровле на глубину 417 м до глиноподобного состояния, ниже до дресвяно-щебенистый с глинистым заполнителем. В кровле мел примерно до глубины 4 м имеет текучее состояние, а ниже 4 м - текуче-пластичный (природная влажность W= 0,35-0,37; влажность на границе текучести WL = 0,33-0,35; влажность на границе раскатывания ^ = 0,23-0,25; число пластичности 1р « 0,1; показатель текучести 1Ь (в кровле) > 1, ниже 1Ь = 0,75~1; плотность р = 1,75 г/см3; плотность сухого грунта р^ = 1,3 г/см3; коэффициент пористости е = 1,05; степень влажности Sr = 1; относительное содержание органического вещества 1оТ = 0,02-0,036; модуль деформации Е(в кровле) = 6,17 мПа; модуль деформации Е = 10-12 мПа; угол внутреннего трения ф = 16-18о; удельное сцепление С = 15-18 кПа).

Как видно из приведенных выше физико-механических свойств грунтов, грунты, слагающие участок строительства БелГУ, практически все, за исключением песка ИГЭ-4, относятся к структурно-неустойчивым.

Гидрогеологические условия площадки характеризуются наличием двух горизонтов грунтовых вод:

- грунтовые воды типа «верховодка». Встречаются локально под насыпным грунтом, т. е. на глубине 2,5-4 м и имеют мощность 1,5-3 м. Водовмещающим грунтом для «верховодки» служит почвенно-растительный слой и верхняя часть аллювиальных суглинков и глин, которые служат также и водоупором.

Научно-технический и производственный журнал

Сваи и способы их устройства Коэффициент условий работы свай

в песках в супесях в суглинках в глинах

Буроинъекционные сваи, устраиваемые по разрядно-импульсной технологии 1,3 1,3 1,1 1,1

Сваи-столбы 0,7 0,7 0,7 0,6

Набивные при погружении инвентарной трубы с теряемым наконечником 0,8 0,8 0,8 0,7

Буровые 0,6-0,8 0,6-0,8 0,6-0,8 0,6-0,7

Значения превышений коэффициента для свай ЭРТ по отношению ус/ для других типов свай

Yf / Ycfi В песках В супесях В суглинках В глинах

Y cf1 / Ycf2 1,86 1,86 1,58 1,84

Ycf1 / Ycf3 1,63 1,63 1,38 1,58

Примечание. Нумерация индексов к коэффициенту см. поз. 1, 2, 3, 4 из табл. 1.

Питание «верховодки» происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков в грунт и утечек воды из инженерных коммуникаций. Разгрузка «верховодки» происходит в нижележащий водоносный горизонт:

- горизонт грунтовых вод в аллювиальных и меловых отложениях. Уровень грунтовых вод находится на глубинах 2-7 м от дневной поверхности, что соответствует абсолютным отметкам 109-112,5 м. То есть отметки уровня грунтовых вод значительно ниже, чем отметки воды в р. Везёлка (рис. 1). Водовмещающими породами для грунтовых вод служат отложения четвертичной и меловой систем (пески, суглинки и мел).

Питание грунтовых вод в пределах территории БелГУ происходит за счет воды из р. Везёлка, а также за счет инфильтрации атмосферных осадков.

Из изложенного следует, что инженерно-геологические условия БелГУ являются сложными и относятся к III категории сложности по СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства». Это предопределило применение свайных фундаментов для проектируемых корпусов университета.

Начало строительства корпусов университета относится к концу 1970-х гг. При этом инженерно-геологические изыскания под проектирование главного корпуса проводились без статического зондирования. Так как практически все грунты под главным корпусом были «слабыми», были приняты свайные фундаменты длиной до 24 м. То есть в качестве естественного основания был принят дресвяно-щебенистый мел.

В 1980-х гг. в связи с появлением метода статического зондирования при дальнейших изысканиях удалось более точно установить границу между текучими и текучепла-

Научно-технический и производственный журнал

стичными мелами. Соответственно повысилось качество проектирования, и под некоторыми новыми корпусами были приняты сваи до 18 м. При этом для оценки несущей способности свай наряду со статическим зондированием проводились испытания свай динамическими нагрузками с продолжительностью «отдыха» свай 15-20 сут.

В 1990-х гг. для оценки несущей способности свай кроме статического зондирования начали применять более точный метод испытания свай статическими нагрузками. Это позволило принимать длину свай 15-16 м. В основном применяются забивные составные сваи. В последний период времени широкое применение в фундаментостроении находят буро-инъекционные сваи с использованием разрядно-импульсных технологий (ЭРТ). По мнению авторов, они могут применяться в рассмотренных инженерно-геологических условиях [1].

Сваи, изготавливаемые (сваи ЭРТ) по разрядно-им-пульсной технологии, обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами буровых свай, а в некоторых случаях даже со сваями, погружаемыми в основание в готовом виде (это забивные и задавливаемые сваи).

Главное преимущество этих свай просматривается из формулы расчета несущей способности Fd по СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»:

В формуле 1 значения коэффициента 7С/, приведенные в табл. 7.6 СП 24.13330.2011, для свай ЭРТ колеблются в пределах 1,1-1,3, а для буронабивных и набивных свай - в пределах 0,6-0,9. Ниже в табл. 1 приведены сравнительные значения У$ для свай ЭРТ и других буронабивных свай.

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

и 12 14 16 18 20 22 24

Анализируя значения в табл. 1, можно обнаружить, что только за счет коэффициента Усу несущая способность свай ЭРТ по боковой поверхности превосходит в несколько раз Fu других типов свай (табл. 2).

Коэффициент УсЯ в формуле 1 для свай ЭРТ принимается равным 1,3, а для других типов буронабивных свай Ус^= 0,9—1. Таким образом, несущая способность свай ЭРТ под нижним концом превышает Fu других типов буровых свай в 1,3 -1,5 раза.

Расчеты, приведенные выше, справедливы только для буровых свай по той причине, что величины расчетных сопротив-

Какой фундамент нужен для дома, если грунтовые воды близко и в котловане стоит вода

Когда грунтовые воды стоят выше уровня, до которого зимой промерзает грунт, необходимо очень тщательно выбирать и рассчитывать основание под любое строительство. Ещё острее стоит вопрос, какой фундамент нужен для дома, если грунтовые воды близко к поверхности земли, особенно когда грунт – это глина или суглинок, расширяющиеся при замерзании из-за насыщенности водой. Учитывая тот факт, что тип и мощность основания должны выдерживать нагрузку от стоящего на нем здания, выбор остаётся не слишком большим: свайный либо плавающий плитный фундамент.

Фундамент на сваях

Свайные основания подходят для любых грунтов, кроме тех, что сложены из скальных пород. Их второе преимущество кроме универсальности – небольшие затраты на установку. Если на участке строительства высокий уровень грунтовых вод, какой фундамент сделать, потратив на него минимум времени и труда, тоже не вызывает споров – конечно, свайный.

Конструктивно он представляет собой армированные бетонные или металлические столбы, установленные по периметру несущих стен с определённым шагом и заглублённые в грунт до твёрдого слоя ниже уровня его промерзания. По верху все выступающие над землёй столбы связываются ростверком. Это монолитная армированная бетонная лента, мощный стальной профиль (швеллер или двутавр) или, если вес дома невелик, брус большого сечения.

Виды свайных оснований

Сваи бывают забивными, буронабивными, винтовыми. У каждого вида есть свои плюсы и свои недостатки.

  • Забивные железобетонные сваи – надёжные, долговечные, выдерживают большую нагрузку. Для их монтажа необходима спецтехника.
  • Винтовые сваи можно устанавливать как механизированным, так и ручным способом. Их главное преимущество перед другими видами – способность не разрыхлять, а уплотнять грунт вокруг себя при вкручивании, что увеличивает их устойчивость и стабильное положение.
  • Буронабивные сваи самые бюджетные из всех, особенно если делать их своими руками: бурить скважины ручным буром, армировать их и заливать бетоном.

Обратите внимание! Устройство буронабивных свай требует предварительного осушения участка застройки, так как заливать бетон в скважину с водой или жидкой грязью нельзя. Он не обретёт нужную прочность, и уже скоро придётся думать, как укрепить фундамент, если близко грунтовые воды.

Плюсы и минусы

Свайный фундамент любого вида не подвержен воздействию сил морозного пучения, если сваи опираются на непромерзающий, не насыщенный водой, твёрдый и неподвижный слой грунта. Иногда такой слой находится на очень большой глубине – более 2,5-3 метров. Заливать бетонную ленту такой высоты обойдётся весьма недёшево. И сваи в этой ситуации вне конкуренции.

Но если грунт на участке вообще не содержит твёрдых слоёв, что тоже случается, сваи, не имея под собой прочного основания, не удержат дом в стабильном положении. Это один из их недостатков. Есть и другие:

  • недостаточная несущая способность: свайный фундамент годится только для сравнительно лёгких строений – каркасных, деревянных, из лёгких ячеистых блоков;
  • невозможность строительства цокольного или подвального этажа;
  • необходимость в качественном утеплении нижних перекрытий и их защите от сырости.


Плавающая плита

Когда на стройплощадке близко грунтовые воды, какой фундамент сделать – не первостепенный вопрос. Для начала необходимо определить тип грунта. Если он песчаный, все не так плохо и можно залить бетонную ленту, опустив её подошву на непромерзающую глубину.

Если же грунт представлен глиной или суглинком, удерживающим воду в себе, то зимой его начнёт «пучить», что может стать причиной деформации основания, появления трещин в стенах.

На таких грунтах лучше всего устраивать «плавающие» основания – мелкозаглубленные плиты, лежащие на песчаной подушке. Равномерно распределённый по ней вес здания противостоит силам пучения, а при проседании или выпирании грунта плита двигается целиком, как плот на воде, предотвращая деформацию стен.

Плитный фундамент подходит для домов из кирпича, бетонных блоков и других тяжёлых материалов. Его устраивают и для деревянных и каркасных домов, если сваи невозможно упереть в твёрдые несущие слои грунта. Но тут возникает проблема: как залить фундамент, если стоит вода в вырытом котловане. И её нужно решать.

