Фундамент на сложных грунтах
Обновлено: 24.04.2024
Индивидуальным застройщикам чаще дают участки под застройку не там, где они хотят. Приходится иметь дело со сложным грунтом. Нужно ли при этом делать сложные фундаменты, вкладывая неоправданно большие средства? Можно ли отказаться от сваебойной техники и сделать фундамент простой но надежный? Разберемся на примерах. Первый и довольно частый случай — болотистые сложные грунты. Стандартное решение, забивка свай специальным сваебойным оборудованием. Затем заливка ростверка — плиты, которая распределяет нагрузку. Сваи изготавливают из тяжелого бетона с предварительно напряженной арматурой. Технология не дешевая, но отработанная десятилетиями. Цены на такие фундаменты в несколько раз выше устройства стандартных ленточных фундаментов исходя из того, что цены буровых установок и сваебойного оборудования соответствуют сложности выполняемых работ. Для плавающих болотистых грунтов так-же применяется плитный фундамент. Заливается армированная железобетонная плита под всей площадью здания. Это не дешевое сооружение.
Если крепкий грунт не более двух метров от поверхности, то можно применить более дешевый вариант — буронабивные сваи. В просверленное отверстие вставляется арматура и вливается бетон. Современное решение для частного домостроения — винтовые сваи. Это толстостенные металлические трубы, имеющие наконечник с лопастью.Длины, диаметры труб и формы лопастей могут быть разными в зависимости от характера грунта. Такие винтовые сваи могут иметь специальное покрытие от коррозии.
Интересное, но довольно спорное доморощенное решение для болотистых грунтов — фундамент Семыкина. Такой фендамент делается из отработанных покрышек. Два слоя покрышек засыпаются однородным грунтом. Затем по верху этой конструкции делается металлическая арматура и заливается бетоном. По такой технологии вполне можно построить фундамент для сарая или небольшого гаража.
Второй случай, это фундаменты на вечномерзлом грунте. Научными разработками по данной теме занимались многие институты. Если мерзлый грунт имеет большую мощность, то основная методика следующая. Забиваются сваи (или заливаются), которые проходят верхний слой и уходят в вечную мерзлоту на глубину не менее метра. Под зданием устраивается проветриваемое подполье — продух. Циркулирующий в нем холодный воздух увеличивает уровень вечной мерзлоты, увеличивая стойкость здания. Такие здания не имеют подвалов и как бы стоят на столбах, ножках (Норильск). Под здания забивается мусор, что не красит город. Так-же для вечномерзлых грунтов делаются винтовые сваи с буровыми наконечниками. Такие сваи вкручиваются в предварительно просверленные отверстия.
Свайный фундамент традиционно считается универсальным. В индивидуальном домостроении наиболее широко применяются забивные, буровые и винтовые сваи. Поговорим об особенностях, а также плюсах и минусах этих технологий.
Если нужно построить дом на участке с проблемными (слабонесущими, пучинистыми) грунтами, то выбирать приходится между свайным фундаментом, плитным и ленточным глубокого заложения. Все три конструкции считаются очень надёжными, и в спорах о том, какая из них лучше, сломано немало копий. Принимать решение следует при помощи специалистов, исходя при этом из геологических данных, расчётных нагрузок и экономических условий (стоимости и доступности конкретных материалов и видов работ). Однако фундамент на сваях почти всегда предпочтителен при сложной конфигурации здания, а также при строительстве на склонах и подтопляемых территориях. Он окажется стабильнее плитного, а тем более ленточного и в том случае, если верхний слой грунта — просадочный, но под ним, на глубине не более 3 м, располагаются малосжимаемые породы, которые могут стать надёжным основанием для свай.
Для строительства фундамента из железобетонных свай может применяться самоходный гусеничный копёр. Фото:«СвайСтройГрупп»
Сваи забивают на расчётную глубину, постоянно контролируя их положение (главное — не допускать отклонений от вертикали). Фото:«СвайСтройГрупп»
Выпуски свай «распушают», то есть удаляют бетон, чтобы связать арматурные каркасы опор и ростверка. Фото:«СвайСтройГрупп»
Фундамент на забивных сваях
Фундамент на забивных сваях (свайно-забивной фундамент) возводится в основном из элементов заводской готовности с помощью специальной установки — копёра. В малоэтажном строительстве применяются железобетонные заострённые сваи сплошного квадратного сечения 200/250/300 х 200/250/ 300 мм длиной 3–6 м (некоторые фирмы предлагают также «негостовые» изделия сечением 150 х 150 мм и длиной 2 м, предназначенные для лёгких построек).
Шаг, необходимую длину и сечение опор определяют согласно СНиП 2.02.03-85 с учётом прочности материалов фундамента, несущей способности грунта (о георазведке мы поговорим особо) и типа свай. Строительные нормы различают сваи-стойки, опирающиеся сквозь неплотные или пластичные породы на скальные и малосжимаемые грунты (крупнообломочные с песчаным заполнением, а также плотные глины), и висячие сваи, несущая способность которых обеспечивается силами трения между боковыми поверхностями и грунтом. Расчёт первых и вторых осуществляется по разным формулам.
Чтобы сориентировать читателя, скажем, что, например, в болотистых районах Московской области, как правило, применяют висячие сваи длиной до 4–5 м, забитые с шагом 1,5–2 м. Сваи располагают под наружными и внутренними капитальными стенами здания и забивают так, чтобы над поверхностью почвы остались выпуски длиной 0,4–0,7 м — их затем связывают монолитным железобетонным ростверком или рандбалками минимальным сечением 200 × 300 мм. Чтобы соединить арматурные каркасы ростверка и свай, последние «распушают», то есть сбивают бетон с верхней части.
Важно учитывать: если ростверк покоится на грунте, на него действуют силы морозного пучения. Чтобы уменьшить их, в опалубку сначала подсыпают песок на высоту не менее 20 см (после распалубки по периметру дома устраивают отмостку по пескогравийной подушке). Песок почти не увлажняется и отчасти компенсирует давление грунта. Преимущества забивного фундамента в том, что сваи при монтаже уплотняют грунт, благодаря чему их несущая способность увеличивается. К тому же заводские ЖБИ по прочности и долговечности превосходят и металлические винтовые, и изготовленные на объекте заливные (буровые).
Наконец, монтаж забивных свай не занимает много времени. Но чтобы возвести такой фундамент, нужно обеспечить проезд и передвижение по участку сваебойной машины или грузовика с автокраном, который доставит копёр и сваи. Деревья и сооружения помешают работе, поэтому возвести фундамент без дополнительных расходов на восстановление оград, дорожек и посадок удастся лишь на начальном этапе освоения участка. К минусам стоит отнести и высокую стоимость конструкции: каждая свая длиной 4 м с учётом монтажа обойдётся в 9–12 тыс. руб. Расходы на забивной фундамент оправдывают себя только на сложных грунтах и если строительство необходимо закончить в сжатые сроки.
Чтобы снизить теплопотери дома и воздействие сил морозного пучения на фундамент, ростверк утепляют снаружи плитами ЭППС и возводят бетонную отмостку. Утепление особенно необходимо в случае свайно-плитного фундамента, где есть риск подъёма промёрзшим грунтом краёв плиты. Фото: IZBA De Luxe
Фундамент на буровых сваях
Фундамент из буровых свай в последнее время завоевал немало приверженцев среди строителей. Это один из оптимальных вариантов для дома с брусовыми или бревенчатыми стенами, и обойдётся он на 30–40 % дешевле забивного фундамента. Основание этого типа можно соорудить без привлечения автотехники — достаточно приобрести или взять в аренду механизированные бур и бетономешалку. Суть технологии в том, что в грунте бурят отверстия диаметром 150–300 мм, надстраивают их опалубкой из свёрнутых в трубку листов рубероида, затем опускают в каждую скважину арматурный каркас (обычно из трёх-четырёх ниток арматуры диаметром 10–16 мм) и заливают тяжёлый бетон марки М300. Если грунт осыпается или плывёт, в отверстия предварительно вставляют обсадные трубы, как правило — асбестоцементные. При высоком уровне грунтовых вод на помощь приходит дренажный насос, в считанные секунды осушающий скважины, а уплотнить бетон позволяет погружной вибратор.
На практике таким способом (без применения самоходной буровой установки) можно заложить фундамент на глубину до 4 м. Важным плюсом технологии является то, что в нижней части сваи можно сформировать уширение, которое позволяет значительно увеличить несущую способность опоры на просадочных грунтах и одновременно служит своеобразным якорем, противодействующим силе морозного пучения. Чтобы выполнить уширение, используют специальный бур с выдвижным плугом (ТИСЭ-Ф и его аналоги). Ещё одно преимущество заключается в возможности без дополнительных затрат сил и времени на «распушение» прочно связать (или сварить) арматурные каркасы свай и ростверка, увеличив тем самым прочность всей конструкции. Что до минусов, то это прежде всего зависимость результата от пресловутого человеческого фактора — опытности и добросовестности рабочих.
Монтаж буровых свай проще всего осуществить зимой либо засушливым летом. Наиболее распространённый диаметр скважин — 200–250 мм, а их число и глубина рассчитываются в зависимости от нагрузки и геоусловий. Над землёй оставляют выпуски арматуры, которые затем увязывают с каркасом ростверка. Фото: IZBA De Luxe
Фундамент на винтовых сваях
Для небольшого дома с каркасными или деревянными стенами вполне подойдёт фундамент наиз винтовых сваяхй, которые можно завинчивать вручную или с помощью компактной электроустановки. Стоимость конструкции сравнительно невелика: одна опора диаметром 200 мм и длиной 2,5 м с учётом монтажа обойдётся в 2400–2700 руб. В винтовой свае функцию нижнего уширения выполняет лопасть. Если глубина заложения выбрана правильно, осадка здания оказывается минимальной. Что касается сил морозного пучения, то их необходимо принимать во внимание лишь при сооружении обвязки: крайне желательно вывесить рандбалки, которые в фундаментах этого типа обычно выполняют из металлопроката.
Исследования показывают, что стальные изделия, обработанные защитным полимерным составом, корродируют в грунте со скоростью не более 0,04 мм в год (имеется в виду истончение стенок и лопасти). Таким образом, срок службы винтовых свай со стенками толщиной 4 мм превышает 30 лет. Винтовые сваи из обычной «чёрной» стали после монтажа требуется заполнить жидким раствором или сухой цементно-песчаной смесью. Необходимо это прежде всего для того, чтобы меньше влаги проникло в полость изделия. Полая труба корродирует намного быстрее, а тонкостенную сваю может даже разорвать замёрзшей водой. При длине опоры более 2,5 м бетонирование помогает к тому же придать ей дополнительную прочность на изгиб. Если же перед заливкой бетона опустить в полость несложный в изготовлении каркас из двух-трёх прутков арматуры, свая продолжит служить даже после разрушения стенок. Другой способ сделать фундамент более долговечным заключается в использовании свай, поверхности которых оцинкованы и покрыты полимерным составом.
Самое слабое место стальных изделий — сварные швы в основании лопасти. При выборе необходимо следить, чтобы они были выполнены качественно — без пропусков, с аккуратными волнами. Не так давно на рынке появились сваи с литыми наконечниками — более надёжные, чем с приваренными лопастями; правда, и стоят они примерно в полтора раза дороже.
Гибридные фундаменты
Элементы конструкции: 1 — свая; 2— песчаная подушка; 3 — утепление из ЭППС; 4 — геотекстиль; 5 — отмостка; 6 —ростверк; 7 — железобетон- ная плита; 8 — гидроизоляция; 9 — стяжка с тёплым полом; 10 — заглублённая лента с уширением
На каких грунтах нужны свайные фундаменты?
Свайные фундаменты необходимы в основном на проблемных грунтах — слабонесущих просадочных (из них наиболее распространены пылеватые и илистые супеси и суглинки) и пучинистых (водонасыщенные глины и суглинки). Если на вашем участке крупнозернистый сухой песок и грунтовые воды расположены глубже 2 м, тратиться на дорогой фундамент нет смысла.
Предварительные сведения о составе грунта можно получить в местных строительных фирмах. Однако лучше иметь более точную информацию, которую даст лишь георазведка с пробным бурением нескольких скважин и лабораторным анализом проб, взятых с разной глубины. При этом будет установлен послойный состав грунта, а затем — по таблице — расчётное сопротивление под нижним концом и на боковых поверхностях сваи, что позволит определить глубину заложения фундамента и требуемое число опор. Стоимость услуги — от 30 тыс. руб. В случае забивного или винтового фундамента нужные параметры часто выясняют путём пробного забивания или завинчивания двух — четырёх свай.
ВАЖНЫE ЗАМЕЧАНИЯ
- При забивании свай в плотный грунт возникают вибрации, которые могут пагубно отразиться на расположенных рядом постройках. Если на соседних участках, на расстоянии менее 20 м, уже стоят дома, лучше прибегнуть к так называемому лидерному бурению, глубина которого обычно на 0,5–1 м меньше глубины погружения сваи.
- На сильнопучинистых глинах и суглинках рекомендуется устраивать так называемый висячий ростверк, то есть удалять песчаную подсыпку, вывешивая рандбалки в воздухе; зазор у земли можно замаскировать забиркой из деревянных реек или водостойкого листового материала, например ЦСП, с каменной или иной облицовкой.
- Свайный фундамент оптимален для каркасных, брусовых, бревенчатых, пеноблочных домов. В случае кирпичных и им подобных стен необходимость заливки мощного ростверка сведёт на нет выгоду от применения свай. Заметим, что устройству свайного фундамента могут помешать скрытые под почвой валуны.
ФУНДАМЕНТНАЯ ЭКЛЕКТИКА
Проектировщики строительных компаний стремятся разработать подобие универсального фундамента, который гарантировал бы стабильность здания почти на любых грунтах. В результате рождаются «гибридные» конструкции. Скажем, для домов из оцилиндрованного бревна и профилированного бруса нередко возводят подобие свайно-плитного фундамента, где после выполнения ростверка на всей площади дома поверх песчаной подсыпки заливают армированную плиту толщиной 200–250 мм. При этом к внешней поверхности ростверка крепят утеплитель — плиты экструдированного пенополистирола, защищающие от промерзания грунта под рандбалками и плитой. Конструкция дорогостоящая, но в высшей степени надёжная и к тому же позволяет быстро и правильно смонтировать водяной тёплый пол.
Другой вариант «гибрида» порой возводят на просадочных грунтах для небольших и несложных в плане построек с тяжёлыми кирпично-блочными стенами. Это сочетание мелкозаглублённой ленты, передающей основную нагрузку на грунт, и буровых либо забивных свай, которые помогают противостоять морозному пучению. Стоит отметить, что такой фундамент предъявляет самые высокие требования к армированию и качеству бетона.
Значительную часть России занимают низменности с водонасыщенным грунтом, подверженным морозному пучению и нередко слабонесущим. Для таких условий разработано несколько типов фундаментов. Подсказываем, какой из них будет оптимальным в каждом конкретном случае.
При выборе конструкции фундамента учитывают состав грунта, уровень грунтовых вод, особенности рельефа, массу и конфигурацию здания и даже режим его эксплуатации. Не вдаваясь в технологические детали строительства ленточных, свайных, плитных и комбинированных фундаментов, поговорим о специфике их «поведения», преимуществах и недостатках тех или иных проектных решений.
Ленточный фундамент
Наиболее простая конструкция фундамента для малоэтажного дома — ленточная. Именно она доминировала, в том числе и на болотистых участках, в период дачного бума 1980–90-х гг.
Схема устройства простого плитного фундамента. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media
Мелкозаглублённая лента была чрезвычайно популярна в силу сравнительно низкой стоимости; при этом она рекомендовалась некоторыми территориальными строительными нормативами, например ТСН МФ-97 МО. Общая высота такой ленты не превышает 1 м, ширина обычно составляет 30–40 см, а глубина заложения — 30–50 см (часто вообще обходятся без траншеи, а лишь снимают плодородный слой на площади застройки).
Свайно-ленточный фундамент. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media
В результате сезонных подвижек грунта такой фундамент упруго деформируется, вследствие чего в стенах дома могут появиться трещины. Даже усиленное армирование (как минимум два горизонтальных пояса из арматуры диаметром 10–16 мм) помогает не всегда. Практика показала, что плавающий ленточный фундамент — не лучший вариант для здания с блочными (блочно-кирпичными) стенами, в особенности если оно имеет сложную конфигурацию, террасы и иные пристройки. Между тем для прямоугольных в плане каркасных, бревенчатых и брусовых построек он вполне пригоден.
Ленточный фундамент глубокого заложения оптимален для тяжёлого здания, строящегося на участке с достаточно плотным грунтом — глиной или суглинком с минимальной примесью ила, без плывунов. (Вообще, наиболее рентабельна плитно-ленточная конструкция с устройством подвального или цокольного этажа, но она подходит лишь для сухих участков и в статье не рассматривается.)
Глубина промерзания грунта зависит от его типа и местных климатических условий. В Центральном регионе России при глинах и суглинках она варьируется от 1,2 до 1,6 м.
Ленточный фундамент может быть как монолитным, так и блочным. Монолитная ж/б конструкция лучше противостоит воздействию боковых сил морозного пучения, в целом жёстче и может возводиться без помощи автотехники — правда, тогда намного возрастут временные затраты.
Свайно-буровой фундамент с ростверком и стяжкой. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media
Уменьшить объём земляных работ и сроки строительства позволяет упрощённая технология, при которой опалубку сооружают лишь для надземной части фундамента, а подземную заливают в выстеленную рулонным гидроизоляционным материалом траншею. Однако из-за неизбежных неровностей стенка такого фундамента довольно прочно сцепляется с грунтом и более подвержена воздействию касательных сил морозного пучения. Впрочем, нагрузка, создаваемая зданием, обычно их компенсирует.
Если плотный слой грунта расположен значительно ниже глубины промерзания, лента оказывается ненадёжной или слишком дорогостоящей.
Другой популярный способ предполагает монтаж несъёмной опалубки из ЭППС-плит. Такая опалубка проста в монтаже (для крепления стенок используются специальные регулируемые стяжки, они же служат опорой для арматурных поясов) и нейтрализует касательные силы морозного пучения: сцепление гладких ЭППС с грунтом невелико.
Опалубка из сборных щитов или досок обойдётся дешевле пенопластовой, с учётом того что щиты можно взять в аренду, а пиломатериалы — использовать в дальнейшем, например, для черновых полов. Фото: IZBA De Luxe
Сравнительно недавно была разработана технология возведения ленточных фундаментов малоэтажных домов с использованием виброгрейфера (грунтозаборника) и блочной вибропогружаемой опалубки. Суть способа такова: сначала с помощью виброгрейфера разрабатывают фрагмент («захватку») траншеи протяжённостью приблизительно 2 м, в который автокраном по очереди погружают небольшие (условно 0,3 × 0,7 ×1,5 м) толстостенные металлические ёмкости (профилировочные блоки) с жёстко присоединённой к ним вибрационной установкой. Блоки оснащены замковым соединением, благодаря чему точно выстраиваются в ряд. Далее в них заливают бетонную смесь и так, постепенно удлиняя траншею и переставляя блоки, формируют монолитную ленту. Преимущество способа — в скорости, а также в том, что бетонная смесь хорошо уплотняется вибрацией. А недостатки заключаются в необходимости применения мощной техники, заводского бетона и невозможности обеспечить непрерывные армирование и заливку, что отрицательно сказывается на прочности ленты.
Что даёт георазведка
Без точных данных о составе грунта на участке нежелательно начинать строительство даже лёгкого каркасного дома. Стоимость георазведки, например, в столичном регионе сегодня составляет около 30 тыс. руб. За эту сумму фирма должна пробурить как минимум четыре скважины глубиной 3–5 м, взять пробы грунта с разной глубины и сделать их гранулометрический анализ. Эти сведения позволят правильно выбрать тип фундамента и рассчитать конструкцию по несущей способности. В случае свайно-забивного или свайно-винтового фундамента требуемые параметры также можно выяснить путём пробного забивания или завинчивания нескольких свай.
Для каркасного или небольшого (до 100 м2) дачного брусового дома подойдёт фундамент из стальных забетонированных изнутри винтовых свай, связанных рандбалками из швеллера. Фото: «Стальная искра»
Такие сваи завинчивают вручную или с помощью компактной электроустановки. Они вполне подходят для строительства на склонах. Фото: «ДубльДом»
Устройство армокаркаса плитного фундамента зависит от расчётных нагрузок. Как правило, основную площадь требуется армировать двухуровневой решёткой. Фото: «ИМиП»
Свайный фундамент
Свайные фундаменты практически не подвержены морозному выдавливанию, но обладают сравнительно невысокой несущей способностью (а точнее, для её увеличения порой требуются слишком большие затраты). Они предпочтительны при строительстве на склонах и подтопляемых территориях и надёжнее ленточных в том случае, если верхний слой грунта — просадочный, но под ним, на глубине не более 2–5 м, располагаются плотные породы, на которые можно опереть сваи-стойки. На заиленных грунтах иногда применяют висячие сваи, несущая способность которых обеспечивается силами трения между боковыми поверхностями и грунтом, однако для столь неблагоприятной «геологии» лучше подойдут плитные и комбинированные конструкции, о которых речь пойдёт ниже.
Бетонные сваи могут оснащаться опорными площадками для монтажа деревянной обвязки, хотя чаще выполняют железобетонный ростверк. Фото: «СвайСтройГрупп»
Шаг, необходимую длину и сечение свай определяют по расчёту согласно СП 24.13330.2011.
Забивные и вибропогружаемые сваи изготавливаются на заводе. По прочности они превосходят железобетонные изделия, выполненные на объекте (в том числе с использованием трамбовочных приспособлений). Преимущества забивного (вибропогружаемого) фундамента ещё и в том, что сваи при монтаже уплотняют грунт, благодаря чему их несущая способность увеличивается. Однако необходимо обеспечить проезд на участок сваебойной машины или автокрана с виброустановкой. Стоимость конструкции довольно высока: каждая свая длиной 4 м с учётом монтажа обойдётся в 9–12 тыс. руб.
Буровые сваи обойдутся на 30–40 % дешевле забивных и оптимально подойдут для дома с не слишком тяжёлыми (брусовыми, бревенчатыми, из пенобетонных, полистиролбетонных или арболитовых блоков). Для возведения такого фундамента не нужна автотехника — достаточно взять в аренду механизированные бур и бетономешалку. Суть технологии в том, что в грунте бурят отверстия диаметром 150–250 мм, надстраивают их опалубкой, при необходимости откачивают воду, а затем опускают в каждую скважину арматурный каркас и заливают бетон и уплотняют его погружным вибрационным устройством. Если грунт осыпается или плывёт, в отверстия предварительно вставляют асбестоцементные обсадные трубы.
Рассказываем об особенностях обустройства фундамента под уклоном и разбираем возможные варианты конструкции: свайная, столбчатая, ленточная и ступенчатая.
Земельные участки не всегда бывают идеально ровными. Обычно на них есть перепады высот, неровности. Если небольшие ямы и бугры можно засыпать и выровнять, то от уклона, особенно значительного, избавиться практически невозможно. Это и не нужно делать, ведь неправильный рельеф дает возможность возвести оригинальную постройку со множеством интересных архитектурных и дизайнерских решений. Надо только правильно выбрать тип фундамента на склоне. Разберемся, как это сделать.
Все о вариантах фундамента на склоне
Факторы, определяющие выбор фундамента
Участок считают условно ровным, если при измерении уровня между крайними точками перепад составил 3-5%. При наклоне более 8% у площадки малый наклон. Уклон от 8 до 20% относится к средним. На всех площадках, наклоненных более чем на 10%, необходимо использовать специальные материалы и возводить конструкции, предотвращающие почвенные подвижки. Крутым считается наклон больше 20%.
Уже при среднем наклоне требуется изучить местность и провести геологические изыскания. Полученная информация позволит определить характеристики фундамента. Перечислим параметры, необходимые для правильного выбора.
Что учесть?
- Уровень залегания подземных вод. При наклоне он бывает неравномерным, поэтому части территории могут заболачиваться. В таком случае потребуется эффективная дренажная система, усиленная гидроизоляция.
- Качество грунта. Прежде всего, определяется его склонность к пучинистости и прочность. Обязательно изучается не только верхний, но и нижний слой. Он не подвергается тектоническим сдвигам, поэтому его состояние тоже важно. Тип почвы определяет выбор фундаментного основания. Некоторые из них могут возводиться только на прочных грунтах.
- Сила и направление подвижек почвы. Оцениваются нагрузки, которые испытывает опора при межслойном движении грунта или при воздействии селевого потока. Изучение этого фактора необходимо, чтобы определить необходимую прочность системы.
- Топографическая съемка. Дает возможность оценить изменения рельефа, возможную неравномерность уклона. Это позволяет точно определить место расположения фундаментной конструкции, ее размеры, объемы и тип предстоящих земляных работ.
- Метеорологические данные. Анализ глубины промерзания, уровня осадков и высоты снежного покрова помогает выяснить степень прочности и выносливости почвогрунта. Если выпадает много осадков, есть опасность размытия почвы и разрушения склона. В этом случае надо укрепить грунт, обустроить систему дренажа.
Виды фундамента на склоне с перепадом высот
Для площадки с уклоном подходят все типы фундаментных конструкций за исключением плитной. Этот вариант получается слишком затратным за счет очень большого объема земляных работ. Подробно разберем возможные варианты.
Свайный
Основа свайного фундамента — вертикальные опоры-сваи, погруженные в грунт. Поверх укладывается монолитная плита или ставится ростверк, что становится основанием для строения. В зависимости от вида свай, они могут устанавливаться в подготовленные заранее отверстия, завинчиваться или забиваться в землю. Это хороший вариант для наклонных площадок.
Плюсы
- Опоры доходят до глубинных почвенных слоев. При осыпании или размывании верхних грунтовых слоев здание не разрушится.
- Грунтовые и ливневые воды не причинят вреда свайной конструкции.
- Затратные и трудоемкие земляные работы сведены к минимуму.
- Разрешено к установке на разных типах почвогрунта, включая пучинистые, глинистые, нестабильные, с глубоким промерзанием.
- Используется как основа для любых строений: от легких одноэтажных домиков из дерева до тяжелых кирпичных и бетонных построек в один-два этажа.
Для наклонных площадок используются разные схемы монтажа свайной системы. Это могут быть одиночные опоры. Их ставят для поддержки отдельных архитектурных элементов, к примеру, колонн. Свайное поле предполагает размещение опор на всей площадке под строением. Свайный куст размещается на каком-то одном, самом сложном для укрепления фрагменте участка. Например, постройка стоит тремя углами на склоне, а под четвертый подводят опору.
Монтаж свайного фундамента для дома на склоне состоит из нескольких этапов.
Этапы монтажа
- Ставят сваи в верхней части фундаментной конструкции. Глубина установки самая большая. При этом высота надземной части должна быть равна минимальной высоте будущего цоколя.
- Ставят опоры с противоположной стороны. Они будут самыми высокими.
- Между установленными сваями натягивают шнур, выравнивают его по уровню, чтобы получились точные горизонтали.
- Остальные сваи-опоры ставятся на нужном расстоянии между уже установленными, выравниваются по шнуру-ориентиру.
- После монтажа всех свай на них собирается или заливается ростверк, который станет основой для здания.
Ленточный
Это замкнутый контур, собранный из железобетонных балок. Возводится по периметру постройки и под всеми стенами. По инструкции, несущая способность системы корректируется путем увеличения высоты и ширины бетонной ленты. Для наклонных площадок действует правило: высота цокольной части в самой низкой точке не может быть больше, чем ширина фундамента, умноженная на четыре. Таким образом, чем круче наклон, тем выше цоколь, и тем шире фундаментная лента.
Это существенно увеличивает цену опалубки и бетонирования. Поэтому ленточный вариант хорошо использовать на малых склонах. Для крутых уклонов его применяют, если планируют разместить в высоком цоколе гараж или какие-то подсобные помещения. Это позволяет сэкономить место на территории и средства на возведение этих построек.
Плюсы
- Хорошая несущая способность. Равномерное давление на почвогрунт.
- Долговечность и высокая прочность. Выдерживает тяжелые и малоэтажные постройки.
- Ставится на почвогрунтах с высокой несущей способностью, запрещено устанавливать на болотистых почвах.
Технология заливки ленточного фундамента на склоне имеет некоторые особенности. Она осложняется предварительными объемными земляными работами. При этом, чем уклон круче, тем больше масштаб проводимых работ.
Этапы заливки
- Устройство подпорной стенки. Для нее срезают под прямым углом участок склона, находящийся в верхней части будущего фундамента. Стенка станет фрагментом цоколя.
- Подготовка траншей либо котлована под опалубку. Глубина рассчитывается заранее с учетом толщины песчано-гравийной подушки.
- Укладка песчаной подушки с обязательным проливанием ее водой и трамбованием.
- Установка опалубки. Ее высота в нижней части фундаментной конструкции должна быть равна высоте опорной стенки.
- Монтаж арматуры, бетонирование.
На отвердение бетонного раствора и его усадку дается 30-35 дней. После этого под нижней стеной возводят опорную насыпь.
Ступенчатый
Это разновидность ленточной системы со всеми плюсами и минусами. Ее используют на крутых уклонах, где заливать прямую ленту технически невозможно или нерационально. Основное отличие ступенчатой опоры в том, что она закладывается по периметру постройки одинаковыми по высоте ступеньками. Такой фундамент разрешено использовать на песчаных грунтах при уклоне не больше 27-31°, на глинистых — до 70°.
Этапы монтажа
Строительство ступенчатой системы, в целом, не отличается от возведения ленточной. Но есть некоторые особенности.
- Начинают с укладки нижней ступени. Для нее готовят траншею, арматуру выставляют как для изолированной бетонной конструкции.
- Затем заливают бетон, дают ему отвердеть.
- После этого по аналогичной схеме устанавливается вторая ступень, затем третья и все остальные.
В итоге получается очень прочная опорная система, выдерживающая значительные нагрузки.
Столбчатый
Похож на свайный с той разницей, что вместо свай используются столбы из разных материалов. Это может быть бетон, кирпич, ФБС. Их устанавливают или заливают в подготовленные шурфы, которые заглублены до устойчивого грунта. Схема установки такая же, как и у свайных опор. А вот нагрузку они выдерживают меньшую, поэтому столбчатый фундамент используется для строительства только легких домов.
Монтаж включает обязательное обустройство подпорных стен. Есть два варианта их возведения. В первом случае выставляют верхнюю и нижнюю стенку, пространство между ними заполняют уплотненным почвогрунтом. Получается ровная площадка-терраса, на которой устанавливаются столбы-опоры под будущую постройку. При этом верхний опорный подстенок не даст грунту уходить с террасы, нижний предотвратит сползание почвы вниз.
Можно сделать иначе. Сначала устанавливаются опорные столбы. После того как все вертикальные элементы будут установлены, их засыпают почвогрунтом. Это засыпка под террасу, с установкой нижней и верхней опорной стены. Насыпная терраса в обоих случаях необходима для дополнительной фиксации столбов.
На некоторых участках строительство частного дома требует особого подхода. Связано это с тем, что даже самые распространенные виды грунта при определенных условиях оказываются слишком подвижными, изменчивыми и непригодными для традиционных методов строительства. Прежде чем выбирать тип фундамента, рекомендуется провести лабораторный анализ грунта, чтобы определить, не относится ли он к условной категории проблемных. Но даже если и относится, это далеко не всегда повод отказаться от строительства. Эксперты Школы ремонта «Леруа Мерлен» рассказывают, как правильно подобрать фундамент для сложного грунта.
Что такое сложный грунт?
Государственный стандарт 25100-2011 «Грунты. Классификация» делит грунты на классы. Понятия «сложный грунт» в стандарте нет, зато с его помощью можно выяснить некоторые важные особенности грунта и его способность нести нагрузку.
Согласно ГОСТу, существует три основных класса: скальные, дисперсные и мерзлые. Внутри каждого есть множество типов, например осадочные или магматические. Внутри типов существует деление на виды, их определяют в зависимости от состава грунта, например силикатные или минеральные. И наконец, названия породы, в том числе такие известные, как граниты или сланцы, относят к подвиду.
В соответствии со способностью нести нагрузку грунты делятся на прочные и менее прочные. К первым относятся скальные грунты. К менее прочным относятся почти все остальные породы, названия которых хорошо известны тем, кому приходилось сталкиваться с частным строительством, – галька, глина, ил, торф и другие. Примечательно, что частично список менее прочных грунтов пересекается с перечнем самых распространенных в России, в который входят глины, суглинки, супеси и пески.
Определить вид почвы на участке можно с помощью лабораторного анализа. Он позволяет определить состав грунта точно, без ошибок и погрешностей.
Среди грунтов, встречающихся в российских регионах, можно условно выделить самые сложные для строительства виды. К ним относятся мерзлые и вечномерзлые грунты, некоторые виды скальных и крупнообломочных дисперсных грунтов.
Такие случаи, как строительство на вечной мерзлоте, можно классифицировать как высшую категорию сложности. Но широкий интерес представляют менее проблемные грунты, которые встречаются практически повсеместно и при этом требуют особого подхода. К ним относятся распространенные виды грунтов, меняющих прочность в результате внешнего воздействия, такого как обильные осадки, промерзание, оттаивание. По ГОСТу эти виды грунтов относятся к меняющим структуру под воздействием внешних факторов. Среди структурно-неустойчивых выделяют набухающие, насыпные, засоленные, слабые водонасыщенные и другие.
«Счастливых» обладателей участков со сложным грунтом в России достаточно. В их число с большой вероятностью попадают владельцы земли на насыпных участках, в прибрежной полосе, в горных районах, в регионах с большим количеством торфяников. Значит ли это, что строительство на этих землях окажется проблемным? Совершенно необязательно, но оно почти наверняка потребует тщательного подбора фундамента, который обеспечит дому стабильность с учетом особенностей грунта.
Сложный грунт или правильно подобранный фундамент: как правильно ставить вопрос?
Получается, гораздо корректнее ставить вопрос так: какой фундамент выбрать, чтобы создать надежное основание для дома? Здесь следует вспомнить, что наиболее традиционным вариантом основания в частном строительстве остается ленточный фундамент. Достаточно популярны и другие недорогие и доступные для самостоятельного возведения варианты – монолитная плита и столбчатый фундамент. Частных строителей и небольшие строительные бригады эти виды основания привлекают рядом преимуществ. К примеру, ленточный фундамент пользуется популярностью за высокой несущей способности, возможности сделать в доме подвал.
Не умаляя достоинств простых решений, стоит сказать, что на участках со сложным грунтом устройство бетонного ленточного основания может оказаться слишком трудным и дорогим, а в некоторых случаях – технологически невозможным. Однако, как мы уже выяснили, это не значит, что от строительства нужно отказаться. Некоторые альтернативные виды фундаментов позволяют с успехом обойти ограничения, связанные со сложным характером грунта. При этом стоимость проекта окажется сопоставимой с устройством ленточного фундамента. В некоторых случаях, учитывая большой объем работ для устройства бетонного основания на участке с проблемным грунтом, альтернативные способы могут оказаться даже дешевле. Один из недорогих и надежных вариантов – свайный фундамент.
Что можно строить на свайном фундаменте?
В частном строительстве используются два вида свайного основания — винтовые стальные и железобетонные сваи. Оба варианта сегодня доступны в сетях DIY-ритейла. Выбор между стальными и железобетонными связями зависит от расчетного веса будущей постройки. Для легких каркасных домов, срубов, зданий из бруса и панелей SIP высотой до двух этажей, садовых домиков, беседок, заборов и других построек такого типа целесообразно использовать основание из стальных винтовых свай. Для постройки тяжелого дома из кирпича, бетона, плотных бетонных блоков, а также массивных деревянных домов надежнее использовать железобетонные сваи. У каждого вида есть особые преимущества. Оба типа свай позволяют создать надежное основание на участке со сложным грунтом.
Как подобрать винтовые сваи в соответствии с грунтом?
На рынке представлены винтовые сваи двух видов: лопастные (СВЛ) и конусно-спиральные (СВКС). Каждый вид обладает особыми преимуществами и ограничениями при обустройстве фундамента на проблемных участках.
Основная разница между двумя видами свай в конструкции лопасти. На ствол конусно-спиральной сваи приварена узкая многовитковая спиральная лопасть. А вот ствол сваи СВЛ оснащен широкими плоскими лопастями. Конусно-спиральные сваи пригодны для мерзлых и каменистых, плотных грунтов, а также монтажа в зимнее время. Для свай СВЛ скальный и мерзлый грунт слишком прочен.
Широкие плоские лопасти свай СВЛ обеспечивают большую опорную площадь. Это позволяет эффективно использовать лопастные сваи на пластичных грунтах с низкой несущей способностью. На рынке представлены лопастные сваи СВЛ с одной или несколькими лопастями. Сваи с одной лопастью предназначены для более плотных и менее подвижных грунтов.
Сваи с несколькими лопастями используют на участках со слабым грунтом с малой несущей способностью. Более надежная точка опоры, созданная несколькими лопастями, повышает устойчивость в случае близкого залегания грунтовых вод или наличия пористого грунта. Высокой пористостью отличаются, к примеру, ракушечники – разновидность известняка, распространенная в прибрежных районах.
Конструктивно сваи СВЛ различаются не только количеством, но и размером лопастей. Сваи с широкими лопастями, более чем в полтора раза шире ствола, обеспечивают большую площадь опоры. Широколопастные сваи предназначены для грунтов с низкой несущей способностью.
Несомненное преимущество винтовых свай в невысокой стоимости проекта в сравнении с бетонным основанием. Для монтажа не требуется сложная техника, установить сваи можно усилиями двух-трех человек с применением простых и широкодоступных инструментов. Устройство такого основания обходится в среднем на 20 % дешевле ленточного фундамента. А с учетом того, что объем земляных работ для устройства основания из бетона на проблемном участке трудно поддается расчету, разница в стоимости может быть еще больше.
Привлекательна в условиях частного строительства и возможность скорректировать проект, когда дом уже готов. Для создания пристройки необходимо сделать разметку контуров новой комнаты и установить в грунт дополнительные сваи. Также несложно отремонтировать фундамент в случае разрушения одной из свай, это можно сделать без демонтажа стен.
Преимущества железобетонных свай
Железобетонные сваи давно и широко используются в строительстве многоэтажных жилых домов, промышленных сооружений, мостов, причалов и других технических сооружений. Однако применять технологию для частного строительства начали сравнительно недавно, с появлением малогабаритных сваебойных машин, которые забивают в грунт сваи небольшого, от 150 до 300 миллиметров, сечения.
Благодаря универсальности железобетонные сваи подходят для строительства домов из любых материалов, включая кирпич, камень, бетон, на участках со сложным грунтом. Использование свай длиной до 6 метров дает возможность подобрать оптимальный вариант опор даже в тех случаях, когда грунт обладает низкой несущей способностью. Пористость грунта не станет помехой для установки свай. Использование сваебойной машины позволяет заглубить наконечник на большую глубину, где он закрепляется в слое более плотной породы.
Длинная свая проходит точку сезонного промерзания грунта, даже если она расположена на большой глубине. Благодаря этому удается избежать деформации фундамента в результате морозного пучения. Близкое залегание грунтовых вод также не станет препятствием — свойства железобетона не меняются при контакте с водой. Машинный метод установки дает возможность использовать сваи на участках с плотным каменистым грунтом.
Затраты на установку железобетонных свай выше, чем в случае с винтовыми сваями. Однако в сравнении с расходами, необходимыми для устройства ленточного бетонного основания на проблемном участке, стоимость проекта все равно окажется гораздо более привлекательной.
Рекомендуем посмотреть видео о строительстве на сложном грунте
Читайте также: