Участки с такими почвенными составами представляют собой не самые лучшие варианты для проведения строительных работ, потому что приходится решать задачи по нейтрализованию сезонного пучения грунта, ведь его подвижки могут создавать опасность не только для фундаментной основы, но и всего сооружения. По этой причине опытные мастера советуют возводить мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте, прекрасно справляющийся с создающимися нагрузками и не подвергающийся неравномерной осадке и деформированиям. Такой вид основания строится легко, подходит почти к любым объектам.
В чем опасность
Пучением почвы называют явление природы, которое может наблюдаться при совпадении пары факторов:
- наличия воды;
- понижения температурного режима ниже 0 градусов.
Вода является необычным веществом. Только она способна в момент замерзания расширяться, от чего почва увеличивает свои объемы. Одновременно с этим возникает напряжение, стремящееся вытолкнуть фундаментное основание из земли.
Деформирования равномерного характера особой опасности для здания не представляют, но при пучении они проходят неравномерно. В середине объекта температура почвенного покрова выше, воздействие пучения не такое сильное. Ближе к краям это явление усиливается, так как прогрев от помещений понижается. Стены наружного типа поднимаются больше по сравнению с внутренними, что становится причиной образования в стенах и фундаментной основе трещин.
Достоинства, недостатки
Преимущества мелкозаглублённых оснований:
- малые объёмы земляных работ;
- меньший расход строительных материалов: бетон, арматура, гидро-, теплоизоляция, песок, гравий;
- простота монтажа – не требуются знания, навыки;
- соотношение цена-качество-время.
Недостатки:
- малая несущая нагрузка – малоэтажное строительство из легких строительных материалов;
- меньшая прочность на излом, в сравнении с фундаментами заглубленного типа.
Виды фундаментов для пучинистых грунтов
При строительстве на таком почвенном составе рекомендуется использовать определенные фундаментные типы. Оптимальным вариантом считают устройство незаглубленных или мелкозаглубленных оснований, способных отлично противостоять природному явлению в зимнее время.
Мелкозаглубленный ленточный
Он пользуется популярностью, способен обеспечить надежность и продолжительную эксплуатацию, возводится просто, не требуя больших финансовых расходов.
Мелкозаглубленный столбчатый
Их используют, если опорные сваи можно смонтировать ниже уровня промерзания почвы. Эта особенность помогает экономить денежные средства на строительстве основы, сохраняя при этом ее высокую степень надежности. Данный тип фундаментной основы устанавливается в случае, когда на участке имеется суглинок, близко залегают грунтовые воды, почва сырая и заболоченная. При строительстве применяют стальные трубы, защищенные цементно-песчаным слоем, ж/б опоры, трубы из асбестоцемента, залитые внутри бетонным раствором.
На проблемных участках применяют и свайные фундаменты, которые особым спросом не пользуются.
Для их возведения требуется привлечение специальной техники, что влечет за собой непредвиденные расходы. Применяют данный вариант на землях с глубиной промерзания почвы от полутораметровой отметки.
Изготавливаются сваи из бетона или железобетона, может применяться древесина. Специалисты рекомендуют устанавливать следующие сваи: винтовые, набивные, ж/б простого и набивного типа. Если выбрали именно такой вариант для строительства, придется в обязательном порядке устраивать дренажную систему.
Отзывы застройщиков
Многочисленные отзывы подтверждают, что незаглубленный ленточный фундамент является оптимальным вариантом для индивидуального строительства.
Многим такое решение нравится из-за небольших объемов работ, возможности ведения строительства своими силами, экономного расходования денежных средств.
Застройщики, возводившие именно такой вариант, рекомендуют под небольшой объект размеры ленты 40 на 40 см и армирование в три сальных прута, чтобы увеличить показатель жесткости основания. При этом поперченные прутья следует устанавливать с шагом в 0.5 м.
Знатоки рекомендуют строго выдерживать состав компонентов и пропорции для приготовления бетонной смеси, чтобы основание получилось надежным. При этом они советуют не делать перерывов в работе, заливать бетон слоями, но сразу, тщательно трамбуя каждый из них.
В качестве полезных советов – изучайте особенности почвы на своем участке, грамотно составляйте план работ, соблюдайте технологию армирования, заливки и устройства гидроизоляционного слоя. Если есть хоть малейшее сомнение в собственных возможностях – обращайтесь за помощью к опытным профессионалам.
Выполнение работ
Технологический процесс строительства следующий: выполняется разметка, роется траншея, устраивается подушка, укладывается труба дренажа (если есть в этом необходимость), делается отмостка с утеплением и гидроизоляция, устанавливается армирующий каркас, заливается бетонный раствор или устанавливаются блоки, выполняется утепление. Ничего сложного здесь нет, и мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте вы вполне сможете устроить своими руками. Чтобы процесс строительных работ не вызывал сложностей, приведем некоторые рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.
Подготовительные работы и расчет
Перед началом строительства мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах рассчитывается потребность в бетоне.
Массу его определяют, исходя из геометрических параметров фундаментной основы и плотности раствора. Чтобы найти объем основы, беру длину фундамента, равную периметру здания и длине внутренних стен несущего типа, умножают на ширину и высоту ленту, предварительно переведя значения в метры.
Плотность бетонного раствора зависит от его марки. Из его объема отнимаем потребность в арматуре (объем металла), и у нас получится необходимое количество бетонной смеси. Умножив это значение на показатель плотности бетона, получим его массу.
Переходим к подготовительным работам, для чего размеры фундаментной основы переносятся на участок местности, запланированный под строительство. Контуры размечаются шнуром, натянутым по колышкам.
Для построения ровного прямоугольника необходимо сравнить значения его диагоналей, которые должны оказаться равными.
Следующий этап строительства мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах своими руками – подготовка площадки под застройку. Ее необходимо очистить от мусора, снять верхний слой плодородной земли.
Траншею копают необходимой глубины. Как правило, эта величина составляет о пятидесяти до семидесяти сантиметров, двадцать из которых отводится под устройство песчаной подушки. После этого боковые стены фундаментной траншеи выстилаются материалом для гидроизоляции. Для этого используют толь или специальную пленку.
Слоями насыпается на дно траншеи песок и тщательно трамбуется, пока высота подушки не достигнет двух десятков сантиметров.
Построение опалубки
Лучше всего для этого использовать обрезные доски. Их прочно скрепляют, чтобы опалубочные щиты под давлением бетонной смеси не развалились.
Щиты выставляются вдоль фундаментной траншеи с двух сторон, подпираются брусами. Для придания дополнительной прочности их соединяют перемычками. Высота щитов должна соответствовать значению цокольной части, остающейся над поверхностью земли.
Армирование
Для того, чтобы придать бетонной смеси нужную прочность, в ее основу закладывают арматурный каркас. Для плетения сетки используют стальные прутья сечением 1.2 – 2 см, которые связываются простой проволокой.
Для каждого ряда используют от четырех до шести прутьев. Работа вполне выполнима своими руками, так как сетка вяжется легко. Фундаментная основа с таким каркасом прослужит значительно дольше, так как данный вариант меньше подвергается воздействию температурных перепадов.
На угловых участках понадобится дополнительно установить арматурные уголки.
Устанавливая в траншее арматурную решетку, рекомендуется использовать пластиковую трубу, из которой нарезаются подставки. Такая мера предосторожности необходима, чтобы острые края металла преждевременно не повредили гидроизоляционный слой.
Готовая сетка укладывается аккуратно, конструкция должна получиться единым целым, чтобы образовалась монолитная жесткость. Армированию уделяется особое внимание, так как каркас своей сутью представляет фундаментный скелет.
Гидроизоляция
Перед установкой арматурного каркаса устраивается гидроизоляционный слой. Для этого по песчаной подушке раскладывается простой полиэтилен, старый рубероид либо иные битумно-полимерные материалы.
Материал для гидроизоляции укладывается таким образом, чтобы его края выступали за щиты опалубочной конструкции.
Бетонирование
Заключительный этап строительства фундаментной основы – заливка в подготовленную траншею бетонного раствора. Его готовят непосредственно перед началом бетонирования. Для этого потребуются:
- чистый песок;
- цементный материал;
- вода;
- щебенка.
На марке цемента экономить не рекомендуется, так как от этого условия зависит прочность всего фундаментного основания.
Во время заливания смеси необходимо выполнять вибрирование, используя специальное оснащение или простую палку. Основная цель – удалить пузырьки воздуха, образующие пустотные участки. Такая работа придаст вашему фундаменту дополнительную прочность.
Смесь тщательно трамбуется и выравнивается, чтобы на поверхность фундамента легко выполнялась кладка строительных материалов.
Как рассчитать
Узнаем, какие особенности вычисления необходимых параметров существуют.
Чтобы узнать вес будущего мелкозаглубленного фундамента, необходимо обязательно учитывать плотность строительного материала, из которого будет возводиться дом. Кроме того, обязательно нужно учитывать размеры будущего строения: его длину, ширину, площадь, этажность, высоту.
Если фундамент будет ленточного типа, то обязательно нужно учитывать еще и вес внутренних несущих стен. Если столбчатый, то достаточно учесть вес только внешних стен будущего дома.
На видео – как рассчитать мелкозаглублённый фундамент:
Необходимо вычислить объем всех строительных материалов, которые потребуются для формирования фундамента: количество бетона и общую длину арматуры. Также будет интересно узнать о том, как осуществляется замена старого фундамента под деревянным домом.
Утепление фундаментной основы
Выполняется это в обязательном порядке. Утеплительный слой одновременно выполняет функции гидроизоляции, защищает фундаментную основу о пучения почвы, не позволяя ей промерзать под объектом. С этой целью фундамент утепляется снаружи, устраивается утепленная отмостка.
Для формирования утеплительного слоя применяют:
- пенопласт;
- пенополистирол экструдированный;
- полиуретан в жидком состоянии.
Последний вариант подразумевает привлечение опытных специалистов, имеющих специальное оборудование для выполнения подобных работ. Чтобы сэкономить финансовые средства, многие застройщики использую один из первых двух способов утепления, технология которых практически не отличается.
Необходимо знать, что для утепления мелкозаглубленной фундаментной основы подходит не каждая марка пенопласта. Для таких работ рекомендуется использовать специальные материалы марки ПСБ-35 (50).
Пенополистирол считается более современным вариантом для утепления, отличается устойчивостью на сжатие, не пропускает влагу, является экологически безопасным материалом. Но стоимость его несколько выше, чем у пенопласта.
Эффективность утепления буде выше, если горизонтальный слой материала буде расположен по уровню фундаментной подошвы. Наиболее эффективный метод – сочетание утеплительных мероприятий пенополистиролом по отмостке по уровню подошвы и самого основания до точки, где начинаются стены. Утеплять только часть, находящуюся в земле, малоэффективно. В случае, если проектом предусмотрена цокольная часть, ее также необходимо утеплить.
Уложив утеплительный материал горизонтально, насыпается песчаная подушка. Вокруг фундамента выполняется отмостка из бетона или иного влагонепроницаемого материала.
В случае, если на строящемся объекте отсутствует отопление, пеноплекс рекомендуется заложить под основание фундаментной подошвы на всю длину лены. Под необогреваемые части (веранды, пристройки, гаражные помещения), чтобы их в момент пучения грунта не оторвало от основного объекта, под фундамент закладывают утеплительный материал.
Особенности глинистых почв
Основная проблема при проектировании здания на глинистой почве заключается в морозном неравномерном вспучивании. Однако в пункте 5.9 свода правил СП 22.13330 от 2020 года указаны мероприятия по уменьшению влияния деформаций в грунтах на ж/б конструкции, предназначенные для эксплуатации внутри почвы.
Принцип морозного пучения выглядит следующим образом:
- почвы содержат частички глины, которая насыщается влагой (дождевые, грунтовые, талые, сточные воды);
- замерзает зимой на определенную глубину (не одинакова в разных регионах);
- вода в линзах глиняных чешуек увеличивается в объеме на 9%;
- почвы стремятся вытолкнуть находящиеся в них железобетонные конструкции;
- либо опрокинуть их при приложении усилий к боковым граням столбов, лент или свай.
Внимание! Наиболее опасным составляющим процесса вспучивания является влага, т.к. при насыщении влагой даже песок становится пучинистым, затем идет мороз, а точнее промерзание, при отсутствии промерзания ни один грунт вспучиваться не будет. Сами по себе грунты не являются пучинистыми, оно проявляется при наличии двух составляющих — мороза и воды.
Классическими способами защиты от морозного пучения являются следующие технологии:
- дренаж – устройство контура из перфорированных гофротруб по периметру фундамента позволяет собрать влагу, отвести ее самотеком в подземный резервуар;
- замена глинистых почв нерудным материалом – под подошвой ленты, плиты или столба удаляется природная почва, создается подстилающий слой из щебня, песка толщиной 40 – 80 см (при водонасыщении без дренажа работать не будет);
- утепление отмостки и цоколя – применяется только для плитных и ленточных фундаментов, позволяет исключить промерзание за счет сохранения геотермального тепла недр;
- обратная засыпка – теми же инертными материалами, которые использовались для подстилающего слоя (песок, щебень), позволяет исключить выдергивающие усилия от касательных нагрузок на боковые поверхности столбов и лент.
Глины и суглинки по умолчанию обладают высоким расчетным сопротивлением сборным нагрузкам от здания. Поэтому проблема усадки полностью отсутствует. Вопрос выбора фундамента решается с позиций имеющегося бюджета и необходимости подвального этажа.
Как определить глинистый грунт
После выбора типа фундамента (глубокая лента для подвального этажа, МЗЛФ для кирпичного коттеджа, столбы для сруба, сваи для жилища на склоне), необходимо заказать геологические изыскания участка либо сделать это самостоятельно.
Определить содержание глины в пятне застройки можно без лабораторного анализа:
- глина скатывается в тонкий жгут, шарик из нее практически не трескается при сжатии пальцами;
- суглинок можно скатать в толстый жгут (от 1 см), при сжатии шарика на нем образуются мелкие трещины.
Ни одно из указанных мероприятий невозможно проделать с супесью, тем более песком.
После чего необходимо спланировать комплекс работ по предотвращению вспучивания в зависимости от выбранного фундамента:
- столбы – только ниже отметки промерзания, дренаж по периметру на уровне подошвы, котлован для каждого столба, толщина слоя обратной засыпки от 40 см со всех сторон, отмостка утепляется только для низкого ростверка;
- лента – полный комплекс аналогичных работ;
- плита – утепление отмостки поверх дренажа.
Внимание! Для свайных фундаментов с висячим ростверком все указанные мероприятия можно исключить полностью. Если буронабивные сваи бетонируются в опалубку из полиэтиленовой трубы, касательные усилия вспучивания можно не учитывать, грунт не может выдернуть конструкцию за счет гладких наружных стенок, однако при расчетах нужно учесть что несущая способность свай уменьшится за счет выпадения боковых граней, а значит потребуется более частая их установка. Аналогичная ситуация с винтовыми сваями, в которых силы пучения при проектировании так же не учитываются.
Малозаглубленное ленточное основание по буронабивным сваям
Данный вариант фундамента включает в себя монолитную железобетонную ленту и буронабивные сваи. Этот мелкозаглубленный столбчатый фундамент на пучинистых грунтах можно возвести самостоятельно.
Сваи пройду через слой пучинистого грунта и упрутся в более плотные слои, отличающиеся лучшими несущими возможностями. Такой способ строительства фундамента оправдан и на участках с близким залеганием грунтовых вод.
Чтобы определить оптимальную глубину для бурения скважин, вкручивается пробная винтовая свая, определяющая, насколько глубоко залегает плотный слой. После этого бурятся скважины, в них устанавливаются асбестовые трубы, полиэтилен или рубероид, вставляется арматура, концы корой должны выступать сантиметров на сорок, заливается бетонный раствор.
Как только сваи застынут, можно начинать армирование монолитной ленты, соединяя общий каркас с кусками, выступающими из опорных элементов.
Монтаж опалубки
Опалубка возводится для мелкозаглубленного вида фундамента, требований не предъявляется. Для работ можно использовать любой древесный материал: доски, плиты, панели, однако, для несъёмной опалубки, лучше использовать асбестоволокнистый плоский шифер, материал, устойчивый к агрессивной внешней среде, процессам гниения.
Опалубка
Сборку опалубки производят не по месту, предварительно изготавливают щиты, устанавливают на подготовленный в траншее каркас. Для надёжности, последний усиливают распорками, поперечинами.
Засыпка и трамбовка
Песчаная подложка ― промежуточное звено, соединяющее основание постройки с грунтом.
Насыпая, необходимо соблюдать технические требования:
- Делать откосы крутизной 1:1,5;
- Укреплять посевом травы, одерновкой и другими доступными способами;
- Следить, чтобы размеры в верхней части совпадали с габаритами наружной стороны возводимого здания, увеличенными на величину бермы (1,5 м);
- Выполнять уклон не менее 3° от центра к наружному периметру.
Трамбуют песчано-гравийную смесь виброинструментами. В их числе:
- Вибронога. Приводится в действие дизельным или карбюраторным двигателем. Используется на площадках с ограниченным пространством, например, при устройстве подложки для фундамента. Рабочим органом аппарата является пята длиной 33 см, шириной ― от 15 до 30 см.
- Виброплита. Применяется в обустройстве основания плитного типа.
- Виброкаток. Используется для уплотнения песочной прослойки на больших стройплощадках.
Какой песок выбрать
В строительстве используются три вида песка:
- Карьерный. Допускается к применению на нулевых стадиях. Считается низкосортным. Содержит большое количество глины. Высокий процент глинистых вкраплений снижает прочность раствора.
- Морской. В составе много ракушечных осколков и острых камушков. Требует предварительной очистки.
- Речной. Популярный песок для подушки. Характеризуется отсутствием глины. Нет ухудшающих качество примесей.
Все представленные на строительном рынке разновидности песка нуждаются в градации.
Мелкие фракции (менее 2 мм) слишком плотно утрамбовываются и дают значительную усадку. Используются в строительстве беседок и веранд.
Средние фракции (2-3 мм) пригодны к формированию подушки под фундамент одноэтажных жилых домов.
Подложка-основа под многоэтажки формируется из крупного песка. Смешивание с гравием помогает улучшить ее свойства.
Заливка
Бетонирование должно происходить за одни сутки, — слой бетона должен быть один. При больших объёмах требуется тщательно организовать работу, договориться о доставке бетона.
Для бетонирования основания нужно много бетона, придётся заказывать с доставкой в миксере.
Бетон заливают двумя способами: по лотку, используя рукава. Подают с разных сторон, разровнять в опалубке значительно легче. Нужно следить за консистенцией раствора – должен быть достаточно жидким, однородным. Если состав слишком густой, нужно сообщить об этом оператору миксера, предусмотрено разбавление бетона водой.
Жидкий бетон нужен для облегчения бетонирования, получения качественного фундамента, — если бетонный состав неоднороден, опалубка равномерно не заполнится.
Бетонирование
После окончания бетонирования, залитую опалубку укрывают от дождя, солнца. Если на улице жаркая погода, за бетоном придётся ухаживать – периодически поливать водой, чтобы при ускоренной сушке не пошел трещинами.
Прочность бетон будет набирать не один месяц, но для продолжения строительных работ по возведению стен можно приступать уже через 4 недели.
Видео – закладка фундамента:
Материалы для создания подушки
Даже судя из названия, «песчаная подушка» делается из песка, но не любого, как может показаться, а крупнозернистого.
Идеальный вариант – это гравелистый песок с крупной фракции. Именно «крупный» песок или речной песок средней фракции будет противостоять возможной усадке конструкции.
Но многие специалисты рекомендуют для устройства прослойки использовать песчано-гравийную смесь, мотивируя это лучшими дренажными и компенсационными свойствами.
На самом деле для компенсационной прослойки можно использовать любой, менее пучинистый материал, который хорошо противостоит сжатию.
Гораздо важнее уберечь эту прослойку от влияния на нее влаги, при сезонных повышениях уровня грунтовых вод. Для этого, нужно предотвратить смешивание почвы с песчаной подушкой посредством укладывания между ними слоя геотекстиля.
Зачем она нужна
Подложка из песка ― основа фундамента. Обязательно насыпается при закладке сборного ленточного и плитного оснований.
В нее заложено несколько функций:
- Выравнивание дна котлована и траншеи (дает экономию бетонного раствора);
- Уменьшение нагрузки на почву;
- Компенсация подвижек почвы в период весенних паводков;
- Улучшение просадочных, нестабильных грунтов;
- Замена вынутой пучинистой земли с целью увеличения несущей способности (повышается прочность фундамента, сохраняется его целостность, увеличивается долговечность). Применяется при строительстве построек в заболоченной местности с торфяным грунтом;
- Отведение дождевых и талых вод (дренаж);
- Разрушение капиллярных связей, предотвращающее подъем влаги из верхних слоев почвы и проникновение ее в фундамент;
- Защита фундамента от промерзания;
- Обеспечение стабилизации конструкции, уменьшение степени усадки. (Песок противодействует чрезмерному растяжению и сжатию).
- Амортизация фундамента многоэтажных зданий.