Осушение участка

Осушение грунта на месте строительства осуществляется разными способами. Самый простой из них – открытое водопонижение, когда вода просто откачивается насосами из скважины или котлована за пределы стройплощадки.

Видео описание

Пример такого осушения скважины под буронабивные сваи показан в видеоролике:

Это не самый лучший метод, так как после заливки фундамента вода снова будет просачиваться к нему, вымывая цемент и мешая процессу нормального твердения. Поэтому лучше сделать дренажную систему, постоянно отводящую воду от участка или от дома.


Сложнее решить вопрос, как залить фундамент, если близко грунтовые воды, и их уровень не удаётся понизить на достаточную глубину. В такой ситуации делают кольцевой дренаж вокруг территории строительства.

  • На расстоянии около 1 м от размеченных границ плиты выкапывают каналы, дно которых заглубляют на 20-30 см ниже его подошвы.
  • Собравшуюся воду выкачивают насосом и засыпают дно уплотнённым песком толщиной 15-20 см.
  • На песок укладывают геотекстиль с выпуском на бортики траншеи и насыпают щебень той же высоты.
  • Затем укладывают дренажные трубы так, чтобы отверстия перфорации смотрели вниз.
  • На поворотах и протяжённых участках устанавливают смотровые колодцы.
  • Поверх труб снова засыпают щебень и закрывают его выпусками геотекстиля.
  • Выполняют обратную засыпку сначала песком, затем грунтом.

Выпуски труб соединяют с дренажными колодцами или подключают к канализационной системе.


Изготовление плитного фундамента

Если при решении проблемы, какой фундамент выбрать при высоком уровне грунтовых вод, вы остановились на варианте плавающей плиты, то в сначала нужно рассчитать её толщину. Она зависит и от типа грунта, и от предполагаемой нагрузки, поэтому такими расчётами должен заниматься специалист.

Получив расчёты, можно приступать к устройству основания.

  • Размечают участок под заливку и выкапывают котлован глубиной 50-60 см, делая его больше будущей плиты на 10-20 см с каждой стороны.
  • Дно котлована утрамбовывают и засыпают песком, который тоже тщательно трамбуют после каждой подсыпки, пока слой подушки не достигнет 30-40 сантиметровой высоты.
  • На слой песка настилают геотекстиль, другой гидроизоляционный материал или укладывают плиты экструдированного пенополистирола.
  • Затем точно по размерам будущей плиты выстраивают на песчаной подушке опалубку, засыпают дно слоем щебня и заливают его тощим цементным раствором.
  • Высохшую бетонную подготовку перекрывают его ещё одним слоем гидроизоляции.
  • Устанавливают в опалубку решётку из арматурных стержней.
  • В готовую «коробку» заливают бетон высокой марки, обязательно уплотняя его штыковкой или вибратором.

Совет! Бетон разрушается не столько от воды, сколько от содержащихся в ней сульфатов. Поэтому перед тем как сделать фундамент, если грунтовые воды близко, позаботьтесь о приобретении сульфатостойкого портландцемента марки не ниже М500. Или заказывайте готовый раствор на его основе.


Плюсы и минусы

Плавающая плита не подвержена разрушениям и деформациям из-за подвижек грунта – она двигается вместе с ним целиком, не передавая на стены разрушающие нагрузки. Но и обходится такое основание дороже свайного.

К его недостаткам можно отнести:

  • невозможность устройства на участках с большим уклоном;
  • невозможность возведения домов с подвалом.

Видео описание

Подробнее узнать о достоинствах и способе заливки плавающих фундаментных плит можно из видео:

Если нужен подвал

Владельцы небольших участков часто интересуются, какой фундамент при высоких грунтовых водах делать, чтобы построить дом с подвальным помещением. Решение у этой задачи есть, но обойдётся оно в немалую сумму.

Для этого бетонную плиту заливают ниже уровня стояния грунтовых вод, сначала осушив котлован уже описанными методами. Его дно утрамбовывают и выравнивают тонким слоем подбетонки. На неё наплавляют гидроизоляцию из нескольких слоёв рубероида, выпуская материал на стенки котлована.

После установки опалубки и арматурного каркаса заливают бетонную плиту и дают ей набрать прочность. Затем на этом основании возводят стены подвала из фундаментных блоков, которые защищают от воды снаружи обмазочной гидроизоляцией.. Выпуски рубероида тоже поднимают на готовые стены и приклеивают.


Коротко о главном

Решая, какой фундамент лучше, если грунтовые воды близко, делают выбор между свайным и мелкозаглублённым плитным. Первый подходит для каркасных и других лёгких построек и требует минимального вложения средств и труда. Второй будет надёжным основанием для строений из кирпича и бетона, не даст кладке разрушаться из-за подвижек грунта, вызванных морозным пучением, но обойдётся дороже. Кроме того, перед его закладкой необходимо осушить участок, понизив уровень грунтовых вод с помощью дренажной системы.

Фундамент на глине: какой лучше – ленточный или свайный

Если вы собираетесь строиться на участке с глинистым грунтом, выбор основания под дом будет весьма ограничен его особенностями: подвижностью, способностью удерживать влагу и увеличиваться в объеме при замерзании. Чтобы построить надежный фундамент на глине, какой лучше выбрать, подскажут геологические изыскания. Но нужно учитывать и нагрузку на основание, и особенности рельефа, и другие факторы. В этом вопросе нужно хоть немного разбираться, чтобы выбрать подходящий проект и грамотного подрядчика.

Виды и особенности глинистых грунтов

Ни одна, даже самая незначительная постройка не ставится прямо на землю – ей нужен фундамент. Его главное предназначение – обеспечить устойчивость строения, его стационарное положение. Не выполнив это условие, нельзя рассчитывать на то, что дом, гараж или баня простоят долго. Неравномерные подвижки обязательно приведут к появлению трещин, разломов, напряжений в узлах крепления, провалов. И даже если дом не развалится, он со временем станет непригодным для жилья.

Риск получить такой результат особенно высок при выборе неподходящего фундамента на сложных грунтах, к которым относятся глинистые почвы. Виной всему их состав и связанные с ним свойства.

Совет! Не начинайте строительство, не ознакомившись с результатами геологических изысканий в вашей местности. Ещё лучше провести их непосредственно на своем участке. Они же помогут определить, где можно и стоит ли бурить на участке скважину или рыть колодец.

Обойтись без привязанного к участку проекта можно только при возведении второстепенных построек, таких как хозблок или беседка. Тем более, что к моменту их строительства основные строения уже бывают готовы, а выполненные земляные работы позволяют судить о возможных рисках. Для капитальных зданий проект со всеми расчетами необходим. Особенно на пучинистых грунтах.

Чтобы понять, какой фундамент лучше для глинистой почвы, нужно знать о её свойствах.

Существует такое понятие, как морозное пучение грунта. Если говорить простым языком, это значит, что он насыщается водой и удерживает её, а в период сильных морозов эта вода замерзает, увеличиваясь в объеме. Соответственно, более объемным становится и грунт, поэтому его начинает выпучивать вверх вместе со всеми находящимися в нем конструкциями.

Легко себе представить, что произойдет с домом, если фундамент под ним будет двигаться, да ещё и неравномерно.

Глинистые почвы как раз и обладают способностью удерживать в себе воду. Они состоят из мелких пластинчатых частиц, непроницаемых для влаги, которая и задерживается между ними. С другой стороны, большие объемы воды способны размывать глину и переносить её своим потоком, что приводит к обнажению элементов фундамента и его промерзанию.

Однако процентное содержание таких частичек в грунте может быть разным не только в одной местности, но и на соседних участках. И от этого во многом зависят его характеристики и то, какой фундамент делать на глинистой почве:

  • Содержание глины менее 5% не влияет на проницаемость грунта. Такие почвы называются песчаными. Они отлично пропускают воду, а под действием нагрузки уплотняются, поэтому на них можно возводить любое основание.
  • 5-10% глины в песке – это супесь, которая в сухом состоянии также является надежным основанием для фундамента и мало подвержена пучению. Но при насыщении водой становится текучей и может перемещаться с её потоком. Такой грунт называют плывуном, он образуется при высоком стоянии грунтовых вод. Строить на нем нежелательно, но если другого выхода нет, используют свайный фундамент.
  • Суглинки бывают легкими, средними и тяжелыми в зависимости от процентного содержания глины в песке (от 10 до 50%). Какой фундамент лучше на суглинистой почве, чрезвычайно подверженной морозному пучению, зависит от её однородности, плотности, отметки промерзания, уровня залегания пласта, его толщины и уровня подземных вод. Если он высокий, аварийное проседание здания на мелкозаглубленном ленточном фундаменте неизбежно. Если же водоносные слои расположены гораздо ниже точки промерзания, пучение будет не столь выраженным. Но нужно учитывать и такие факторы, как уровень выпадения осадков, близость природного водоема и многие другие.

Что ещё нужно учесть

Как видите, каждый тип грунта может вести себя по-разному в зависимости от состава и способности пропускать или удерживать воду. Особенно сложным в этом отношении является суглинок: какой фундамент выбрать для строительства дома на такой почве – вопрос сложный. А ответ на него можно дать только после уточнения ещё нескольких моментов. А именно:

  • на какой глубине залегают водоносные пласты, насколько поднимается их уровень в период таяния снегов, паводков и обильных осадков;


  • степень насыщенности почвы водой;
  • до какой отметки промерзает грунт зимой, выходят за неё грунтовые воды или залегают ниже и насколько;
  • каков рельеф участка, есть ли на нем значительные перепады по высоте, впадины;
  • насколько однороден грунт на строительной площадке, нет ли в нем пустот или объемных включений другой плотности и рыхлости;
  • какой предполагается нагрузка на основание от построенного здания вместе с отделкой, оборудованием и прочим содержимым. Есть большая разница, какой фундамент лучше для каркасного дома на суглинистой почве и для кирпичного в два этажа, так как давить на него строение будет с разной силой.

Ответить на эти вопросы самостоятельно, как и рассчитать нагрузки, невозможно. Хотя некоторые «опытные» строители, стремящиеся получить подряд на устройство фундамента, имитируют анализ состава почвы, выкапывая лунки, добывая из них образцы породы и проводя с ними простейшие манипуляции типа разминания в руках или высушивания глиняных шариков на солнце.

Поэтому так важно провести профессиональные геологические изыскания, при которых пробы берутся на разной глубине и в нескольких местах, а затем отправляются в лабораторию для исследования. На основании полученных результатов, климатических условий местности и других системных данных специалисты делают выводы о том, как поведет себя грунт в различных условиях, какой фундамент лучше на болотистой местности для дома из разных материалов. И дают рекомендации по выбору его типа.

Стоит такая услуга недешево, но если сравнивать эти деньги с затратами на строительство и возможными расходами на переделку основания (которая не всегда возможна), то её необходимость становится очевидной.

Если говорить о геологических изысканиях, стандартная процедура отбора материала включает в себя бурение 3 скважин на участке, преимущественно под пятном застройки, на глубину не менее 8 метров. Если компания предлагает вам сделать скважину на глубину, например, 3 метра — стоит задуматься о том, насколько достоверный отчет вы получите по итогу.

Анжелика Авдеева

руководитель отдела продаж ООО "КЗС"

Видео описание

Каковы цели, задачи и результаты геологических изысканий при строительстве дома, расскажет видео:

Выбор фундамента в зависимости от характеристик почвы

После исследования строительной площадки и получения данных о промерзании почвы и уровне межпластовых вод, можно выбирать проект дома, рассчитывать нагрузки и определяться с оптимальным видом фундамента. Лучше всего с этой задачей справятся специалисты проектных организаций, но можно дать и общие рекомендации.


Мелкозаглубленная монолитная лента

Чтобы основание могло противостоять негативному влиянию грунта, сохраняя стабильность и прочность, оно должно упираться в плотные непромерзающие породы. А это значит, что мелкозаглубленные фундаменты в данном случае не годятся. Их допускается устраивать только при условии залегания водоносных слоев гораздо ниже отметки промерзания, при незначительной пучинистости и небольшой массе здания.

Но даже при этих условиях гарантировать отсутствие деформации здания нельзя. Поэтому следует предпринять дополнительные страховочные меры:

  • сделать основание расширяющимся книзу, в виде перевернутой буквы Т. Широкая площадка лучше противостоит выталкивающим усилиям;
  • установить его на мощную водопроницаемую подушку из песка и гравия, тщательно её уплотнив;
  • выполнить обратную засыпку фундаментной траншеи песком, чтобы нивелировать боковые нагрузки.

Обратите внимание! Ленточный фундамент лучше делать монолитным с армированием, а не сборным из фундаментных блоков, в котором каждый элемент будет двигаться автономно.

И все же этот вариант наименее предпочтительный и применяется для экономии затрат при строительстве нежилых зданий второстепенного значения – различных хозяйственных построек, сараев, бань, летних дачных домиков.

Заглубленный ленточный фундамент

Выбирая, какой фундамент лучше на глинистой почве для строительства большого дома или дома с цокольным этажом, часто останавливаются на ленточном, заглубленном ниже уровня промерзания минимум на 50 см. Установленный на прочное и незамерзающее основание, такой фундамент не будет испытывать выпирающего давления со стороны грунта.

Но при этом важно, чтобы его не подмывали близко расположенные грунтовые воды. Если же они залегают выше, то очень осложняют строительство, требуя одновременного устройства дренажной системы для отвода воды от котлована.

Видео описание

Как выполняется монтаж дренажной системы фундамента, рассказывается в видеоролике:


Дренаж нужен и для того, чтобы в подвальное помещение, образованное стенами фундамента, не проникала сырость. Одной гидроизоляцией здесь не обойтись. Все это вкупе с огромным количеством бетона и арматуры приводит к высоким затратам на качественное обустройство основания. Поэтому от мысли обзавестись подвалом в таких условиях обычно отказываются в пользу дополнительного надземного этажа. Так же поступают и когда нужно решить, как построить дом на болоте.

Если же грунт позволяет, то под ленточный фундамент выкапывают траншею, глубина которой должна быть минимум на полметра ниже уровня промерзания, а ширина такой, чтобы после снятия опалубки можно было спуститься в котлован для выполнения гидроизоляционных работ (обмазка битумом, оклейка мембраной или рубероидом). Впоследствии пространство между бетонной лентой и стенками траншеи заполняют песком.

Снизу под фундамент тоже укладывают водопроницаемую подушку из утрабмованной пескогравийной смеси.

Фундамент из свай с ростверком

Свайный тип фундамента подходит для всех грунтов, кроме содержащих труднопроходимые скальные породы. А если нужно сделать основание на глинистом грунте с высоко стоящими подземными водами или фундамент для дома на болотистой почве, какой подойдет вид размышлять не приходится – только свайный.

Основная задача проектировщика в этом случае – определить глубину, на которую необходимо заглубить сваю. Она должна пройти водоносный слой, пучинистую глину и упереться в твердые стабильные пласты, не подверженные внешним влияниям.

Использовать можно сваи всех видов:

  • забивные, представляющие собой армированные железобетонные столбы или мощный металлический прокат – швеллер, двутавр, рельс. Для их установки требуется специальная забивная машина;

Видео описание

Как происходит монтаж забивных свай, покажет следующее видео:

  • буронабивные, формируемые непосредственно на строительной площадке путем бурения глубоких скважин по периметру будущего дома. Дно каждой скважины засыпают слоем щебня, опускают в неё асбестовые или металлические трубы большого сечения, в трубы устанавливают армирующий каркас и заливают их бетоном высокой марки с обязательным уплотнением глубинным вибратором;


  • стальные винтовые сваи – самые простые для монтажа. Они вкручиваются в землю простыми механизмами, а при желании сделать это можно и вручную.

Оголовки всех свай должны находиться в одной горизонтальной плоскости. Их связывают металлическим или деревянным ростверком, укладывают плиты перекрытия. Выбор зависит от типа и веса будущего строения.

У этого метода есть и другие достоинства кроме возможности устройства прочного основания на сложном грунте. Он позволяет обойтись без трудоемких земляных работ, сохранив целостность почвенного покрова и не захламляя строительную площадку отвалами земли. Только сваи с наименьшими затратами помогут построить дом на участке с большим уклоном или в местности, где существует высокий риск подтопления.

Так что, когда решается вопрос, как сделать фундамент на болотистой почве, на склоне или вблизи водоема, выбирают именно сваи.

Свайно-ленточный фундамент

Комбинация из свай и мелкозаглубленного ленточного фундамента также является оптимальным решением для строительства дома на глинистой почве с расположенными недалеко от поверхности грунтовыми водами.

В таком исполнении монолитная бетонная лента, заглубленная не более чем на полметра, играет роль ростверка и может служить надежным основанием для тяжелых кирпичных зданий в 2-3 этажа. Основную нагрузку возьмут на себя заглубленные сваи, которые связываются с бетонным каркасом посредством арматуры и составляют цельную конструкцию.

Видео описание

Все нюансы монтажа комбинированного фундамента с буронабивными сваями описаны в видеоролике:

Совет! Перед покупкой участка постарайтесь найти информацию о его геологических характеристиках, чтобы заранее знать, с какими трудностями и затратами придется столкнуться при строительстве. Возможно, она заставит вас изменить решение.


Коротко о главном

Однозначно рекомендовать тот или иной фундамент на суглинке – какой лучше, а какой совсем не подходит – невозможно без точных сведений о характеристиках грунта на конкретном участке строительства. Почвы с высоким содержанием глины считаются самыми проблемными при выборе и устройстве основания, которому нужно обеспечить устойчивость и способность противостоять вертикальным и боковым нагрузкам. Но теперь вы знаете, из каких видов фундамента придется выбирать, и сможете требовать от подрядчика точного исполнения проектных требований.

Выставка Домов «Малоэтажная Страна» выражает искреннюю благодарность специалистам завода «КЗС» за помощь в создании материала.

Завод «КЗС» (Королевский завод свай) – эксперт по свайным фундаментам.

Если Вам нужна более подробная консультация, то можете воспользоваться следующими контактами:

Фундамент на пучинистых грунтах: выбор основания для будущего дома и ошибки, которых можно избежать

Строительство фундамента – важная составляющая возведения крепкого и надежного дома. Если необходимый участок на границе сезонов деформируется от переизбытка подземных вод, то обезопасить конструкцию, защитить от разрушения и подтопления поможет фундамент для пучинистых грунтов, который способен игнорировать давление грунта и льда.

Пучинистые грунты и особенности строительства

Почвенные массивы, которые расширяются под воздействием низких температур и оказывают разрушительное влияние на элементы строительной конструкции, относят к пучинистым грунтам. Процессам пучения подвергаются супеси, рыхлые глинистые и высокопористые почвы, которые способны удерживать влагу.

Прежде чем приступать к возведению фундамента, необходимо провести исследования верхних слоев поверхности. Согласно руководствам описания ГОСТ различают 5 типов почвы:

  • непучинистые – крупнообломочные почвы, галька, гравий, крупный и средней фракции песок, хорошо фильтрующие жидкости;
  • слабопучинистые грунты – возвышенные и холмистые места, которые хорошо увлажняются атмосферными осадками;
  • среднепучинистые – слабовсхолмленные места с затяжными склонами, где увлажнение происходит верховодкой и атмосферными осадками;
  • сильнопучинистые – заболоченные местности, в которых ситуацию усугубляется притоком грунтовых вод;
  • чрезмерно пучинистые – грунты текучей пластичности и консистенции, находящиеся в обводненном состоянии вследствии малой плотности сложения почвенных слоев.

В процессе определения мероприятий по предупреждению деформации производят рассчет соответствующего коэффициента.

Расчет интенсивности пучения на участке

Расчет интенсивности пучения производится для проектирования сил устойчивости оснований и нейтрализации их воздействия. Определение этого показателя осуществляется по формуле:

Е – степень пучинистости;

Н – уровень промерзания при низких температурах;

h – уровень грунтов до замерзания.

Следовательно, для его подсчета требуется провести соответствующие замеры в зимнее и летнее время.

Меры против пучения

Для борьбы с силами пучения предполагается осуществление мероприятий такого характера:

  • полная замена пучинистого слоя на предполагаемом участке – трудоемкий процесс, требующий рытья котлованов значительных размеров, поиска и уплотнения привезенной почвы;
  • строительство фундамента ниже слоя промерзания с целью снятия нагрузки на цоколь;
  • утепление конструкции в области промерзания потребует прокладки утеплителя по всему периметру и на глубину возведения основы строения;
  • организация водоотвода осуществляются путем строительства дренажной системы с закладкой в траншею гравия, песка и перфорированной трубы, обработанной геотекстиолем.

Пучинистые грунты – выбор фундамента

Для возведения несущих конструкций любой постройки на подвижных грунтах могут рассматриваться следующие типы фундаментов:

  • Организация дорогостоящего плитного основания будет эффективно для кирпичных или тяжелых деревянных конструкций, занимающих значительные площади. Преимушественно бывает правильной квадратной или прямоугольной формы, но в случае необходимости проектируются и сложные фигуры периметра;
  • Свайный – винтовой или железобетонный. Здесь тоже надо точно знать глубину промерзання грунта, чтобы завести сваи ниже этой отметки. Эффективен для возведения небольших зданий на заболоченных и водянистых участках. На поверхности свай сооружают специальный арматурный каркас, который заливается композитным строительным раствором чуть ниже уровня почвы.
  • Столбчатый. Используется только для легких и сверхлегких хозяйственныхз построек, имеет незначительную глубину заложения и в качестве основания для жилого дома не рассматривается.
  • Бетонный ленточный фундамент, заглубленный ниже уровня промерзання почвы.
  • Менее затратный и востребованный мелкозаглубленный или незаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах. Применять его надо очень обдуманно, предварительно рассчитав все загрузки, чтобы исключить воздействие сил пучения.

Тип выбираемого цоколя будет зависеть от размеров и формы постройки, арсенала применяемого оборудования, а также материальных возможностей заказчика.

Современные технологии ТИСЕ предполагают применение опорно-столбчатых элементов, соединеных ростверком. Для организации такого строительства не задействуется спецтехника и электричество, есть возможность скрыть коммуникации и минимизировать уклон стройплощадки. Подобный прием актуален для каркасного, каменного или кирпичного строительства.

Противостоять промерзаниям могут и плитные железобетонные несущие конструкции, которые эффективны для обустройства невысокого цоколя и применимы в случае простой конструкции зданий.

Использование ленточного фундамента предполагает обустройство строительной армирующей ленты по периметру строения и в области возведения несущих стен. Такие разработки менее затратны, однако, превосходят по надежности вышеперечисленные варианты.


Онлайн калькулятор фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость фундаментов различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Виды, особенности и преимущества ленточных фундаментов

Ленточные фундаменты из бутобетона, бута, а реже и кирпичной кладки – довольно востребованная технология надежного строительства.

Незаглубленный ленточный фундамент применим для высоких нагрузок и тем более способен обеспечить устойчивость незначительных по размеру каркасных и деревянных.

Однако такой фундамент на пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод и чрезмерно вспучиваемыми почвами требует замены основания на сваи. А вот при воздействии неравномерных нагрузок лучше отдать предпочтение первому варианту.

В таком случае возведение домов осуществляется на песчаную подушку с использованием следующих видов ленточного фундамента:

  • монолитного растверка, установленного непосредственно на поверхности грунта исключает воздейтсвие касательных сил, а вертикальное воздействие может быть снивелировано за счет армирования монолитным контуром;
  • сборно-монолитной модели серии 20/60, представляющей установку комплекса железобетонных блоков на армированую цельную основу;
  • монолитной основы серии 20/60 с армированием и обработкой композитной строительной смесью;
  • монолитно-усиленного цоколя, который характеризуется повышенной площадью опоры и позволяет создать надежное основание.

Расширяя ленту, используя утеплитель и водоотведение можно увеличить возможности перечисленных типов фундаментов.

Мелкозаглубленный ленточный цоколь потребует больше земляных работ, применения опалубки и значительных затрат времени на застываение. Но полученного в результате запаса прочности хватит на сотню лет. Такой вариант фундамента обладает премуществами:

  • надежен в эксплуатации;
  • подходит для любой конфигурации оснований;
  • не возникает сложностей с монтажом и возведением зданий;
  • отличается высоким сопротивлением к внешнему воздействию.

Видео описание

Одним из вариантов избежать проблем с грунтами является ленточный фундамент. Подробнее в видеоролике:


Устройство ленточного фундамента на пучинистых грунтах

Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах требует организации специальной подушки из песка или гравия. Также необходимо предусмотреть гидроизоляцию. Для этого в бетонные составы добавляется гидрофобные примеси. В процессе обустройства таких основ выполняют защитные мероприятия по предотвращению воздействия холода:

  • для подушки толщиной до 0,5 м под цоколь засыпается непучинистый материал, а с целью исключения заиливания дополнительно укладывается слой геотекстиля;
  • на уровне подошвы основания производится устройство дренажа с закладыванием специальной трубы под уклоном;
  • гидроизоляция и утепление на вертикальных слоях фундамента осуществляется при помощи экструдированного пенополистирола, жидкого полиуретана и сооружения наружного слоя из пеноплекса;
  • следует позаботиться и о ливневой канализации, которая поможет нейтрализовать прохождение водных потоков вблизи несущих конструкций.


Подготовительные работы

Прежде чем приступать к работе, производится определение геометрических параметров и размеров постройки, а также подбор материалов. Количество бетона определяется из расчета его плотности и габаритов несущих конструкций.

Для фундаментов частных домов рекомендован бетон М200, в то время как для более тяжелых сооружений предпочтение отдают М250, а на чрезмерно пучинистых основания пригоден композитный материал М350.

В расчет включается длина конструкции по периметру и площадь ее внутренних перегородок. При этом глубина строительства фундамента определяются исходя из характеристик грунта, расходных материалов и этажности здания. Следует учесть, что расположение влаги должно быть ниже на 50 см от подошвы основания, иначе велика вероятность проявления деформаций.

По завершению проектировочных работ размеры с бумаги переносятся на местность, производится проверка правильности расстановки отметок. Обозначенный участок очищается от мусора и снимается верхний слой почвы.

Работы по укладке

Незаглубленный и мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте должен быть возведен в соответствии с такими требованиями:

  • копка траншей производится с учетом ширины основания, опалубки, утеплителя, гидроизоляции и декора;
  • поверхность подушки выстилается гидрозащитным барьером, а боковые поверхности несущих конструкций обрабатывают гидроизолирующим материалом – пленкой или толью;
  • утрамбка материала подушки осуществляется при помощи смачивания слоев материала водой насыпают песчаную подушку толщиной 20-30 см;
  • установка опалубки осуществляется из доступных подручных материалов – фанеры, обрезной доски, элементы которой нужно скрепить между собой;
  • стальной армирующий пояс укрепляется вдоль и поперек основания путем связывания специальной проволокой;
  • заливка пояса бетонным уплотнителем производится за один прием с высоты не более 0,5 м;
  • возможна закладка второго слоя армирующего пояса.

Область применения ленточных фундаментов

Самый простой способ борьбы с пучинистыми почвами – обустройство свайного фундамента ниже отметки промерзания. В случае невозможности осуществления подобного строительства альтернативное решение – мелкозаглубленные фундаменты, которые потребуют значительно меньшие объемы строительных смесей, количества арматуры и трудовых затрат.

Эффективно использование технологии мелкого заглубления при расположении грунтовых вод на глубине более 1,5 м. Ленточные конструкции на крутых склонах, где должно быть учтено боковое давление, позволяют компенсировать неравномерное воздействие движения почв в продольном и поперечном сечении.

Фундамент на пучинистых грунтах подходит для сооружения каркасных и брусовых построек, использования пенобетонных и газобетонных материалов. При необходимости сооружения неглубокого заложения или строительстве мощных конструкций на слабых грунтах ленточных фундамент в приоритете. Такие методы строительства применимы для глинистых и супесчаных грунтов, рыхлых горных пород, а также водонасыщенных поверхностных слоев.

Рекомендации

Чтобы возвести крепкий и надежный фундамент обратите внимание на такие нюнасы:

  • из-за высокой подвижности грунтов рекомендуется использовать монолитные фундаменты вместо сборных конструкций;
  • работы по возведению несущих конструкций проводятся в летний период времени до наступления холодов, в случае остановки строительства объект нуждается в консервации;
  • сварка частей арматурного каркаса не рекомендуется, поскольку после нагревания металл становится более хрупким и на нем могут появиться трещины;
  • для массивных зданий рекомендуется увеличить несущую способность основания, отдав предпочтение плите мелкого углубления;
  • в случае применения незаглубенного ленточного фундамента необходимо сооружать несущие конструкции наподобие рамы, что позволит равномерно распределить сезонные нагрузки;
  • для придания дополнительной жесткости конструкции ленточный фундамент можно комбинировать с буронабивными сваями;
  • для утепления и гидроизоляции не рекомендовано использование дешевого пенопласта, имеющего гораздо меньший ресурс работоспособности;
  • для утепления необходим выбор плотного пенопласта специальной марки ПСБ, предназначенной конкретно для утепления;
  • гидроизоляция рубероидом производится путем его приклеивания внахлест на горячую мастику и дополнительного промазывания шовных соединений.

Видео описание

О том как избежать проблем с домом на пучинистых грунтах на видео:


Заключение

Грамотный выбор типа фундамента и соблюдение технологии строительства позволят вам построить надежные здания и сооружения. Несмотря на проблему морозного пучения проектирование и возведение зданий возможно осуществить в любом месте земного шара.

Читайте также: