Фундамент на мергельной земле

Обновлено: 01.05.2024

Усиление оснований бывает вызвано не только недопустимыми вертикальными деформациями (осадками), но и недостаточной несущей способностью оснований. У существующих зданий обычно недостаточность несущей способности основания возникает в результате ведущихся рядом с ними земляных работ, поэтому при реконструкции здания, предприятия, при выполнении земляных работ на застроенных территориях или даже при создании условий, которые изменяют расчетную схему здания или сооружения, рекомендуется проверять несущую способность оснований.

Расчетная проверка выполняется по методике, изложенной в нормативных материалах [12, 13] и в другой литературе [6]. В Справочнике вопросам устойчивости откосов посвящена гл. 14; расчеты несущей способности оснований рассмотрены в главах 5 и 7. Так как рекомендации, содержащиеся в указанных источниках, как правило, не учитывают все условия, возникающие в основаниях существующих сооружений, следует тщательно выбирать расчетный метод и схему, наиболее подходящие по инженерно-геологическим условиям, по создавшейся на объекте ситуации, по требованиям и возможностям, которые имеются у заинтересованных организаций. Тщательно составленная расчетная схема и выполненный по ней расчет помогают выбрать возможные варианты укрепления основания.

В большинстве случаев недостаточной несущей способностью обладают замоченные глинистые грунты, а также трещиноватые скальные и полускальные грунты.

Для глинистых грунтов мероприятиями, повышающими несущую способность, являются водопонижение (дренаж); планировка поверхности, перераспределяющая соотношения сдвигающих и удерживающих сил; механические способы, такие, как устройство буронабивных свай, затяжек, анкеров в грунте, шпунтовых ограждений. Для скальных и полускальных грунтов такими мероприятиями могут быть цементация, устройство анкеров в грунте, водопонижение (дренаж), планировка поверхности.

Одной из основных трудностей при расчетах оснований по несущей способности и выборе защитных мероприятий является выявление наиболее опасной поверхности смещения в массиве основания. В этом случае при неоднородных по инженерно-геологическим условиям основаниях, что, как правило, и бывает, аналитические решения могут дать весьма неправильные ответы, поэтому надо стремиться определять опасную поверхность скольжения с помощью различных методов изысканий.

На рис. 18.2 показан пример строительства здания, расположенного на расстоянии 6 м от уже существующего здания и на более низкой отметке, поэтому при разработке котлована возникла опасность потери устойчивости основания и фундаментов существующего здания.

1 — слои мергеля; 2 — фундамент существующего корпуса; 3 — стены проектируемого корпуса; 4 — кровля мергеля; 5 — поверхность

В основании зданий залегает мергель, причем падение слоистости совпадает с падением склона, а прочностные характеристики мергеля по слоистости значительно ниже, чем вкрест слоистости. Рациональным решением явилось выполнение стен небольшими захватками, в результате чего была исключена подрезка основания существующего корпуса на большой длине. Для данных геологических условий расчеты устойчивости выполнялись по плоским поверхностям скольжения.

Другой пример рассмотрен на рис. 18.3. Здание предполагалось защитить от активного давления грунта со стороны склона с помощью стенки из буронабивных свай. В период возведения каркаса здания стенка из свай не выдержала и наклонилась, а выше нее по склону образовался оползень.

1 — скальный грунт; 2 — деформированная буронабивная свая; 2 — засыпка щебнем после срезки оползня; 4 — дренаж; 5 — диафрагмы жесткости; 6 — горизонтальная железобетонная диафрагма; 7 — подпорная стена; 8 — буронабивные сваи; 9 — фундамент

Было принято решение — усилить каркас и подземную часть здания, чтобы оно могло воспринять не только активное, но и оползневое давление. В пазухах был заменен местный грунт на щебень, выполнены диафрагмы жесткости (вертикальные и горизонтальные) и подпорная стена.

Следовательно, при строительстве зданий рядом с уже существующими или на оползнеопасных склонах необходимо принимать рациональные конструктивные решения не только фундаментов, но и надземных частей зданий.

18.3.4. Защита оснований от влияния строящихся рядом зданий и сооружений

При строительстве на слабых грунтах (водонасыщенные пылеватые пески, глинистые грунты текучепластичной и мягкопластичной консистенции) в условиях тесной городской или промышленной застройки строительство нового здания оказывает существенное влияние на деформацию основания под ранее возведенными зданиями.

1 — существующий фундамент; 2 — проектируемое здание; 3 — грунт основания; 4 — шпунт; 5 — прочный грунт; 6 — существующее здание

Дополнительная осадка (иногда даже трещины и перекосы) сильнее проявляется в той части существующего здания, которая находится вблизи нового здания. В указанной ситуации рекомендуется расчетом проверить влияние нового здания на основание старого, и если это необходимо, то принять для нового здания другой тип фундамента, при котором будет исключено влияние на основание существующего здания, Если же переход на другой тип фундамента нецелесообразен, то можно сделать ограждение основания старого здания вдоль той стороны, с которой намечается строительство нового здания.

Ограждение рекомендуется выполнять из шпунта, буронабивных свай или способом «стена в грунте». Ограждение в плане должно иметь достаточную длину, чтобы исключить влияние нового здания в обход ограждения. Для этого рекомендуется выводить ограждение за контуры существующего здания не менее чем на толщину слоя слабого сжимаемого грунта. В вертикальном разрезе ограждение должно прорезать сжимаемую толщу в слабом грунте и входить в прочный грунт (рис. 18.4) [6].

В статье рассмотрена технология работы со стенами из мергеля. Вы узнаете, как правильно штукатурить, утеплять и защищать мергель. Также в тексте приведён способ прорезки проёма в мергелевой стене. Расскажем об особенностях эксплуатации, ремонта и возведения зданий, построенных более 50 лет назад.

Мергель — сырьё для производства портландцемента. Для того чтобы стать этим бесценным минерало-вяжущим, мергелю приходится пройти буквально огонь и воду — его мелют, обжигают, запекают и смешивают с реактивами. По горной классификации это осадочная порода, известковая или доломитовая. Всего насчитывается 12 основных видов мергеля, которые используют в качестве сырья. Залегать может в разных формах — от сплошного слоя до порошкообразной массы.

Как мергель стал строительным материалом

В стихийной застройке частного сектора 40—80-х годов минувшего столетия в качестве сырья для стен и фундаментов применяли множество материалов — от сверхпрочного песчаника до некондиционного кирпичного боя и всевозможных причудливых смесей из опилок, глины, соломы, извести, щепы и иногда цемента. Беспорядочное строительство было связано с необходимостью срочно селить работников новых заводов послевоенного времени — при этом они «строились» рядом с предприятием (поближе к работе). Люди использовали для своих домов решительно всё, в том числе и отходы, брак, отсевы, отвалы, шлаки и сырьё, которое на тот момент было практически бесплатным.

Мергель не представлял особой ценности для промышленников — чтобы получить из него полезный материал (цемент, известь и др. вяжущие), была необходима длительная энергоёмкая обработка. При этом он был сопутствующим материалом при добыче глины, которая шла на кирпичные заводы. Поэтому его без проблем отдавали людям, которые научились строить из него довольно устойчивые здания. В качестве заполнителя швов люди применяли глину — это было удобно, т. к. оба материала добывались буквально на одном карьере. Другую причину использования глины мы рассмотрим ниже.

Что представляет собой мергелевая кладка

Пригодный для стен мергель — это крупные камни (размером с футбольный мяч) и небольшие валуны (3–4 мяча) естественной формы. В составе этого камня много извести и мела, поэтому он довольно рыхлый — в современной классификации по прочности он займёт место между пенобетоном и газобетоном. Камень чертится гвоздём, сбивается киркой, сверлится, легко обрабатывается металлом.

Раствор для кладки обычно делали, замешивая глину с мелкой соломой, стружкой, опилками. Из-за мела и извести поверхность камня рыхлая, иногда пылеватая, поэтому использование относительно дорогих, по сравнению с бесплатной глиной, вяжущих (типа цемента) — было не оправдано. Цементный раствор просто не держится на беспористой поверхности мергеля.

Такая комбинация слабых свойств камня и раствора даёт соответствующий результат — из-за почти полного отсутствия сцепления между камнями целостность кладки может сохраниться только за счёт статичности. Поэтому минимальная толщина мергелевой стены — 500 мм. При укладке контактные плоскости лишь слегка ровнялись киркой. Перевязка углов в этом случае невозможна, поэтому их создавали из кирпича или шлакоблока.

Со временем мергель стали обрабатывать на заводах, просто опиливая его со всех сторон до формы полноценного стенового блока. Это позволило отказаться от инородных углов и сегодня можно увидеть четырёхэтажные здания из мергеля. Положенный на глину, он имеет неплохие показатели теплопроводности — около 0,1 Вт/м·К

Особенности работы со стенами из мергеля

Отсутствие пор и рыхлая глина затрудняют работы по отделке и реставрации домов из мергеля. Однако зачастую такие дома ещё вполне крепки и пригодны для эксплуатации.

Штукатурка стен

Главная особенность мергелевых стен в том, что на них не держится цементный раствор. Из-за слабости глины «привязаться» в кладке можно только к статичному камню, который не имеет адгезии. Выход один — сухое крепление сетки к камню на дюбель и закрепление сетки. Чем чаще продюбелирована плоскость, тем лучше будет качество штукатурки. Помните, что слой раствора держится не за плоскость стены, как в случае с кирпичом и шлакоблоком, а за сетку, закреплённую к дюбелю. Самый популярный и эффективный способ штукатурки мергеля — набрызг «шубы» из раствора со шлаком. «Шуба» отлично отводит влагу от стен.

Утепление

Натуральные на 100% стены из мергеля паропроницаемы. Применение ППР или пенопласта приводит к эффекту термоса, когда точка росы смещается внутрь стены и конденсат не выводится. Лучший вариант — каменная или эковата.

Герметизация мергелевых стен недопустима — влага размочит глину и валуны станут попросту соскальзывать. Попадание атмосферных вод в стену может привести к непредвиденным последствиям, вплоть до разрушения.

Армопояс

Этот разумный способ продлить жизнь дому очень актуален для данного вида зданий. Обычно при их возведении армопояс делали из кирпича на цементном растворе. В итоге он не удерживал периметр стен, а только распределял нагрузку от кровли.

Один из обязательных этапов реконструкции домов из мергеля — монолитный железобетонный армопояс. Причём верх стены следует зачистить, а затем набурить в видимых камнях отверстия Ø 6–12 мм и глубиной 50–60 мм и аккуратно вбить стержни арматуры, а затем обвязать с каркасом армопояса. Этот приём даст до 15 лет увеличения срока службы стен.

Проёмы

Металл — традиционно самый эффективный и дорогой материал в строительстве. Из-за недоступности стройматериала , перемычки из стального профиля были далеко не в каждом частном доме. Их заменяли деревом.

Ещё одна популярная мера конструктивного укрепления — комбинированная несущая дверная коробка. В бревне (Ø 80–120 мм) нарезали одну плоскость — профиль дверной коробки. Из трёх таких брёвен собиралась П-образная конструкция, способная воспринимать нагрузку. При этом после установки она выглядела как обычная дверная коробка.

Если встала необходимость создать проём в мергелевой стене, действовать нужно очень осторожно — камни легко страгиваются с места. Порядок работы:

Обозначить границы проёма снаружи здания.
Пробурить отверстия по верхним углам (максимально точно) либо перенести отметки верхней линии на внутреннюю плоскость стены (гидроуровнем).
Прорезать на максимальную глубину верхние горизонты проёма с запасом 300 мм на стену.
Установить в прорези перемычку — уголок 75х75 или 100х100.
Прорезать периметр проёма диском по камню на максимальную глубину. Нарезать «клетками» внутреннюю площадь проёма.
Аккуратно сбить «клетки» молотком и зубилом.
Далее постепенно прорезать стену и сбивать зубилом, находясь снаружи здания.
После прохождения проёма соединить уголки между собой сваркой. По возможности усилить проём стальной обоймой и заштукатурить по закреплённой сетке.

Кровля

«Враг номер один» мергелевых стен — атмосфера. Известь в составе камня активно реагирует с кислородом (в т. ч. в составе воды) и инфракрасными лучами, материал окисляется и распадается. Камень, оставленный под открытым небом, полностью рассыпается за два полных сезона. Мергель, защищённый от влаги, ветра и солнечных лучей, прекрасно сохраняется.

На таких стенах принято делать вальмовые стропильные системы, потому что они лучше распределяют нагрузку. Чем больше вылет крыши, тем лучше защищён материал стен от разрушения.

Если так случилось, что вам предстоит иметь дело с домом из мергеля, не спешите тревожиться или отказываться. Во всех случаях только один критерий имеет решающее значение — состояние дома на текущий момент. Если стены сухие и ровные, нет серьёзных отклонений от вертикали и перекосов, здание вполне может прослужить верой и правдой ещё не один десяток лет. Стоимость домов из мергеля близка к каркасным и на порядок ниже полноценных каменных.

Землебитная технология создания стен для жилых зданий существовала еще в доисторические времена, и почти без изменений она дошла и до нас. Сегодня, в условиях тотального подорожания основных стройматериалов, может оказаться, что это единственный шанс для миллионов наших загородных домостроителей получить бесплатное, но при этом прочное и даже теплое загородное жилье.

Давайте перечислим сначала платные материалы для стен, то есть те, за которые придется заплатить деньги:

2). Газоблок (пеноблок, шлакоблок и другие легкобетонные блоки).

А вот есть такие материалы для стен, совершенно бесплатные:

3). Природный камень.

Примеры землебитных строений из Википедии. Слева - во Франции, справа - в Англии, посередине запечатлено строительство землебитных стен в горах Перу (Южная Америка)

То есть мы видим, что стройматериалы из первой колонки – фабричного производства, и их практически невозможно произвести самостоятельно, не затрачивая финансовых средств.

А материалы из второй колонки – совсем бесплатные, валяются под ногами даром. Правда, в ряде случаев придется потратиться на известь, чтобы придать стенам законченное качество, но эти траты почти микроскопические в сравнении со стенами, произведенными из стройматериалов, фигурирующих в первой колонке.

Конечно, известь тоже можно сделать самостоятельно, но она быстро не делается, если надо бесплатно, поэтому за нее надо заплатить, чтобы строительство дома уместилось в нужный срок – 3 летних месяца.

Так вот, меня очень заинтересовали материалы из второй колонки – земля, глина и природный камень.

Самый бесплатный и самый легкий тут вариант – земля. Глину нужного качества нужно еще поискать, а вот земля годится любая, лишь бы не торфяник.

Полистав строительную энциклопедию, я обнаружил, что строительство жилищ из земли существует очень давно, и тотально, то есть повально, используется и сегодня. Есть даже самый яркий пример такого строительства – это Приоратский замок под Питером , стены которого возведены из земли, и не разрушаются уже более 200 лет, хотя их когда-то даже обстреливали фашисты во время блокады Ленинграда.

Я никогда не жил в доме из земли, но думаю, что если в таких домах жили многие другие люди, то технология эта имеет место быть. Кстати, технология эта называется « землебитной », потому что при формирования стены земля уплотняется до состояния камня, а потом еще больше твердеет уже сама, когда из нее выходит излишняя влага.

Сверху - старинный дом с землебитными стенами в Калифорнии, снизу - современный китайский жилой землебитный дом

Эта технология по основным, то есть ключевым пунктам, схожа с глинобитной технологией возведения стен, но мы сейчас ее рассматривать не будем. Землю накопать значительно легче, чем глину, да и уплотнять ее проще – не надо слишком много думать, как над глиной.

Привожу тут несколько фотографий землебитных строений, взятых из Википедии, а не найденных где-то на задворках Интернета. Я думаю, раз этой технологии уделяет внимание Википедия, значит, дело того стоит.

В общем, изучив тему современного землебитного строительства, я узнал, что ничего сложного в этом нет. Главное – соорудить опалубку, придется, конечно, на нее потратиться, но опалубка – это не расходный элемент строительства, доски потом можно использовать в других местах, так что опалубка выйдет бесплатной, включая и гвозди с болтами – они тоже просто вынимаются из дерева и применяются в другом месте.

Опалубку для создания глинобитных стен лучше делать переставной – это же ведь не бетон заливать.

Кроме того, я узнал, какой состав земляной смеси ( грунтомассы ) самый употребительный при землебитном домостроении. В принципе, в разных источниках он практически совпадает, поэтому выглядеть он будет так:

1). Мелкая земля – 20%.

2). Песок – 60%.

3). Гравий мелкий (3-5 мм фракции) – 10%.

4). Глина (жирная, но не сильно) – 10%. Правда, если земля суглинистая, то специально глину добавлять не надо.

Больше ничего в эту грунтомассу не добавляется, однако в некоторых случаях допускается добавление мелкорезанной соломы. Однако мы этот вариант тоже рассматривать не будем, потому что от соломы в землебитном строительстве никакого проку – она ничего не утепляет, ничего не армирует, а без добавления извести может загнить. Но вариант с соломой интересный, потому я его рассмотрю в одной из других своих публикаций.

Таким образом мы видим, что технология простая. Сначала изготавливается фундамент с цоколем, как и для обычного дома, а уже поверху монтируются (набиваются) стены. Как только один ярус набит, опалубка переставляется на следующий ярус, и операция повторяется до тех самых пор, пока коробка дома не будет полностью готова. После этого стене дают хорошо просохнуть и набрать прочности, и можно возводить крышу.

При возведении землебитных стен нужно учитывать еще некоторые нюансы, например, длина стены при толщине 50 см не должна превышать 8 метров, то есть через каждые 8 метров должна быть перевязка внешних и внутренних стен, от этого зависит прочность всей коробки.

Также землебитную стену желательно армировать деревянными рейками, или даже ветками. Кроме итого, окна или двери не следует располагать слишком близко к углам, расстояние от них должно составлять не менее 1,5 м.

Есть и другие правила при создании землебитных стен, но практически все их можно найти в энциклопедиях, посвященных землебитному строительству. Моя же задача – привлечь к этому практически бесплатному варианту сооружения прочной и долговечной коробки дома внимание.

Землебитное строительство в свете тотального подорожания практически всех материалов, из которых можно сделать прочные стены малоэтажного дома, станет самым настоящим спасательным кругом для многих малоимущих застройщиков, которые имеют огромное желание построить себе хороший загородный дом, и готовы при этом потрудиться.

Повторяю – для тех, кто не лентяй, эта технология наилучшая из всех имеющихся. С одной стороны землебитные стены такие же прочные и долговечные, как и бетонные (или кирпичные) – с этим спорить никто не станет.

С другой стороны для изготовления таких стен не придется тратить средства из своего кармана – с этим тоже никто спорить не станет.

И получается, что любой застройщик может бесплатно получить прочные стены практически навечно. А все остальные моменты, такие, как тепловая эффективность таких стен, экологическая чистота, внешняя привлекательность и многое другое – это зависит не от материала, из которого стены изготавливаются, а от того, какую технологию строительства выберет застройщик и насколько тщательно он будет проводить работы.

Мергель природный материал знаком каждому, В районах, где имеются месторождения мергеля можно увидеть строения из мергеля, которым более ста лет. Причем при экспертизе построек нередко обнаруживается просто отличная сохранность мергелевых стен. Разрушаются по большей части цокольные части зданий – до 30 мм в глубину материала. Выше – стены, покрытые глиняными штукатурками, целые и крепкие, без следов растрескивания.

Обязательное условие для стен из мергеля – надежно защитить его от воды. Строить из мергеля – возможно, но это вариант из тех, что называют головной болью строителя. И все же сразу отказываться от дома из мергеля не стоит, не оценив всех перспектив. По теплопроводности мергель – рекордсмен среди стеновых стройматериалов, абсолютно природен и безвреден, а стоит в несколько раз меньше кирпича глиняного обыкновенного. Из мергеля строят везде - в тех странах и регионах, где рядом мергелевые разработки.

Мергель, свойства и характеристики

Мергель относится к осадочным горным породам, наиболее часто встречается мергель известняковый и доломитовый, а всего разновидностей мергеля более двенадцати. Цвета – от зеленовато-бурого до светло-желтых, в зависимости от содержания примесей. Мергель залегает в разных формах – и как порошкообразная масса с большим содержанием глинистых частиц, и плотными сплошными слоями. Процент глины в мергеле есть всегда, а также мел и известь. Но еще в его составе имеются кальцит, карбонаты и доломиты – то есть одни из самых «прочных» минералов. Широко применяется мергель для производства портландцемента.

Мергель как материал для строительства крайне специфичен, требует особого подхода для технологии при устройстве стен и далее, в эксплуатации. Толщина стены из мергеля должна быть значительная, называют габариты около одного метра и более. Тонкие стены из мергеля – невозможны. Все это вызывает законный вопрос – а зачем это надо в наше индустриальное время, когда высокотехнологичных материалов на рынке предостаточно? Аргумент, пожалуй, только один – экономический эффект. Мергель дешевле любого из стеновых стройматериалов, и при правильной технологии постройки и создании условий дом из мергеля будет служить не менее двадцати лет. Природность и полная экологичность материала также немаловажный фактор.

Особенность применения мергеля для кладки стен

Для кладки стен годится мергель в виде крупных камней – с футбольный мяч, и валуны раза в три-четыре больше, естественных пластинчатых или слегка окатанных форм. Обеспечить целостную кладку можно только за счет статической массы, то есть увеличением толщины стен. Перевязку угла необработанными камнями делать невозможно, и пятьдесят - сто лет назад углы делали из блоков или кирпича. На плоскости контакта камни подравнивались киркой.

Мергель можно опиливать, формируя из него полноценный стеновой блок, обрабатывают мергель в заводских условиях. На сегодняшний день существуют здания из мергеля привычной геометрии, с прямыми углами.

Прочность мергеля сравнима с пенобетоном и газобетоном средних и высоких марок. Камни легко сверлятся, обиваются стальным инструментом, буквально можно чертить гвоздем. Рыхлость объясняется присутствием немалого количества мела и извести в составе.

В качестве кладочного раствора возможен глиняный. Но никак не цементный, поскольку поровые каверны в мергеле отсутствуют, и цементный камень не сможет сцепить камни, составляющие кладку. Глина с природными наполнителями (древесные опилки и стружка, резаная солома) или применение современных смесей с органическими вяжущими, что намного дороже – единственные виды растворов, применяемых для мергелевой кладки. Пылеватая и беспористая поверхность мергеля не дает возможности цементным растворам даже удержаться на поверхности камней. Глиняные растворы имеют невысокую прочность, сцепление камней в кладке слабое, в результате сделать кладку прочной и устойчивой можно лишь одним способом – за счет толщины. Минимум толщины мергелевых стен – полметра, есть дома с толщиной стен 1,0 -1,4 м. Стены из мергеля на глине имеют хороший показатель по теплозащите – коэффициент теплопроводности до 0,1 Вт/м*град С.

Ремонт, реставрация и отделка домов из мергеля затруднена особенностями их кладки – рыхлые глиняные швы и беспористый камень. Но часто даже старые мергелевые дома очень крепкие и вполне пригодны для эксплуатации.

Отделка и новых и старых стен из мергеля сложна из-за того, что на них не держатся цементно-песчаные растворы. Глина в слоях швов слишком слабая, чтобы «привязывать» на нее отделочные растворы, а у камня практически нет адгезии. Решение – армирующие сетки с сухим креплением к камню, на дюбелях. Штукатурный слой будет держаться только на этих дюбелях, вместе с сеткой, поэтому дюбели устанавливают с малым шагом. По сетке наносят торкрет или набрызг-бетон. Штукатурка–шуба с наполнителями, например, из котельного шлака, хорошо защищает стены от влаги.

Природный мергель обладает хорошей паропроницаемостью. Но вода и влага в мергелевых стенах недопустима. Если стены размочит дождем, глиняный раствор может растаять и камни будут скользить, в итоге возможны самые неприятные последствия, вплоть до разрушений. С другой стороны, герметизировать полностью мергелевые стены тоже нельзя, они могут аккумулировать влагу, с тем же итогом. Пенополистиролы и пенопласты для мергеля не годятся, поскольку паронепроницаемый слой в пироге стены приведет к образованию точки росы внутри этой стены. Выход – теплоизоляция дышащими, паропроницаемыми утеплителями, например, каменной ватой или напылением эковаты, а снаружи, как уже сказано, «шуба» из слоя раствора по сетке. Отделка "мокрый фасад" также хороший вариант для мергелевых стен, при условии применения паропроницаемого утеплителя и качественного крепления армирующей сетки.

Проемы в мергелевых стенах нужно укреплять. Лучший метод конструктивного укрепления, хотя и затратный, это усиление стальными обоймами. Металлопрокат применяют также в тех случаях, когда есть необходимость сделать проем в готовой стене. Эта работа ведется с большой осторожностью, так как мергелевая кладка держится на статике, за счет своей массы. Нельзя допускать, чтобы камни стронулись с места, это может привести к разрушениям. Стену постепенно прорезают диском по камню, предварительно установив верхнюю перемычку с запасом длины не менее, чем на 30 см в обе стороны. Перемычку ставят в прорезь стены, выполненную по разметке, по предварительно набуренным отверстиям.

Все работы по устройству проема следует вести, находясь снаружи дома. После установки перемычки стену прорезают по контуру на часть глубины, размечают на квадраты, и постепенно слоями сбивают эти клетки с помощью зубила. Для обоймы применяют стальной швеллер или уголки, сваривая их между собой. К обойме закрепляют стальную сетку. Слой торкрет-бетона по сетке завершает устройство проема.

Для дома из мергеля целесообразна четырехсторонняя вальмовая крыша, поскольку ее стропильная система равномернее распределяет нагрузки по стенам. Крышу делают с большим вылетом, для защиты стен от дождя. Атмосферная вода – для мергелевых стен враг. В мергеле слишком много мела и извести, которая вступает в реакцию с кислородом воздуха, а в присутствии воды эта реакция идет еще быстрее. Под действием солнечной радиации мергель подвергается окислению, теряет прочность и может рассыпаться за пару лет. Но надежно закрытый от воды, влаги и солнца, мергель отлично сохраняет прочность.

Мергель – материал особый, и требует особого к себе отношения. Очень сложный материал. Необходимость делать стены толщиной от полуметра и более - около метра - уже слегка обескураживает. И все же дома из мергеля строят, ведь экономический фактор при выборе стройматериала далеко не самый последний. Если обеспечить стенам из мергеля качественную защиту от воды и солнца, дом будет прочным, теплым и надежным как минимум несколько десятков лет, а по затратам – такой дом выйдет в несколько раз дешевле кирпичного.

Фундамент на глине при строительстве вызывает немало сложностей, особенно при близком расположении грунтовых вод. Глины, насыщенные водой – рекордсмены по силе морозного пучения. На фундаменты и все другие подземные строения на глине эти силы влияют, вызывая серьезные деформации, трещины, провалы и разрушения. Конечно, большей частью в тех случаях, когда фундамент на глине спроектирован с ошибками и без учета влияния грунтов основания.

Морозное пучение глин

Мерзлотоведение – это раздел инженерной геологии и очень серьезная наука, которая в числе прочего разрабатывает особые методы исследования особенностей промерзших грунтов и способы качественного строительства на этих крайне непростых грунтах.

Влажная глина промерзает довольно сложным образом. Глина замерзает не сразу всем массивом, так как она имеет поры, хотя визуально это и не заметишь. Сначала становится льдом вода в крупных порах и цементирует частицы грунта, в результате чего слабая глина превращается в скальный грунт, который можно разрабатывать только киркой, а то и взрывчаткой. Увеличение объема при замерзании около 9%. Понятно, что весной эта скала превратится в грязь.

Но на замерзании воды в порах грунта дело не заканчивается, поскольку в течении долгой зимы идет процесс постоянного возрастания влажности глины, по причине подсоса грунтовой воды из нижнего горизонта. А если УГВ высокий и эта вода рядом – замерзший грунт может вобрать ее столько, что образует целые прослойки из льда, при этом настолько увеличит свой объем, что легко и просто поднимет дом, вспучит дорожную одежду из асфальтобетона, деформирует железнодорожные полотна и взлетную полосу аэродрома и т. подобное. Десятки сантиметров пучения зимой – явление нередкое.

А весной налицо результат этого явления, получившего название морозного пучения – жидкий растаявший грунт становится грязью, асфальт разрушен, на дороге ямы и выбоины, здания дали просадку, а фундамент пошел трещинами. И ремонт зачастую уже не поможет.

Еще одно «интересное» явление – промерзший водонасыщенный грунт имеет свойство смерзаться с фундаментом, в том числе и со сваей, как и с любой подземной конструкцией. Давление от мерзлого грунта, возникающее при этом, настолько велико, что ломает сваи. На вертикальные поверхности фундаментных стен эти силы действуют по касательной, и разрушая, и выталкивая строения из земли. Одно из эффективных средств предотвратить все это – устроить вертикальную гидроизоляцию фундамента с применением рулонных материалов, это существенно снизит сцепление и заставит мерзлый грунт «скользить» по поверхности, при этом касательные силы пучения будут в значительной степени нивелированы.

Но профессиональные строители и дорожники не просто имеют кучу неприятностей от процесса морозного пучения, а вполне эффективно с ним борются. Способы разные, иногда с применением химии. Но на своем участке лучшим методом борьбы с пучинами является простое средство – осушение. Если удалось отвести воду, устроив эффективную систему дренажа, то пучение или не возникнет, или будет намного слабее.

Но прежде чем бороться, нужно узнать врага в лицо. Чтобы возвести капитальный дом на глинистом грунте, нужны геологические исследования и проектные расчеты. Обращение в проектную организацию в данном случае будет практичным решением, а строительство с соблюдением технологий, и по проекту, выполненному специалистами, избавит от неприятных сюрпризов в дальнейшем.

В случае, когда строится баня, гараж или небольшой дом, выполнить качественный фундамент на глинистой почве возможно самостоятельно, изучив вопрос технически и руководствуясь строительными нормативами.

Определение характеристик грунта

Сначала нужно определиться с некоторыми характеристиками грунтов вашего участка:

Содержанием глинистых частиц в почве
Влажностью грунта
Глубиной промерзания грунтов (ГПГ) для данного района
Уровнем грунтовой воды (УГВ)

О том, как визуально определить состав грунта, многих людей учить не надо, все, кто имеет дело с землей, прекрасно разбираются, что же за грунт у них под ногами.

Если взять в руку комок влажного грунта, размять и попробовать скатать его колбаской или сделать «шнур», то песок – просто рассыплется, суглинок или «жирная» супесь сначала скатается колбаской, но быстренько потрескается и развалится на кусочки. Но если в ладони скаталась целая и эластичная «колбаса» - ясно, что перед вами глина. То есть - вы имеете грунтовое основание для строительства особой сложности.

Влажность тоже можно оценить без лабораторных методов, хотя и не в точных процентах. Если оставить комок глинистого грунта на воздухе, и он будет сохнуть часами – значит, глина влажная. Именно такая глина способна дать сильные сезонные пучения и подвижки.

Уровень грунтовой воды участка определяется, если есть колодец. Если нет – можно определить при бурении скважины или шурфа. Информацию можно получить и от соседей, ведь при строительстве часто копают колодцы и бурят скважины.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта – являются справочными данными, они есть в строительных нормативах, с классификацией по районам строительства.

Таблица с нормативной глубиной промерзания

Город	Нормативная глубина промерзания суглинки, глины	Нормативная глубина промерзания пылеватые и мелкие пески	Нормативная глубина промерзания крупных и средних песков	Нормативная глубина промерзания крупно-обломочных грунтов
Москва	1,35	1,64	1,76	2,00
Дмитров	1,38	1,68	1,80	2,04
Кашира	1,40	1,70	1,83	2,07
Владимир	1,44	1,75	1,87	2,12
Тверь	1,37	1,67	1,79	2,03
Калуга	1,34	1,63	1,75	1,98
Тула	1,34	1,63	1,75	1,98
Рязань	1,41	1,72	1,84	2,09
Ярославль	1,38	1,80	1,93	2,19
Вологда	1,50	1,82	1,95	2,21
Нижний Новгород	1,49	1,81	1,94	2,20
Санкт-Петербург	1,16	1,41	1,51	1,71
Новгород	1,22	1,49	1,60	1,82

Выбор типа фундамента на глине

Выбор вида фундамента на глине зависит как от глубины промерзания, так и от высоты прохождения подземных вод.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент на глине

Если УГВ намного ниже глубины промерзания, то возможен выбор для небольшого строения МЗЛФ – мелкозаглубленной монолитной ленты. При этом есть несколько особенностей:

Сечение ленты нужно принять в виде трапеции, опирающейся на широкое основание, или сделать Т-образное уширение подошвы ленты. Эти меры приведут к увеличению площади подошвы фундамента, и как следствие – к снижению удельного усилия на фундамент от грунта.

Под фундамент необходима подушка – не менее 40 см крупного песка, уплотненного послойно, слоями до 10 см. подушка может быть выполнена из щебня или пескогравийной смеси. Главное – это основание будет дренирующим, то есть отведет от фундамента воду. Еще одна функция подушки – она является амортизатором.

Наружная вертикальная гидроизоляция фундамента обязательна, и выполнять ее нужно, используя рулонные гидроизоляционные материалы высокой прочности. Создав скользящую поверхность, гидроизоляция ослабит сцепление мерзлого грунта с фундаментными стенами, не позволит глине налипать на фундамент. В результате увеличившая свой объем замерзшая глина будет сдвигаться своей массой отдельно от стены фундамента, не вызывая его сдвиг, поднятие и разрушение. Утеплить фундамент – также мера рациональная. Конечно, если строится подвал с отоплением, утепление делают в любом случае.

Отмостка вокруг постройки, имеющая в составе «пирога» утепляющий слой, значительно снижает действие сил морозного пучения на фундамент.

Монолитная плавающая плита на глине

Второй случай - когда грунтовые воды проходят близко к поверхности, сложнее. В этом случае возможен выбор основания в виде армированной монолитной плавающей плиты.

Этот фундамент снимет проблему влияния пучений и сезонных подвижек на здание, так как по своей конструкции рассчитан не на борьбу с грунтом основания, а на движение вместе с ним, как лодка по поверхности воды. Поэтому данное основание и называют «плавающим». Один серьезный минус – этот фундамент самый затратный.

Свайный фундамент с уширением на глине

Другой возможный вид фундамента – свайный с уширением. Буронабивные сваи заглубляют на значительную глубину, ниже промерзания грунта, и кроме того, выполняют их не постоянного сечения, а с «пяткой». Уширение на конце сваи не позволяет силам морозного пучения вытолкнуть ее из-под земли. Одна из технологий устройства свай с уширением – технология ТИСЭ применяется многими частными строителями.

Свайно-винтовой фундамент также заслужил уважение частных строителей. Технология устройства надежного основания при сравнительно небольших материальных затратах и времени становится все более популярной. Сваи, изготовленные из стальных бесшовных труб с определенной толщиной стенки, прошедшие антикоррозионную обработку и внутри, и снаружи трубы, имеют винтовые лопасти на концах. Эти лопасти позволяют не только забурить сваю в грунт, даже мерзлый, но и выполняют задачу уширения основания сваи. Внутренние полости винтовых свай для предотвращения коррозии металла заполняют бетоном.

Одной из эффективных мер борьбы с пучением остается водоотвод и водопонижение на участке – то есть устройство дренажной системы.

Читайте также: