Проведение исследования грунта для выбора типа основания здания Самым лучшим основанием для фундамента является скальная порода. Однако и в ее отсутствие можно сделать хороший прочный фундамент. В наших широтах большинству застройщиков приходится строить фундамент на песчаном грунте. Это отличный строительный материал для возведения фундамента. Чтобы понять, какой фундамент выбрать для конкретного участка застройки, важно знать различие песков и технологию работы с ними, а также произвести все необходимые расчеты.
Виды песчаных грунтов и их особенности
Песчаные грунты подразделяются на типы:
- Крупнозернистые — это пески, состоящие преимущественно из частиц крупных фракций. Это самые лучшие песчаные основания для возведения фундаментов поверхностного заложения. Их отличает хорошая водопропускная способность, несущая нагрузка и отсутствие морозного пучения.
- Мелкозернистые пески, преимущественно состоящие из мелких и пылевидных частиц. Работа с таким грунтом затруднительна, так как его сложно уплотнить. Водопропускная способность такого песка крайне низкая, при увлажнении он становится пластичным и превращается в грязь. Если уровень грунтовых вод будет расположен близко к поверхности, то такое основание может стать плывуном. При работе с этим основанием следует тщательно выполнять расчеты, потому как переделка конструкции может обойтись дороже ее постройки.
- Супеси и суглинки. Такое основание не пригодно для возведения фундамента, так как они рыхлые, неустойчивые, их почти невозможно уплотнить да необходимого уровня.
Чтобы выяснить из какого грунта состоит участок застройки, нужно обратиться в геологическую службу.
Положительные стороны плитного фундамента
Достоинство монолитной плиты – большая площадь опоры, что заметно уменьшает давление на почву. Полностью исключается неравномерная усадка, риск деформации стен.
Достоинства:
- легкость монтажа;
- долговременная эксплуатация;
- безопасность;
- прочность;
- предотвращение движения грунта;
- устойчивость к грунтовым, наземным водам;
- возможность создания цоколя;
- использование плиты как основания для пола на первом этаже.
Характеристики плитной базы
Отрицательные качества
Существенный недостаток плиты — стоимость основания очень высокая, по сравнению с аналогичными методами. Но она полностью оправдана, благодаря гарантиям надежности перед неблагоприятными условиями окружающей среды.
Крупнозернистые пески
Эскиз устройства столбчатого фундамента на песчаной почве
Возводить фундамент на песчаном грунте, состоящий из частиц крупных фракций, достаточно просто. На таком основании обычно устраивают ленточные и столбчатые фундаменты. Дополнительные работы при этом сводятся к минимуму – расчистка площадки, удаление плодородного слоя почвы и рытье неглубоких траншей под опалубку.
Следует отметить, что при строительстве легкого здания, такого как баня, сарай или деревянный дом, можно обойтись столбчатым фундаментом. Выложить его можно из кирпича или сделать монолитным. Расположить столбчатые блоки нужно по периметру будущих стен здания, а также на пересечении стен. Этого будет достаточно чтобы выдержать нагрузку от всего сооружения. Никаких дополнительных расчетов не потребуется.
При работе с крупнозернистым песком потребуется лишь вырыть траншеи под установку опалубки, разровнять дно и уплотнить. В большинстве случаев никакой подсыпки других материалов не требуется, если это не массивное многоэтажное здание – тогда нужно будет производить расчеты, в том числе и несущей способности песчаного основания.
Определяем свойства грунтов на участке застройки.
Прежде чем приступать к разработке проекта любого дома, необходимо определить какими характеристиками обладают грунты на участке будущей застройки. Без этих данных невозможно прежде всего сделать качественный и в меру экономичный фундамент и, следовательно, построить надёжный и долговечный дом. В данной статье будет говориться о том, как можно самостоятельно определить физические и механические свойства грунтов.
Не секрет, что самым лучшим способом исследования участка застройки являются геолого-геодезические изыскания проводимые специализированными организациями. При помощи буровой машины делается несколько скважин, берутся пробы грунта на разных глубинах и затем уже в лаборатории определяются необходимые физико-механические свойства.
В связи с дороговизной данной процедуры, зачастую люди, строящие дом своими силами, от неё отказываются. Строительство фундамента при этом ведётся либо на основе опыта соседей по участку, либо надеясь на наш всемогущий «русский авось». Привести это может, в лучшем случае, к закладке излишне массивного фундамента с перерасходом денежных затрат на него, а в худшем случае, наоборот, к постройке слишком слабого фундамента и к последующему его разрушению.
Ниже мы посмотрим, как можно самому определить основные свойства грунта, необходимые для более или менее точного выбора параметров будущего фундамента дома. Если при определении какой-либо характеристики, Вы рассматриваете два варианта и не знаете какой из них выбрать, всегда берите вариант с худшими условиями. Не так страшен немного излишний запас прочности фундамента, чем его недостаток.
Итак, для начала на участке необходимо сделать минимум две, а лучше четыре (по углам будущего дома) скважины. Глубина их зависит от типа фундамента, от этажности дома и материала из которого он будет построен. Например, если специализированная организация делает изыскания для двухэтажного кирпичного дома, то скважины будут буриться на глубину около 10 метров. Очевидно, что самостоятельно в ручную сделать это проблематично (хотя и возможно). В связи с этим нужно стараться сделать скважину максимально глубокой, хотя бы на две глубины промерзания. Удобнее всего использовать обычный садовый бур. Также, если есть необходимость и возможность, можно сразу перед строительством дома выкопать яму под септик. Изучить грунт при этом ещё проще.
С помощью скважин определяются вид несущего грунта, толщина плодородного слоя почвы и уровень грунтовых вод.
I. Вид несущего грунта
По мере заглубления в землю сначала идёт плодородный слой почвы, затем несущий грунт. Фундамент должен опираться именно на него. Выделяют четыре основных класса несущих грунтов:
— скальные;
— дисперсные;
— мёрзлые (содержащие лёд);
— техногенные (насыпные, намывные и т.п.)
Чаще всего, особенно в средней полосе России, приходится иметь дело с дисперсными грунтами. Их существует несколько видов: глинистые, песчаные, илистые и заторфованные. Из них для малоэтажного строительства подходят глинистые и песчаные. На илистых и заторфованных грунтах своими силами без специальных знаний лучше ничего не строить.
Рассмотрим два способа определения вида дисперсного несущего грунта.
1 способ: Возьмите в руку немного грунта, смочите водой и отожмите, пока вода не перестанет из него капать. Затем раскатайте грунт ладонями в жгут диаметром около сантиметра и согните его в кольцо. В зависимости от того, как это у Вас получится, можно выделить следующие виды грунта:
— если скатать жгут вообще не получается, значит у Вас в руках песчаный грунт (песок);
— если жгут всё же скатывается, но получается очень хрупким и легко рассыпается — это супесь;
— если жгут скатывается, но при попытке согнуть в кольцо он сразу ломается — это лёгкий суглинок;
— если жгут сгибается в кольцо и при этом на его поверхности появляются трещины — это признак тяжёлых суглинков, близких по своим свойствам к глине;
— если жгут липкий, легко раскатывается и при сгибании остаётся гладким без трещин, значит Вы держите глину.
2 способ: Возьмите прозрачную стеклянную банку, например, литровую и наполните её на половину исследуемым грунтом, предварительно очистив его от корней и камней. Затем долейте до верху воды и тщательно перемешайте, до получения однородной взвеси. Положите банку и не трогайте до тех пор пока все частицы не осядут и вода не станет прозрачной. В зависимости от состава грунта, это может занять от пары часов до двух-трёх дней.
В связи с различной скоростью оседания песчаных, пылеватых и глинистых частиц в банке будет видна граница между слоями. Внизу песок, выше — ил (пылеватые частицы) и сверху — глина. Высоту слоёв нужно измерить линейкой и перевести её в процентное соотношение.
По треугольной диаграмме ниже можно определить тип исследуемого грунта:
Процентное содержание песка показано жёлтыми линиями, глины — красными, ила — синими. Точка пересечения этих линий показывает, к какому виду относится данный образец грунта.
II. Уровень грунтовых вод
Перед началом любого строительства обязательно нужно знать уровень грунтовых вод на участке. Пробурив скважины, через 2-3 часа опустите в них деревянную рейку. Если вода есть, это будет видно, и можно будет определить, на какой она глубине. Замеры нужно проводить весной, когда уровень повышается.
Если в непосредственной близости от участка есть колодец, по нему также не сложно определить уровень грунтовых вод.
III. Глубина промерзания грунта
Глубина промерзания грунта является важной характеристикой, без которой нельзя правильно рассчитать фундамент. Для начала можно ориентировочно определить её нормативное значение по карте глубин промерзания:
Данная карта (для увеличения кликните по картинке) показывает зависимость глубины промерзания от климатических условий в определённом районе. Но помимо климата промерзание также зависит от вида грунта на участке, от конструкции пола в доме, от наличия подвала и от среднесуточной температуры внутри помещения. Более точно определить на какую глубину будет промерзать грунт в данных конкретных условиях можно, с помощью простого и удобного калькулятора расположенного здесь… Пользоваться им очень просто: найдите свой город (либо ближайший) и в таблицах ниже подберите значение с подходящими условиями.
IV. Степень пучинистости грунтов
Иногда при расчёте фундамента, например, мелкозаглубленного, с ограниченными данными о физико-механических свойствах несущего грунта, определяется степень его пучинистости. Делается это следующим образом:
— рассчитывается показатель Z = dw — df, где dw — глубина залегания грунтовых вод, м; df — расчётная глубина промерзания, м (определялась выше).
— в зависимости от значения Z по таблице ниже определяется степень пучинистости:
К непучинистым грунтам также относятся скальные и крупнообломочные, а также крупные и средней крупности пески не содержащие глинистых включений.
В комментариях к данной статье Вы можете поделиться с читателями своим опытом в исследовании свойств грунтов, либо задать интересующие Вас вопросы.
Если статья оказалась для Вас полезной, пожалуйста нажмите на одну или несколько социальных кнопочек. Это очень поможет дальнейшему развитию нашего сайта. Огромное спасибо!!!
Мелкозернистые пески
Ленточный фундамент на насыпном грунте
Данный тип грунта имеет ряд особенностей, которые придется учитывать при работе с ним. Из-за слабой водопропускной способности и наличия возможности увеличивать объем при замерзании влаги, на такое основание лучше всего выполнить подсыпку дренажного слоя, который прервет капиллярное поднятие влаги к фундаменту.
Вторым способом, позволяющим защитить будущий фундамент от пучинистой способности мелкозернистого песка, является установка свай под ленточным каркасом. Их можно установить как вручную, так и вкрутить при помощи специальной машины.
Какой способ выбрать – решать застройщику исходя из его финансовых возможностей. Сваи следует устанавливать таким образом, чтобы их верхняя часть минимум на 10 см выступала над дном траншеи. Чтобы сэкономить на количестве свай, лучше произвести расчеты, дабы не устанавливать лишние. Перед установкой опалубки необходимо сделать подсыпку основания крупнозернистым материалом, а также уложить слой рулонной гидроизоляции.
Мелкозернистый песок достаточно рыхлый и плохо уплотняется – чтобы достичь необходимого коэффициента уплотнения придется во время трамбовки добавлять воду, согласно расчету.
Если у застройщика нет желания проделывать лишнюю работу с мелкозернистым песком, можно возвести фундамент на насыпном грунте, для чего удаляют слой старого грунта и укладывают крупнозернистый материал. Следует отметить, что все инертные материалы хорошо уплотняются под собственным весом, поэтому, если засыпать новое основание слоем небольшой толщины и оставить на продолжительное время (допустим, на время, когда производить работы не получится по причине сезонности), то позже его даже не придется дополнительно уплотнять.
Когда требуется грунт
Причины применения насыпи:
- Требуется поменять рельеф территории. При покупке загородного участка, который частично включал насыпной грунт, потребуется проведение дополнительных исследований почвы. Будет совсем непонятно, было ли уплотнение основания искусственным или самостоятельным. Опаснее всего неоднородный состав почвы, его анализируют более внимательно.
- Несоответствие грунта на стройплощадке требованиям по несущим характеристикам. Например, нужно организовать основание на торфе. Когда слой небольшой, подменяется песком, гравием.
Супеси и суглинки
Свайное основание здания на суглинке
Устраивать фундаменты на таких грунтах не рекомендуется, но если выбора нет, то помогут технологии забивки свай и дренажные системы. При устройстве свайного поля и ростверка, под которым будут располагаться подстилающие и дренажные слои, о суглинках и супесях можно не беспокоиться, так как расчет подобных конструкций имеет большой запас прочности.
Такой фундамент на насыпном грунте со свайным основание стоит крайне дорого, и применяется в основном при строительстве промышленных объектов и многоквартирных домов.
Фундамент
На насыпи можно использовать следующие виды основы:
- свайный;
- ленточный – монолитный, сборный;
- плитный.
Основная цель хозяина участка со слабым грунтом – подбор вида основы под дом. Когда выбор сделан правильно, насыпь не повлияет на качество работ. Обустройство базы на слабой почве характеризуется широкой площадью основания, неоднородность структуры поверхности не должна влиять на прочность.
Лучше на насыпи использовать плитное основание, оно предотвращает сдвиги, деформации дома. Но нужно рассмотреть другие варианты.
Монолитная база
Обустраивается заливкой бетоном. Сборный включает крупные, маленькие блоки.
Для ленточной базы дно и боковые стороны траншеи тщательно разравниваются. Перепады высоты до фундамента — максимум 2 см.
Дно траншеи засыпается песком, щебенкой, трамбуется. При правильной организации земляных работ стены получаются ровными, опалубка не потребуется.
Когда основа готова, снизу подушки монтируют армирование, каркас заливается бетоном, через 14 часов ставится опалубка под бетонные стены, заливается раствор.
Если база сборная, грунт готовится также, но без уплотнения. Нижние блоки ставятся на подушку из песка, остальные ряды заливаются раствором.
Свайная база
При сооружении свайного фундамента на насыпи, удается исключить земляные работы. В процессе ввинчивания свай не потребуются котлованы.
Если свойства насыпи средние по качеству, она не слишком склонна к пучению, можно не подменять часть почвы на песчаную подушку. Сваи сохраняются в грунте на устойчивых слоях, монтируют их строго по вертикали. Уровень высчитывается, проверяется до завинчивания, после, поправить тяжелую сваю почти невозможно.
После завершения монтажа свай их высоту ровняют – обрезают сверху, приваривают оголовья для последующего крепления пола. Установка завершается ростверком, обвязкой швеллером.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОПАЛУБКИ И АРМИРОВАННОГО КАРКАСА
Опалубку чаще всего изготавливают из досок или OSB плит, высота опалубки должна быть на 5-7 см выше уровня заливаемого основания. Снаружи ее дополнительно укрепляют отсыпкой грунта. Такая операция предотвратит деформацию вертикальных стенок опалубки, и не допустит выливания бетона наружу. По окончании установки опалубки проводится установка труб для проводки инженерных коммуникаций.
Опалубка и армирование каркаса
Одновременно с установкой опалубки, проводится вязка арматурного каркаса. Нижний уровень арматуры устанавливается на высоте до 10 см над поверхностью гидроизоляции. Связывание вертикальных и горизонтальных отрезков арматуры производится проволокой или с помощью сварного соединения. Обычно при высоте основания 50 см устраивается 2 пояса армирования – нижний и верхний. Верхний пояс должен быть не менее чем за 5 см до верхней точки заливки бетоном.
При установке арматурного каркаса необходимо соблюдать осторожность и аккуратность, чтобы не повредить слой гидроизоляции.
КАКИМИ БЫВАЮТ НАСЫПНЫЕ ГРУНТЫ
При формировании насыпи проводится отсыпка и дальнейшее уплотнение грунта до необходимой высоты. В качестве материала формирования насыпи используются: песок, глина, различные фракции щебня, суглинок, скальные породы. При постепенном росте насыпи в обязательном порядке проводится уплотнение, слой за слоем насыпной грунт уплотняется для достижения большей плотности.
Материалы для формирования насыпи
Песок, глина, щебень или просто земля имеют свои особенности, которые нужно учитывать при формировании насыпи:
-песок – наиболее популярный материал для устройства насыпного слоя, он не требует дополнительного увлажнения, равномерно заполняет все складки и пустоты, но при этом требует одновременно дополнительного уплотнения. Отлично пропускает воду. Насыпь из песка не требует дополнительного времени для естественной усадки и практически сразу готова к началу строительства. К недостаткам нужно отнести то, что песок легко размывается потоком воды, и обладает небольшими несущими способностями.
-глина более вязкий материал, плохо впитывающий влагу, он с другой стороны влажная глина очень долго высыхает. При формировании насыпи глина требует дополнительного уплотнения, она отлично держит форму и способна выдерживать большие нагрузки, она не размывается водой.
-щебень, гравий, отсев и другие виды измельченных горных пород образуют плотную, жесткую насыпь, обладающую наилучшими несущими способностями.
-насыпь из обычной земли, как правило, не используется в строительстве, но вместе с тем, и такой вариант насыпи возможен. Земля в таком состоянии имеет нарушенную структуру и требует дополнительного уплотнения с помощью строительной техники.
Оценивая качество созданной насыпи, ее готовность для закладки фундамента нужно оценить ее следующие характеристики:
-несущая способность – качество, характеризующее способность выдерживать большие нагрузки без изменения формы;
-плотность – насколько хорошо утрамбована почва.
Строительство
Создание плитного основания начинают с формирования котлована. Земляные работы нужно проводить экскаватором, чтобы уменьшить время стройки. После выравнивания дна котлована начинают формирование опалубки из щитов из прочных досок. По периметру снаружи ставятся распорки – защищают конструкцию от заваливания под бетонным раствором.
Плиты хорошо использовать на насыпных грунтах
Этапы работ:
- Укладка на дно котлована песка, щебня. Песок немного смачивается, подушка хорошо трамбуется, чтобы получилась толщина не менее 20 см.
- Прокладка гидроизоляции по всей площади, с учетом охвата боковых перегородок опалубки.
- Монтаж армированной сетки. Первый пояс идет вниз. Точное число поясов зависит от толщины плиты. Если требуется, делают второй слой.
- Заливка бетоном.
- Снятие опалубки после полного высыхания бетона, набора прочности.
Для прочности конструкции нужно выбрать фундамент, соблюсти технологию строительных работ, качественные материалы.
УПЛОТНЕНИЕ НАСЫПИ, УСТРОЙСТВО МОНОЛИТНОЙ ПЛИТЫ
Приступая к устройству плиты, необходимо позаботиться о значительном уплотнении насыпи. Связано это как уже говорилось с особенностью ее структуры. Нарушенная в результате воздействия человека естественная структура, неоднородный состав и неравномерность включений различных пород требует проведения уплотнения и планирование ровной поверхности для устройства гравийной подушки основания.
Гравийная подушка формируется поверх слоя песка в 5-10 см. Сверху песка укладывается слой щебня или гравия толщиной 25-30 см и дополнительно уплотняется.
Далее, следуют работы, связанные непосредственно с возведением монолитной плиты, весь процесс укладывается в следующий алгоритм:
-укладка слоя гидроизоляции;
-установка арматурного каркаса;
-возведение опалубки;
-прокладка инженерных коммуникаций;
-заливка опалубки бетоном с его последующим уплотнением;
-технологические работы по выдерживанию бетона.
Для гидроизоляции чаще всего используется полиэтиленовая пленка или рубероид. Такое покрытие укладывается с небольшим напуском полос в 5-7 см в 1-2 слоя. Основная задача гидроизоляции исключить капиллярное увлажнение плиты.
Подготовительные работы
Монолитная плита для основания дома дорогая, но обычно, ее нельзя заменить альтернативными способами без повышения рисков разрушения дома в будущем.
Активно плиты применяются на неустойчивых почвах, перенасыщенных водой.
Подготовка к стройке — точные расчеты, обработка участка, выкапывание котлована.
Плита на песчаной подушке
