Плитный фундамент на пучинистых грунтах

Обновлено: 02.05.2024

Я давно такое не делал, поэтому несколько вопросов:
1) Как обойти примечание П. 6.8 СП 22.13330.2016, что мелкозаглубленные фундаменты допускается применять при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м, но в том же СП, в 5.5.5 говорится, что можно глубину заложения назначать независимо от глубины промерзания при обосновании, что это не повлияет на сооружение?;
2) По какой методике считать деформации выпучивания и где брать значения допустимых деформаций выпучивания, раньше всегда использовал ТСН 50-303-99, но теперь это давно отменено?;
3) Есть ли какие правила или рекомендации по расчету на неравномерность выпучивания? У меня плита длинная, 16200 мм, понятно, что может подниматься неравномерно, для пробы смоделил ее в МКЭ, задал 2 взаимоисключающих выпучивания: одно на половину плиты и второе с каждой стороны по 1/3 длины плиты. Сами деформации выпучивания принял по отмененному ТСН 50-303-99.

Замена грунта на глубину промерзания исключена, стесненные условия, глубже 1 м не выкопать. Набрать вертикальную нагрузку за счет веса плиты, чтобы выпучивания не было, заказчик не хочет, там у него есть аналогичный фундамент толщиной 200 мм - переломился, решили новый сделать толщиной 400 мм, но не более. По расчету на 400 мм - нормально, но это по моему заданию неравномерности выпучивания, а как правильно считать эту неравномерность - я нигде не нашел. Сваи тоже исключены, слишком дорого.

Неравномерность выпучивания сложно предугадать. Еще сложнее угадать какая часть основания будет оттаивать раньше при наступлении плюсовых температур. Как наихудший вариант предложил бы посчитать плиту, как опертую по диагонали на два или несколько узлов, моделируя оттаивание одного угла. На длину 16,2м уже имеет смысл делать ребра по контуру плиты.

1. ИМХО, теплотехническими методами снижать глубину промерзания
2. ВСН 29-85, другого ничего не придумали
3. по методике ВСН 29-85 определяются сразу изгибающие моменты

ИМХО, вы неправильно подходите к конструированию данных фундаментов. Старые нормативы написанные в доЭППСную эру не предусматривают утепление грунта. Сейчас же проще утеплить грунт и обосновать отсутствие промерзания с помощью расчета тепловых полей. И не выполнять никаких расчетов по пучению грунта

Что ВСН 29-85, что ТСН 50-303-99 - это одно и тоже, касаемо расчета вспучивания. У ТСН 50-303-99 статус отмененного. Про ВСН 29-85 не пойму, информация разная. Здесь нужно как можно дешевле, лучше всего залить прямо по грунту, пусть себе кренится туда-сюда, лишь бы не сломалась.

Здание отапливаемое? Если да , то по периметру под отмосткой Пэноплекс,с заведением на стенки чтобы мостика холода не было + замена грунта на 1м на песок средний или крупный, насчет щебня не помню на память, нужно смотреть. Интенсивные процессы морозного пучения идут в верхних 2/3 глубины промерзания. Часть информации можно здесь "Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах" и СП 25.13330.2012 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88 (с Изменениями N 1-4). Если фундамент неотапливаемый то тут так просто вопрос н решить, ну разве утеплителя под всю плиту 200 мм закинуть и посмотреть температуру в грунте

__________________
Не я сделал из себя машину для убийст (с) Джон Рэмбо
-||- для инженерных задач :crazy: (с) by me

Это не здание. Это установка оборудования (электрика) на открытом воздухе. Крен и изгиб плиты там значения не имеет, лишь бы не было перелома.

Инженер-проектировщик КМ, КЖ

2) По какой методике считать деформации выпучивания и где брать значения допустимых деформаций выпучивания, раньше всегда использовал ТСН 50-303-99, но теперь это давно отменено?;

По СП 25.13330 - определяете нормальные и касательные силы. Там две таблицы со значениями в зависимости от грунта

__________________
"Не будь теории упругости, сопромат напоминал бы удручающий свод прочностных нормативов"

Пучинистый грунт

Пучение грунта – увеличение объема при превращении внутренней влаги в лед. При показаниях температур ниже нуля, грунт начинает расширяться. Этот показатель зависит от объема воды, которой пропитан грунт.

Чем он выше, тем больше степень расширения. Этот процесс объясняется разной удельной плотностью льда и воды. При этом, пучение всегда имеет направление вверх, что вызывает «выталкивание» фундамента.

В то время как гравелистые, крупнообломочные или песчаные грунты впитывают воду очень незначительно, суглинки, глины, супеси и некоторые другие втягивают большое количество влаги.

Соответственно, первый тип практически не подвержен пучению, а второй расширяется значительно, вызывая деформации фундаментов и строений.

Степень пучения определяют следующие факторы:

уровень и глубина вод в почве;
уровень промерзания при минусовых температурах.

Суммируя эти два факта, следует знать, что, если показатели уровня вод и глубины высокие, то верхние слои почвы будут пропитаны водой, что увеличит пучение.

Разные виды грунтового пучения

Рассмотрим основные виды грутового пучения.

Вертикальное

Движение идет снизу вверх, вызывая «выталкивание» основания. Если подошва основания устроена в слое замерзшей почвы, то фундамент будет подвергаться вертикальному пучению. Если же она расположена ниже отметки промерзания – угроза пучения отсутствует.

Касательное

Ввиду возникновения трения расширяемого грунта о стенки основания происходит выталкивание фундамента. Однако величина касательного морозного пучения существенно меньше, чем по вертикали.

Проблема возникает, когда речь идет о легких деревянных или каркасных домах. Вес облегченных сооружений не может компенсировать силы выталкивания.

Зимнее пучение почвы и уменьшение объема в весеннее время вызывают проседания почвы, фундамента над ним и всего сооружения. Следовательно, возможны разрушения и трещины.

Виды оснований на грунтах, подверженных морозному пучению

Схемы фундаментов на пучинистых грунтах

Надежность основания на этих почвах в большей степени зависит от способности сохранять устойчивость под воздействием второго типа пучения (по касательной).

Это особенно важно для облегченных небольших домов.

Если тяжелые конструкции возводятся ниже уровня сезонного промерзания почвы и сопротивляются своей массой касательным силам пучения, то для устройства фундаментов маленьких зданий необходимо тщательно подбирать нужный тип фундамента.

«плавающий»–монолитная плита/мелкозаглубленный ленточный;
ленточный – закладывается ниже точки промерзания;
столбчатый;
свайный.

Устройство монолитной плиты

Структура монолитного основания

Это основание рассматривают как незаглубленный тип фундамента. Его устраивают на пучинистых грунтах в следующих случаях.

При строительстве тяжелых кирпичных домов, когда вес постройки уравновешивает нагрузки, направленные на выталкивание, и придает дополнительную устойчивость.
Когда нужно использовать «плавающую» особенность плиты: при возведении домов с низким весом.

Монолитную плиту называют плавающей конструкцией из-за способности опускаться и приподниматься вместе с изменениями грунта. Из-за того, что земля под домом промерзает неодинаково, образуется перепад плоскости при проседании, который может достигать 10 см. и более.

Поэтому данный вид основания подразумевает особые требования к устойчивости на изгиб. Для этого применяется усиленное армирование и создание более толстой плиты.

При закладке плиты на низкоплотных и просадочных почвах ее утепляют десяти сантиметровым слоем ЭППС. Применение утеплителя и слоя песчаной подсыпки до 0, 5 м обеспечат равномерность промерзания земли под всей площадью здания. Следовательно, не будет образовываться яма в середине плиты.

Большая площадь опоры существенно снизит удельные нагрузки на грунт.

Устройство плитного фундамента под частное домовладение разумно при слабой несущей способности грунтов на участке строительства.

Однако усиленное армирование и большие расходы на заливку бетона делают плитный тип фундамента самым дорогостоящим. Особенно это касается возведения частных жилых коттеджей.

Применение ленточного типа на пучинистых грунтах

Ленточный фундамент с опорной подошвой

В пучинистых почвах закладываются глубокие монолитные ленты. Из-за неравномерной нагрузки возникает возможность разрыв верхнего и нижнего поясов фундамента. По этой причине на таких почвах не используются сборные конструкции.

При наличии пучения обязательно выполняется армирование основания.

Это обеспечит необходимую жесткость и защитит от вредных и неравномерных изменений.

При возведении небольших домов из относительно легких панелей и дерева, когда вес постройки незначительный, его вес не сможет уравновесить касательные пучения (даже если опора находится ниже уровня промерзания).

В этом случае можно строить ленту с расширенной подошвой. Такая конструкция будет успешно препятствовать выталкиванию касательными нагрузками.

Что может препятствовать касательному воздействию пучения

Песок на дне траншеи

Устройство монолитного железобетонного основания (не сборной конструкции).

Подсыпка песком дна траншеи. Более широкий слой сможет максимально уменьшить влияние касательных сил пучения грунтов.
Максимальное глубокое заложение подошвы фундамента. Цель этого мероприятия – увеличить вес дома до степени, когда общая масса превзойдет воздействие пучения.
Выполнение нижней части фундамента в виде анкера, то есть расширение его внизу: тогда силы пучения будут направляться вниз.
Повышение уровня строительной площадки, что приведет к снижению глубины промерзания грунта под домом. Для этого выполняется подсыпка песка крупной фракции.
Подготовка дренажных траншей, особенно при высоком уровне воды в почве.
Утепление фундамента.

Свайный тип фундамента

Схема свайного фундамента на пучинистых грунтах

Представляется, что свайный тип оснований – самый удачный вариант фундамента на пучинистых грунтах. Все подготовительные работы и прочие мероприятия не всегда решают вопрос пучения. Кроме того, они достаточно затратны. Касательные силы практически не воздействуют на поверхность свай.

Сваи погружаются от 5 до 12 метров, а в случае строительства высотных объектов, применяются наращиваемые конструкции до 24 метров. Это значительно глубже, чем уровень промерзания почв.

Опоры такого основания переносят нагрузку на слой глубоко залегающего несжимаемого грунта. Таким образом, здания на сваях могут возводиться при любой насыщенности грунтовой влагой, при которой невозможно устройство ленточного фундамента.

При возведении свайных конструкций с ростверком на пучинистых грунтах, обвязка свай выполняется висячей – на высоте около 40 сантиметров над уровнем земли. Ростверк нельзя укладывать на грунт: при возникновении расширения, его может оторвать от опорных элементов.

Бетонный фундамент

На территории страны существует огромное количество различных типов почвы, на которых сейчас возводятся здания. Но под каждый конкретный тип грунта нужно подбирать свой тип фундамента, ведь почва отличается своими характеристиками, пластичностью, степенью промерзания и способностью к мелким подвижкам.

Поэтому, с технической и строительной точки зрения, пучинистые грунты относятся к группе пластичных почв, они состоят с глинистых пластов, перемешанных с песком, и содержат мало каменистых вкраплений.

Само название таких грунтов означает, что во время промерзания они склонны к вертикальным подвижкам, иногда довольно сильным за счет замерзания грунтовых вод и их расширения. Соответственно, это процесс циклический, причем существует слабая, средняя и сильная степень пучинистости.

Понятно, что игнорировать особенности такого грунта при возведении фундаментов категорически не рекомендуется, поэтому и нужно несущие конструкции фундамента опускать ниже граничной зоны промерзания. Подбираются такие основания под каждый тип строения индивидуально, отличаются конструкцией, особенностями монтажа и несущими характеристиками.

Устройство фундамента на пучинистых грунтах

Схема устройства фундамента на пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод

Единственно правильное устройство оснований на глинистых почвах – это установка прочного тяжелого подножья ниже зоны промерзания на прочных слоях грунта. При этом устраняется воздействие нижних слоев на основание, но остаются небольшие боковые подвижки.

Поэтому, чтобы устранить практически все существующие воздействия на фундаменты, иногда приходится потратить много денег и времени, но при этом получится прочный надежный фундамент, способный выдержать даже сильные морозы.

Поэтому, все фундаменты на пучинистых грунтах отличаются своей конструкцией, способом монтажа и выбором строительных материалов. Существует три ключевых конструкции оснований, способных выдержать подвижки глинистых и песчаных почв с высоким уровнем грунтовых вод:

Заглубленный фундамент. Это дорогая с технической и монтажной точки зрения конструкция, где монолитная или блочная подошва устанавливается на глубине ниже зоны промерзания почвы на плотные грунты.
Мелкозаглубленное основание с увеличенной жесткостью на изгиб. Это специфический вид конструкции, часто применяется в промышленном и административном строительстве. Тут используются конструкции, которые могут независимо принимать неравномерные деформации основания и при этом сохранять целостность здания в целом.
Использование столбчатых фундаментов с незаглубленными или мелкозаглубленными ростверками. Практикуются при возведении небольших жилых и хозяйственных сооружений, отличаются практичностью и быстротой сооружения.
Теплоизоляционные фундаменты мелкого заложения. Это вариант ростверковых оснований, только вокруг столбов и ростверка сооружается специальная зона утепления, которая нейтрализует воздействие промерзлой почвы на основу.

Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых грунтах с заложением на глубину промерзания

Заглубленный фундамент

Такое основание часто практикуют при возведении небольших зданий, ведь имеет сразу ряд ключевых недостатков:

Слишком большая боковая поверхность способствует увеличению нагрузки на стены конструкции;
Слишком высокая стоимость установки, потому что нужно рыть глубокие траншеи и обезопасить стенки от обвала;
Дорогие строительные материалы;
Нужно проводить сложные расчеты уравновешивания сил пучения и массы самого здания.

Это материалоемкие и трудоемкие основания, не спосбоные обеспечить оптимальную защиту здания от воздействия почвы. Но при этом они практикуются в относительно холодных регионах, где граница промерзания расположена высоко, а под ней идет твердый шар породы. В случае правильного использования технологии, подошва бетонного основания трапециевидной формы устанавливается непосредственно внутри твердой породы, которая уже не подвержена пучению.

Защиту от боковых подвижек устраняют методом углового армирования с использованием промежуточных бетонных балок. Также ленточные заглубленные фундаменты часто используют, когда нужно построить здание с подвальными помещениями.

Свайные и столбчатые основания

Такой фундамент на пучинистых почвах отличается практичностью и надежностью, ведь на него не воздействуют вертикальные подвижки грунта, а боковые устраняются за счет конструкции столбов.

Учитывая, что столбы и сваи уже производятся с учетом гидроизоляционных характеристик, грунтовая вода на них мало воздействует.

Также все они имеют ростверки – это сооружение, которое соединяет все столбы между собой и равномерно распределяет нагрузки на каждую опору отдельно.

В качестве свай используются уже готовые фабричные винтовые сваи, технологии ТИСЭ и буронабивные сваи.

Преимущества свайно-ростверковых оснований

Сваи вкручиваются в грунт ниже глубины промерзания почвы до тех пор, пока не упрутся в прочную породу. Поэтому, вертикальные подвижки сведены к минимуму;
Форма свай круглая, почва будет «обтекать» их, не нанеся вреда;
При монтаже в скважины используются гидроизоляционные материалы (рубероид) и асбестовые трубы, которые предохраняют конструкцию от коррозии;
Их можно использовать на строительных площадках со сложным рельефом;
На возведение фундамента пойдет минимум строительных материалов и техники.

Недостатки свайно-ростверковых фундаментов на пучинистых грунтах

В целом, финансовые и технические расходы на сооружение свайно-ростверковых фундаментов, особенно с монолитными или сборными ростверками, существенно выше, чем на сооружение мелкозаглубленных ленточных конструкций.

Поэтому они и практикуются в небольшом частном строительстве, когда долговечность фундамента не играет большой роли.

Фундаменты повышенной жесткости

Это специальные конструкции, приспособленные к неравномерным деформациям основания за счет разности степени пучинистости различных участков почвы. Они бывают:

Ленточные;
Плитные;
Столбчатые с ростверком.

Конструктивно, такие основания предусматривают жесткое соединение всех блоков в единое целое, поэтому каждый элемент конструкции передает нагрузку на соседние зоны фундамента и нейтрализует их. При проектировании таких оснований используются совершенно новые расчетные параметры, такие как расчет по деформациям пучения и горизонтальные сдвиги.

Учитывая, что тут возможны и неравномерные деформации, то их значения не должны быть выше, чем предельно допустимые.

Параметры, используемые при проектировании жестких фундаментов:

Пучинистые свойства грунта и возникающее в нем давление;
Жесткость фундамента и надфундаментных элементов на изгиб;
Стойкость к вертикальным и продольным деформациям;
Учет активного влияния несущих стен и перекрытий при стабилизации движения фундамента;
Расчет жесткости и гибкости несущего каркаса здания (арматурного пояса);
Масса будущего здания;
Точный учет свойств грунта.

Как показала практика, сложными при возведении жестких фундаментов остаются только расчеты, ведь в результате получатся исходные данные для возведения основания. А возвести его не составит труда, причем это относительно дешевый процесс, сделать который можно и своими руками без подключения мощной строительной техники.

Плитные фундаменты

Плитный фундамент на пучинистых грунтах

Плитные фундаменты – это конструкции, где под зданием установлена монолитная железобетонная плита, установленная непосредственно на грунт.

Это разновидность мелкозаглубленного основания, отличается высокой прочностью, надежностью и массой.

Но на его возведение нужно затратить большое количество бетонного раствора и арматуры, а также использовать дополнительную опалубку.

Через свою массу и большой расход строительных материалов, монолитные плитные конструкции используются при небольшом частном строительстве, особенно при строительстве на слабых почвах. Бывает две разновидности фундаментов-плит:

Собственно, плитный фундамент;
Мелкозаглубленный ленточный монолитный фундамент с подвесными полами по грунту.

В случае подвесного пола, плита сама не участвует в передаче нагрузки от здания на грунт, а выполняет задание плиты перекрытия подвала или первого этажа. Она рассчитывается на нормативную нагрузку перекрытий, отличается прочностью и дополнительно армируется. Грунт тут используется как временная опалубка при установке плиты перекрытия. После высыхания бетона, грунт убирают.

Что нужно знать при возведении фундаментов на слабых грунтах

Любой фундамент, даже возведенный строго по заданным параметрам, готовому проекту, со временем будет разрушаться, ведь на него воздействуют грунтовые воды и мороз. Поэтому, для дополнительной защиты оснований нужно также использовать гидроизоляцию и теплоизоляцию.

Как правило, теплоизоляцию практикуют, когда возводится свайно-ростверковый фундамент для защиты первого этажа пола от промерзания и с целью снизить потери тепла непосредственно с дома.

Гидроизоляцию нужно делать для любого типа основания, причем в некоторых случаях нужно даже покрывать гидроизоляцией подошву основания между песчано-гравийной подушкой и бетоном. Такие мероприятия удорожают строительство фундамента, но предохраняют его от преждевременного разрушения.

Видео

Виды столбчатых фундаментов применяемых на различных почвах

При создании проекта для застройки, в первую очередь, определяют тип грунтов, так как от этого напрямую зависит вид фундамента. Так, столбчатый – наименее затратный в финансовом плане (до 18% от бюджета всего строительства), но не на каждой почве он может быть применим. Песчаные грунты и супеси для такого фундамента подходят, а вот суглинок, торфяники и глинистые участки, а также почвы, подверженные горизонтальным смещениям, требуют дополнительного укрепления.

Как определить тип грунта самостоятельно

Способ определения типа почвы для возведения столбчатого фундамента

Для самостоятельного определения типа грунта следует проделать некоторые манипуляции:

Взять немного земли и смочить ее водой. Из смеси сделать кольцо. Если в грунте много песка, его сделать не получится. Супесь разделится на мелкие фракции. При наличии глины, кольцо останется целым.
Насыпать грунт с участка в стакан с водой (1\3 на 250 мл) и взболтать. Чем мутнее получится суспензия, тем больше глины содержится в почве.
Чтобы выявить наличие влаги, необходимо взять часть земли и положить ее на тонкий лист бумаги. Дать полежать 7-10 минут, после чего землю стряхнуть и оценить степень ее промокания. Чем больше будет влажное пятно, тем водонасыщеннее грунт.
Оценить степень глубины подземных вод можно при помощи замеров уровня воды в близрасположенных колодцах или скважинах. А также высоты их размещения относительно участка застройки.

Столбчатый фундамент подходит для легких построек (каркасные дома, подсобные постройки, дачи, бани) без подвалов и погребов. Его можно закладывать на всех типах грунтов, если уровень грунтовых вод не слишком высок. В зависимости от типа почвы он может быть:

заглубленным. Такой фундамент опускают до 1 м ниже линии промерзания грунтов. Это подходящий вариант для влажных пучинистых почв (болотистые, с высоким горизонтом подземных вод, грунты на глине);
малозаглубленным (или мелкозаглубленным). Закладывается на глубину до 70 см от уровня промерзания. Применяется на песчаных и скалистых почвах;
незаглубленным. Глубина не более 50 см. Фундамент устанавливают на крепких грунтах с ровной поверхностью.

Также столбчатые фундаменты бываю опорно-столбчатыми, столбчатыми из труб или столбчато-ленточными.

Закладка фундамента на непучинистых и пучинистых почвах

Схема обустройства столбчатых фундаментов на непучинистых грунтах

Непучинистые грунты – это участки земли, образованные по большей части из остатков разрушенных горных пород (гравийные, щебневые, песчаные), являющие собой крупнозернистый материал. Чем больше частицы у такой почвы, тем меньшее влияние будет оказываться на прочность фундамента. Это наиболее безопасные грунты для любых типов построек.

Столбчатый фундамент на таких грунтах закладывают неглубоко (применяю незаглубленную или мелкозаглубленную кладку). В некоторых случаях достаточно и 20−30 см.

К пучинистым почвам относятся супеси, пылевые пески, глины с высокой влажностью и суглинки. Основная характеристика – увеличение объемов почвы при замерзании воды, которая находится в ее составе. Для таких грунтов наиболее удачный фундамент – столбчатая конструкция. Она минимизирует действие касательных сил, и основа не подвергается разрушению при промерзании почвы.

Если нестойкий грунт имеет очень высокий процент влажности, при закладывании фундамента, его верхний шар заменяют на непучинистый (верхние 2\3 слоя). Для отапливаемых домов – с наружной стороны, для неотапливаемых – снаружи и внутри.

При очень пучинистых грунтах или утяжеленном строении (из кирпичной кладки) рекомендуется использовать перевязку (рындбалку). Она может располагаться на поверхности почвы или иметь небольшое заглубление. Это поможет максимально избежать влияния пучения грунта или его подвижек.

Закладка фундамента на глине

Схема устройства столбчатого основания на глинистых почвах по технологии ТИСЭ

Глинистые грунты (с содержанием глины около 10-30%) очень пластичны, подвержены размыванию, не держат форму и могут смещаться. Устойчивость домов на них зависит от правильной закладки фундамента.

Способы укрепления почвы:

механическая трамбовка при помощи технического оборудования (каток);
электроосмос. В шар грунта вводят стержневые клеммы под напряжением до 5 А\м 2 . После воздействия током необходимый участок становится более плотным, сухим, что минимизирует пучение;
электрохимическое влияние. Помимо тока, в грунты добавляют специальные смеси (к примеру, хлористый кальций);
частичная замена грунта. На глубину до 1 м удаляется верхний слой почвы и засыпается более прочный, который послойно утрамбовывается.

При наличии склонов, их укрепляют бетонными упорами или панелями, под уклоном 50-60 относительно склона.

Технология закладки

Эских устройство столбчатого фундамента по ТИСЭ

Для пучинистых грунтов предпочтительнее выбирать столбы с расширением внизу, в остальных случаях подойдут конструкции в виде параллелепипеда или цилиндра. Есть несколько способов закладки столбчатого фундамента.

Первый способ. Под столбы выкапывают ямы, которые размерами превышают параметры столбов на 30−40см, затем в них устанавливают опалубку и каркас из арматуры. Далее заливают бетон. После его застывания, опалубку снимают, а столб засыпают. Технология позволяет создавать монолитные железные столбы высокой прочности и устойчивости, но требует большого объема работ.

Второй способ. Применяется специальный фундаментный бур – ТИСЭ-ф, с его помощью можно делать скважины в диаметре до 20 см, с расширением внизу до 60 см. Это более простой метод, позволяющий осуществлять закладку фундамента самостоятельно.

На что обращать внимание? В местах пересечения стен (точки наибольших нагрузок), под стойкой каркаса, возводятся столбы на расстоянии, кратном шагу балкам нижней обвязки (1,5 − 2,5 м). Сечение бетонных блоков или столбов из кирпича должно быть не меньше 50х50 см. Толщина стен с шаром термоизоляции – до 25 см, перекрытия (кроме цокольного) сделаны из дерева.

Столбы монтируют вертикально, на них кладут бетонные блоки. Между столбами устанавливают забирку − легкую стенку, утепляющую подпол и защищающую его от влажности. Она должна быть одинаковой по всему периметру строения (как правило, это кирпич или бетон). Толщина стенки – 12 см, уровень заглубления в почву – 25 см. Если грунт на глине и очень пучинистый, забирку устанавливают на подушку из песка высотой 20 см и шириной 30 см.

С ростверком или без него

Устройство ростверка для столбчатого фундамента

Ростверк – верхняя часть, связывающая столбы в одну конструкцию, его делают из железобетонной ленты, которая придает постройке большей устойчивости на подвижных грунтах, а также равномерно распределяет вес дома на все столбы.

Его наличие не всегда обязательно, так как нижний венец деревянного сруба выполняет эту роль. Но для каркасных домов, возводимых на пучинистых почвах или на участках с уклоном ростверк нужен. Главное, ростверк нужно монтировать так, чтобы он не заглублялся в почву и не опирался на нее. Иначе зимой он может оторваться от столбов и фундамент деформируется.

Отсутствие ростверка – самый экономный и простой способ заложить фундамент. Его применяют, если почвы не слишком пучинистые, а здания легкие, малогабаритные и не требуют ленточной опоры (деревянный сруб, каркасный дом).

Если фундамент на глине под столбы до глубины промерзания, почву заменяют на смесь из крупнозернистого песка, щебня или гравия, поливают водой и утрамбовывают.

Чем тяжелее строение, тем мощнее должны выбираться столбы и шаг делаться чаще (1,5 м). Меньше делать нерационально, но и свыше 3 м шаг превышать нельзя. Сечение столбов может быть различным, в зависимости от материала (кирпич, монолит, дерево). На глине оптимальный вариант – железобетон.

Зачем армирование монолитному столбчатому фундаменту

Схема армирования столбчатых оснований

Бетонные столбы прочны на сжатие, но плохо переносят нагрузки на растяжение или изгиб. Чтобы избежать подобной деформации фундамент нужно армировать в зонах, где может возникнуть растягивание. К примеру, при пучении верхняя часть столбов будет выталкивать вверх, тогда как нижняя – удерживаться в непромерзающем слое почвы, в результате столбы могут потрескаться. Здесь и пригодится вертикальное армирование.

Каркас из арматуры состоит из вертикальных ребристых прутьев (класс A-3) с диаметром 1,2 см. Ребристые прутья выбираются для обеспечения лучшего контакта с бетоном. Их соединяют при помощи тонкой гладкой монтажной арматуры (диаметр 0,6 см), которая сама по себе не воспринимает нагрузку, а только связывает прутья в одну конструкцию.

При армировании столбов диаметром до 20 см необходимо 2 прутка. Если высота столба около 2 м, ребристую арматуру перевязывают монтажной через каждые 80−100 см, то есть в 3−4 местах.

При наличии ростверка, его также армируют. Делают 2 пояса (нижний и верхний), каждый из которых включает в себя минимум по 2 продольных прута. Для такого армирования используют арматуру с диаметром 1,2 см и поперечным сечением. Арматурный каркас погружают в бетон полностью, уровень над поверхностью ростверка – 3−5 см.

Если учесть все инженерно-технологические особенности закладки столбчатого фундамента, знать тип почвы, уровень грунтовых вод и характер будущей постройки – такая основа будет долговечной и прочной на износ десятилетиями.

Оптимальным вариантом фундамента под здание на пучинистом грунте является плитный. Если использовать ленточный вариант основания, то его придется делать сильно заглубленным, что вызовет дополнительные расходы и значительно увеличит объем работ.

Тогда как плитный фундамент может быть вообще не заглубленным, либо на небольшую величину, не более 50 см, так как принцип его действия полностью отличается от ленточного и других вариантов.

Нередко приходится строить фундамент на пучинистой почве, который должен противостоять разнообразным нагрузкам, и плюс ко всему, сезонным изменениям грунта.

Строительные технологии все время развивались, приобретались навыки, каковые позволяли без труда решать аналогичные проблемы.

Теперь, невзирая на некоторую нестандартность и сложность работ, они под силу всем.

Пучение почвы: особенности и способы борьбы

Чтобы получить ответ на вопрос, как правильно сделать фундамент на пучинистой почве, нужно разобраться с природой предоставленного процесса и его спецификами.

В районах с большим уровнем грунтовых вод земля находится в очень влажном состоянии и, таким образом, ближе к холодам начинает увеличиваться в размерах.

Сооружая фундамент на пучинистой почве, нужно следить за глубиной залегания грунта.

Если заглубить чуть-чуть ниже точки промерзания, непрочные слои будут оказывать давление, устремленное по касательной к поверхности земли. Она начнет приподниматься.

Не менее важной составляющей является площадь взаимодействия с грунтом: чем больше – тем хуже.

В будущем грунт под действием постоянно изменяющихся вертикальных нагрузок будет проседать. И таким образом, этот процесс наблюдается неритмично.

Как результат, дом начинает подкашивать, а фундамент трескается и, разумеется, выходит из строя.

Создан специальный СНиП фундаментов, которые сооружаются на пучинистых поверхностях под номером 50-101-2004, закон был принят еще в 2005 году. Перед тем как приступить к работам с ним рекомендуется ознакомиться всем.

Независимо от вида, устройство основы на пучинистых грунтах желательно делать в качестве расширенного монолита на дне.

С целью уменьшения пучения, в цокольном этаже создают специальную отопительную систему, и, разумеется, утепляют сам фундамент дома.

Еще один способ борьбы с пучением земли – замена грунта.

Как правило, неустойчивые почвы под грядущей постройкой убираются, а вместо них засыпается щебень вместе с песком. Важный недостаток – высокая цена предоставленных работ.

Наибольшей распространённостью пользуется мелкозаглубленная основа на пучинистых грунтах.

Маленькая глубина закладки предоставляет возможность убрать касательное давление с помощью уменьшения размеров взаимодействия.

Тем не менее, чтобы выбранный метод был результативным, обязательно создают специальную подушку из смеси, которая, в свою очередь не подвергается пучению (песок, щебень стандартной фракции).

Важно, чтобы смесь засыпалась с внешней стороны фундамента по всей площади.

Если заложить фундамент существенно ниже точки промерзания, есть шанс что вы компенсируете пучение.

Тем не менее, обустраивать таким методом ленту не выгодно, поскольку строительство потребует довольно больших затрат. Все чаще сооружают столбчатый фундамент на пучинистой почве.

Но необходимо провести непростые расчеты, чтобы равномерно разделить давление. Необходимо употребить бутон разных марок и, желательно усиленный арматурный каркас.

Трудно сказать, какой из всех имеющихся самый лучший фундамент собственно для пучинистых грунтов – у любого наличествуют свои особенности и позитивные стороны.

К тому же, уровень пучения в различных районах может значительно различаться, что воздействует на принятие решения о выборе разновидности основания.

Специфики фундамента для пучинистой почвы

Одним из ключевых является ленточный фундамент, тем не менее, под него необходимо вырыть специальный котлован глубиной примерно в 0.7 м. Подготовив котлован, боковые стенки укрепляют гидроизоляционным материалом, в частности, полиэтиленом.

После этого добавляется сухая смесь в 2-3 слоя шириной приблизительно в 15 см, потом это все качественно утрамбовывается. На следующей стадии необходима опалубка под основу.

Поверх подушки опять обустраивают гидроизоляцию и создают арматурный каркас.

Выходит незаглубленный фундамент на пучинистой земле, может легко противостоять большому давлению.

После этого, в опалубку добавляют бетонную смесь. Так как, она не успела застыть, устанавливают большие прутья арматуры.

Очередная маленькая особенность – арматуру желательно вязать. Сварная арматура может оказаться чезчур хрупкой и ломкой.

Менее распространённой является свайная основа на пучинистых грунтах, поскольку ее сооружение требует привлечения особой техники и больших трудовых расходов.

На нем останавливают выбор исключительно в случаях, когда точка промерзания земли превышает 1.5 м.

Сваи стоит углублять не менее чем на 3-4 м, вследствие этого чаще делают изделия из бетона или железобетона всех разновидностей, в частности забивного, набивного или винтового.

По всей площадке дома создают дренажную систему и делают гидроизоляцию базиса.

Прекрасным решением может являться столбчатый фундамент, который сооружают под каркасные здания или малоэтажные постройки.

Он, как и свайный фундамент, создается ниже уровня промерзания.

Главным материалом для строительства столбов считается железобетон высоких марок, который может противостоять многообразным нагрузкам и давлению из вне.

В таком случае, анкерная площадка присоединяется к опорному каркасу, и будет выполнять роль опоры для здания.

Своими руками можно построить столбчатый фундамент с помощью асбестовых труб с большим арматурным каркасом.

Снаружи создается слой эпоксидной смолы, как правило, арматурный каркас производят из проволоки толщиной примерно в 10 мм.

Плавающую плитную основу на пучинистых грунтах, создают совместно с нестабильными слоями.

С помощью этого стены дома не испытывают различных деформаций со стороны и, таким образом, не разрушаются, исключено появление даже маленьких трещин.

Сооружение фундамента на пучинистой почве в качестве монолитной плиты может быть создано двумя способами: слабо заглубленным (когда нет надобности в подвале или цоколе) или в качестве плиты глубокого заложения.

Под фундамент вырывают потребной глубины котлован, дно какового засыпают обычным щебнем.

Плитный фундамент на пучинистых грунтах видео

Строительство плитного фундамента

Плитный фундамент делится на два типа в зависимости от конструкции самой плиты, которая может быть плоской или ребристой.

Второй вариант является наиболее надежным и устойчивым к нагрузкам, которые создает дом и любым движениям почвы, но сложнее в возведении. Поэтому, если условия строительства и само здание не требуют создание максимально надежного основания, можно обойтись плоским вариантом.

Первый этап строительства

Ребристая плита отчасти похожа на ленточный фундамент, если в него добавить перемычки между сторонами периметра и сверху отлить цельную плиту, которая и будет служить основанием для дома. Пространство между перемычками засыпается смесью песка с гравием для повышения устойчивости.

Если дом строится из легкого материала, например, газобетона или дерева, и имеет один этаж и относительно небольшую площадь, то для него хватит плоской плиты в 25 см толщиной.

Плита армируется двумя слоями из арматуры диаметром 14 мм с шагом решетки в 20 см. Этот вариант основания отлично подходит для небольших строений на подвижных и пучинистых грунтах с неглубоко залегающими грунтовыми водами. Нагрузка на подобной плите распределяется равномерно, поэтому дом не перекосит даже при каких-то особо сильных геологических сезонных изменениях.

Помимо основной функции, плитный фундамент выполняет функцию утеплителя для грунта под домом, который не будет промерзать даже в самые сильные морозы. Также поверхность фундамента, если ее дополнительно утеплить и защитить от влаги слоем гидроизоляции, может служить одновременно и полом дома, на который уже можно стелить доски или любой другой материал.

Единственный минус плитного фундамента – высокая цена.

При равных общих параметрах он обходится также дорого, как и ленточный. Но он быстрей схватывается, не требует рытья глубокой траншеи и котлована и в целом занимает куда меньше времени на проектирование и возведение.

Первым делом при строительстве плитного фундамента подготавливается основание из грунта. Площадка, на которой будет располагаться плита, должна быть тщательно утрамбована вибратором и выровнена.

В границах будущего фундамента выкапывается как бы небольшой котлован в виде корыта, глубиной 30-40 см, не больше. Дно котлована-корыта накрывается геотекстилем, который сверху засыпается подушкой из песка и щебня.

Это даст возможность воды стекать через геотекстиль, а бетон и подушка останутся на месте, удерживаемые геотекстилем.

Также на этом этапе создается дренажная система, путем установки траншей, которые нужно закрыть геотекстилем. В подушке из щебня прокладываются гофрированные трубы из пластика для отвода воды в сточную канаву или специальный колодец за пределами площади здания.

На этом подготовку основания можно завершать и переходить к строительству опалубки, которая должна закрываться плотным полиэтиленом, иначе бетон может вытечь через щели между досками. После возведения опалубки вяжется армирующий пояс.

Армирование плитного фундамента

Для создания армирующего пояса будет достаточно двух сеток из прутьев толщиной 14 мм, со стороной ячейки в 20 см. Между обоими поясами должен быть промежуток в 10 см и небольшой отступ от верхнего и нижнего края фундамента, в 3-4 см.

Если наружный слой бетона будет меньше, он может начать крошиться и раскалываться. Для этого нижний слой арматуры должен устанавливаться на подставки из металла, которые называются «грибки».

Верхний слой подпирается над нижним вертикальными короткими прутками из той же арматуры.

Также между собой оба армирующих пояса связываются по концам каждого прута при помощи специальный деталей в виде буквы П из арматуры. В результате получается как бы металлическая клетка с ребрами жесткости по всему периметру.

Под местами, где будут проходить стены, стоять какие-либо колонны и другие опорные части здания, укладывается еще один, дополнительный слой арматуры, берущий на себя часть нагрузки, создаваемой зданием.

Заливка фундамента бетоном

Когда армирование опалубки будет завершено, можно заливать бетон. Для плитного фундамента используется самый прочный вариант, марки М450, в крайнем случае можно взять М350, но ни в коем случае не ниже.

Согласно СНиП по фундаментам, класс бетонной смеси не должен быть ниже В20(М250) на прочность по сжатию, а уровень устойчивости к влажности – W6. Заливается бетон в опалубку по лотку, причем начинать нужно от краев фундамента, раскидывая его от центра и постепенно сужая залитую плиту.

Во время заливки бетон должен утрамбовываться вибратором, чтобы в нем не сформировались пузыри и воздушные полости.

Продолжать строительство можно, когда бетон схватится на 60-70%, то есть примерно через полторы две недели при средней температуре около +20оС. Если же температура воздуха ниже, то этот срок увеличивается до трех недель.

Очень важным моментом является прокладка коммуникаций, водопроводных и любых других, которые будут заходить в дом через пол. Если не проложить нужные трубы сразу же или не оставить под них место, потом уже ничего нельзя будет сделать и придется прокладывать коммуникации через стены, выше уровня фундамента.

Читайте также: