Фундамент для глинистых почв

Фундамент для глинистых почв

На территориях с глинистыми почвами часто возникают различные обвалы и оползни, поэтому возведение фундамента в такой местности является наиболее тяжелым и трудоемким процессом. Фундамент должен быть устойчивым к движениям грунта и обладать высоким коэффициентом прочности. Для нестабильных и влажных почв рекомендуются следующие виды фундаментов: ленточные или на сваях. Рассмотрим их основные характеристики, чтобы определить какой фундамент лучше на глинистой почве.

Выбираем фундамент правильно

На глинистой почве можно строить абсолютно любимой тип фундамента, все зависит только от конкретного участка и возможностей застройщика.

Независимо от выбранного типа фундамента, на глинистых почвах рекомендуют выполнить обратную засыпку: произвести выемку грунта под всей площадью основания и засыпать его песком или щебнем. Процедура дорогостоящая, но повышающая прочность и надежность постройки, особенно в районах с длительными периодами низких температур.

Итак, выбор фундамента основывается на показателях глинистости и глубины промерзания почвы, а также на значении горизонта грунтовых вод. Если подземные воды расположены выше уровня промерзания, то еще до закладки фундамента необходимо создать дренажные траншеи вокруг него.

Фундамент для дома на глинистой почве может быть:

• ленточным, глубокого залегания (особенно в регионах с низкими температурами);
• плитным мелкозаглубленным;
• свайным.

Какие фундаменты можно строить

При соблюдении рекомендаций СП 22.13330 даже на сильно вспучивающихся грунтах допускается устройство любых типов фундамента. В малозаглубленных вариантах необходимо увеличить толщину подстилающего слоя. Пазухи котлованов лент глубокого заложения, столбчатых фундаментов следует засыпать инертными материалами, в которых глины нет по умолчанию. В низких ростверках по оголовкам свай в обязательном порядке остается технологический зазор 20 – 40 см между землей и балками, защищенными по бокам листовыми материалами.

Плитный фундамент

Преимуществом плавающей плиты является максимально возможная поверхность опирания. Несущая способность обеспечивается по умолчанию, с неравномерными силами пучения эта конструкция справляется без проблем. Однако строительство плитного фундамента на глине следует дополнить несколькими мероприятиями:

• подстилающий слой из песка и щебня;
• кольцевой дренаж из перфорированной щелями гофротрубы в геотекстиле;
• утепление отмостки на ширину 0,6 – 1,2 м.

Теплопотери сквозь плиту, одновременно являющуюся полом по грунту, неизбежны. Однако это позволяет сохранить плюсовую температуру под всей подошвой. Горизонтальный слой экструдированного пенополистирола ЭППС не позволяет промерзнуть прилежащей к дому глинистой почве, дрены отводят влагу.

Существует модификация плитного фундамента УШП (утепленная шведская плита), в которой пенополистирол уложен под ж/б конструкцию. УШП имеет в верхней части контур теплого пола. В этом случае теплопотери сквозь железобетон отсутствуют. Однако утеплитель сохраняет геотермальное тепло недр, промерзание под домом так же невозможно. Утепление отмостки в любом случае необходимо.

Ленточный фундамент

Если заказчику необходим эксплуатируемый подвальный этаж, выбор заглубленного ленточного фундамента происходит по умолчанию. В этом случае практически не важно – на глинистых или песчаных грунтах производится строительство. Под подошвой на глубинах ниже промерзания вспучивание отсутствует. Подстилающий слой имеет минимальную толщину 20 см, служит исключительно для выравнивания дна котлована.

Однако у ленты глубокого заложения огромная площадь наружных поверхностей:

• со всех сторон на подземные стены зимой давит вспучивающийся грунт;
• внутренние помещения не позволяют произвести внутреннюю отсыпку, которая бы компенсировала давление грунта.

Поэтому лента делается шире (от 40 – 60 см), пазухи котлована засыпаются песком, щебнем, ПГС, чтобы обеспечить слой 40 см минимум возле несущих конструкций.

У малозаглубленных лент МЗЛФ наоборот, площадь боковых граней минимальна, касательные силы вспучивания практически отсутствуют. Зато ярко выражено неравномерное пучение грунтов под подошвой. Поэтому технология строительства несколько изменяется:

• качественный дренаж на уровне подошвы МЗЛФ;
• утепление отмостки + теплоизоляция наружных граней ленты (цоколя);
• увеличение толщины подстилающего слоя до 60 – 80 см под подбетонкой.

Внимание! Специалисты не рекомендуют использовать щелевые фундаменты, в которых подземная часть ленты МЗЛФ заливается в земляную опалубку.

Причин этому несколько:

• траншею с не осыпающимися бортами можно вырыть исключительно в глине;
• идеально ровные стенки в земле сделать невозможно, поэтому зацепление с почвой будет максимальное;
• во время промерзания неизбежно возникнут серьезные выдергивающие нагрузки.

Кроме того, при заливке в траншею сложнее обеспечить герметичность слоя гидроизоляции. При укладке арматурных каркасов на уложенную в щелевой фундамент пленку неизбежны проколы и порывы. В данном случае можно применить экструдированный пенополистирол в качестве несъемной опалубки закрепив его на стенки траншеи (подойдет только для глинистых грунтов, т.к. другие грунты запросто могут осыпаться в самый неподходящий момент).

Щелевой фундамент с несъемной опалубкой из экструдированного пенополистирола.

Свайный фундамент

Идеальным вариантом для сложной геологии и рельефа участка является строительство свайно-ростверкового фундамента. При любом составе грунтов сваи насквозь проходят пучинистые, нестабильные горизонты, опираются на пласт с высокой несущей способностью.

При висячем ростверке обогрев почвы под зданием невозможен, сохранять геотермальное тепло нет необходимости. Ввиду небольшого диаметра винтовых свай выдергивающие усилия обычно не учитывают. Буронабивные конструкции значительно толще, однако для бетонирования можно использовать идеально гладкую полиэтиленовую трубу в качестве опалубки. Почвы при вспучивании будут скользить по ее поверхности, не причиняя вреда конструкциям фундамента.

Столбчатый фундамент

Наиболее опасны для столбов опрокидывающие усилия, возникающие при вспучивании. Их частично компенсируют ростверком, который придает конструкции пространственную жесткость. Кроме того, строительство столбчатого фундамента на пучинистых грунтах в обязательном порядке включает мероприятия:

• заглубление ниже отметки промерзания – избавление от вспучивания под подошвой;
• засыпка пазух нерудным материалом – ликвидация выдергивающих и опрокидывающих нагрузок;
• низкий ростверк + пол по грунту – позволяют сохранить геотермальное тепло под зданием + теплая отмостка – горизонтальный слой по периметру на глубине 30 – 40 см шириной 60 – 120 см;
• дренаж – отвод избыточной влаги от ж/б конструкций.

Внимание! Строительство столбчатого фундамента на пучинистой глине – самый ненадежный вариант из всех существующих.

Таким образом, на глинистых почвах при необходимости можно построить любой фундамент, предотвратив морозное вспучивание указанными технологиями. Наиболее популярны МЗЛФ, плиты, свайные ростверки, щелевые и столбчатые фундаменты лучше не использовать.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Мелкозаглубленный фундамент на глинистой почве

Разновидность ленточного, адаптированного для сложного грунта. Его еще называют плавающим. В данном случае строительство на глинистых грунтах происходит следующим образом:

• Роют траншею примерно глубиной 50 см.
• На ее дно насыпают слой из песка – делают так называемую песчаную подушку.
• Затем устанавливают опалубку и заливают.
• Обязательным моментом является хорошее армирование перед заливкой раствора.

Зачем при возведении такого типа обязательно нужно армирование? Это связано с особенностями грунта и самой сущностью плавающего фундамента. Зимой вода в почве замерзает и расширяется, а значит, грунт выталкивает строение вверх. Весной происходит обратный процесс. Во время оттаивание дом опускается. Причем, неравномерно. Быстрее грунт оттаивает с южной стороны. При этом основание испытывает сильные нагрузки на растяжение. А их способна выдержать только металлическая арматура – сам бетон устойчив лишь к сжатию.

Фундамент на глине и морозное пучение

Что такое морозное пучение, чем оно опасно? Существует специальная область инженерной геологии, называемая мерзлотоведение, исследующая особенности промерзшей земли и способы предотвращения деформации в этих непростых условиях.

Влажная глинистая почва промерзает долго, неравномерно, образуя невидимые глазу поры. Вода в крупных кавернах превращается в лед, цементируя почвенный слой, становящуюся крепче скальной породы. Замерзая, объем увеличивается на девять процентов. С началом весны «скала» вновь становится грязью.

После замерзания пор вода продолжает подсасываться из нижнего горизонта, постоянно поддерживая влажность. Высокий водный пласт дает много воды, образуя целые ледяные прослойки, которым по силам приподнять дом, вспучить железобетон или деформировать огромные территории. По весне, с началом таяния ледяных сюрпризов, здания, построенные без учета специфики, просаживаются, покрываются сетью трещин, иногда оказываясь неремонтопригодными.

Другой сложностью является способность смерзания водонасыщенного грунта с опорной частью дома. Возникающее давление столь велико, что может сломать опоры как спички. Воздействие идет на вертикальные стены по касательной, в результате чего строение просто поднимается над поверхностью земли. Избегая такого исхода, необходимо продумать, создать гидроизоляцию рулонными материалами. Они снизят сцепление, заставят мерзлоту проскальзывать по поверхности, не нанося вреда.

Для строителей-профессионалов фундамент на глине и борьба с морозным пучением не представляются чем-то из ряда вон сложным. Существуют различные способы, нивелирующие разрушительное воздействие – от использования химических компонентов до дренирования и осушения участка.

При возведении дома на пучинистой почве нужно обязательное предварительное геологическое исследование, чтобы после завершения строительства дом не преподнес после окончания зимнего периода неприятного сюрприза. При самостоятельном строительстве небольших объектов необходимо руководствоваться нормативами возведения сооружений на непростых землях и учитывать высокую коррозионную агрессивность.

Как правильно подобрать фундамент на глине?

Перед тем, как окончательно решить, какой именно тип основания будет стоять на участке с глинистой почвой, стоит учесть:

• водонасыщенность глины. Чем ниже содержание влаги, тем выше степень несущей способности;
• размеренность прохождения глинистых прослоек на разных уровнях. Если под плодородным слоем идет неразбериха почвенного “пирога”, но вашему объекту подойдет только свайная технология. Она не зависит от этих прослоек, а опирается исключительно на твердый несжимаемый грунтовый слой;
• уровень прохождения грунтовых вод. Если они подступают слишком близко к фундаменту, ленточный тип противопоказан, буронабивная технология обречена на фиаско;
• вес планируемого здания. Ведь особенности земли и масса строения – главные факторы, влияющие на подбор основания;
• степень промерзания земли в регионе. В сочетании с повышенным УГВ создаются особо агрессивны условия, с которыми справятся только забивные железобетонные сваи;
• ландшафтные перепады высот. Пригорки и овраги растягивают строительную смету в несколько раз. Если, конечно, не было принято решение строить на сваях. Винтовые или забивные опоры просто закупаются разной длины. После окончания монтажа срезаются по единому горизонту.

Как определить количество глиняных примесей?

• Глина – более 30% в составе грунта.
• Суглинок – 10% от общего состава.
• Супесь – содержание колеблется в пределах 5-10%.

Определяют процентное соотношение примеси в почве сначала «на глазок», слепив обычную «колбаску». Чем она эластичней, тем сложнее вести строительство.

Глубина промерзания земли – второй важный фактор

• Для Москвы она составляет 1,35 м
• Санкт-Петербурга – 1,14 м
• Владимира – 1,44 м
• Вологды – 1,51 м
• Нижнего Новгорода – 1,49 м

При возведении дома на пучинистом участке необходимо недостатки земельного надела превращать в достоинства. Базис дома способен выдержать огромные нагрузки при глубоком залегании грунтовых вод. Создается надежная конструкция, на которой можно даже сэкономить. При небольшом залегании водного пласта лучше сразу останавливать выбор на свайных опорах.

Фундамент на глине, созданный на сваях, не будет дороже ленточного, при этом во много раз качественнее и надежнее. В этом видео есть не только процесс монтажа, но и съемки с предварительных инженерно-геологических изысканий:

Основные повреждения построек происходят при строительстве своими силами.

• Просаживается основание, дом постепенно погружается «под землю».
• Выпучивание дома происходит на влагонасыщенной поверхности при увеличении объема в момент промерзания. Промерзание на метр смещает почву на 15 см.
• Боковые дефекты, приводящие к отрыву верха от низа, часто случаются при чрезмерном заглублении.

Фундамент на глине: делаем правильно

В первую очередь выполняется обратная засыпка, представляющая сформированный песочно-щебневой подушки в траншее. С одной стороны, это увеличивает себестоимость конструкции, а с другой обеспечивает надежный базис.

В российских регионах с холодными и затяжными зимами необходимо сооружать дренажные траншеи, отводящие жидкость. Хорошо зарекомендовали себя на практике свайные основания, выполненные из железобетона или на вкручиваемых опорах.

Дом на опорах – оптимальный выбор фундамента на глине. От размера несущих столбов зависит глубина проникновения до участков твердого грунта. Такое базис не будет размываться или промерзать, позволяя дому стоять крепко и долго. При расчете надо помнить, что каждая опорная точка берет на себя определенную нагрузку, которая в сочетании с глубиной залегания может требовать разные свайные конструкции.

1. Винтовые. Самый недорогой вид. Представляют собой металлические столбы, вкручиваемые в грунт. Срок службы составляет полвека. Надежнее, но и дороже примерно в два раза изделия, имеющие литые наконечники.

2. Забивные. Наиболее оптимальными для фундамента на глине считаются забивные изделия, для установки требуется использование спецтехники. Если винтовая способна выдержать пять тонн, то железобетонная способна удержать уже порядка 60 тонн. В процессе изготовления сваи из железобетона внутрь формы крепится каркас из арматуры, который затем заливается бетоном. После того, как бетон застынет, производится распалубка и «выстаивание» материала до набора проектной прочности. Необходимо избегать нарушений технологии. Достойное качество можно получить, создавая сваи на сертифицированном производстве, ведущемся строго по ГОСТу.

Свая забивается в землю при помощи огромного усилия специального молота копра, поэтому чтобы она не разрушилась, прочность должна соответствовать проектной.

Далее столб должен выдержать нагрузку в десятки тонн. Транспортировка железобетонных изделий сложнее, затратнее и требовательнее. Поэтому стоимость ж/б конструкций может быть дороже предыдущих.

3. Буронабивные. Представляют собой ж/б столбы, создаваемые в процессе строительства на участке. Для их установки бурят отверстия, осушают их и создают в полости песчаную подушку. В образовавшееся отверстие погружают армокаркас, который заливают бетонной смесью. Такой способ подходит только в случае малого заглубления.

Вывод

Фундамент на глине, выполненный винтовыми или железобетонными сваями, долговечен. Стальные бесшовные трубы со стенками определенной толщины (от 4 мм), прошедшими антикоррозийную обработку со всех сторон сделаны с лопастями на концах. За счет этого конструкция легко проходит даже мерзлый грунт, одновременно уширяя основание. Во избежание коррозии металлических поверхностей в существующую полость заливается или засыпается бетон.

Сваи устанавливаются по периметру здания, над ними будут возводиться несущие стены. Если здание массивное, рекомендуется создавать свайное поле, поверх которого крепится ростверк, связывающий всю конструкцию воедино.
Свайный железобетонный фундамент на глине прослужит не менее века, выдерживая большие нагрузки. Из безусловных плюсов можно назвать незначительную стоимость работ, возможность использовать сваи неоднократно, возможность круглогодичного монтажа. Минусами считается невозможность обустроить подвальное помещение, необходимость привлечения спецтехники.

Не стоит бояться начинать стройку на пучинистой земле. Достаточно грамотно создать опорную зону, чтобы избежать множества проблем в дальнейшем. Доказательством тому могут послужить отзывы владельцев подобных участков:

Монтаж фундамента

Копание вручную траншей под фундамент в глинистой почве — дело довольно затруднительное. Поэтому лучше возложить его на плечи техники – использовать фронтальный гусеничный погрузчик, который отличается большей мощностью, нежели на колесном ходу. Он в состоянии вырыть более 120 квадратных метров почвы, если, конечно, ее не нужно будет никуда отвозить. Он достаточно маневренный, легко передвигается по участку и, что особенно привлекательно, не утрамбовывает почву.

Заранее предусмотреть все возможные нюансы редко получается, зачастую изменения приходится вносить по ходу строительства фундамента. Сразу определить качества глинистого грунта не всегда удается, поэтому, начав копать, приходится иногда менять стратегию, причем, достаточно кардинально. При закладке фундаментов на глинистых почвах нужно принимать во внимание, что она может быть нестабильной. В этом случае одного слоя арматуры для выполнения каркаса может быть недостаточно, так что придется добавлять еще один. Рекомендуется выполнить дополнительный прогон (балку) – такой фундамент в состоянии выдерживать большие нагрузки. Усилить фундамент можно с помощью железобетонной плиты, уложенной по всему периметру. При этом образуется плавающее основание и оно в случае возможных колебаний обеспечит целостность здания и устойчивость.

В зависимости от количественного содержания в почве глины, глинистые грунты делятся на несколько видов – суглинки, супеси, глина. Супесь – это песчаная смесь, содержащая до пяти процентов глины. В суглинках ее уже до десяти процентов. А если в почве ее содержание более тридцати процентов, то она уже считается глиной. Сама глина – материал очень пластичный, она сильно подвержена деформации в случае воздействия воды. Следовательно, если требуется закладка фундамента на глинистой почве, подходить к этому нужно осторожно.

Какие типы оснований лучше подходят для глинистых почв

Фундаменты на глинистых почвах могут быть разными.

Наибольшее распространение получили свайный и ленточный фундамент на глине. Это объясняется их доступностью и простотой монтажа.

Реже встречаются плитный (плавающий) и столбчатый типы фундамента. Особенности каждого из четырех основных видов основания стоит рассмотреть более детально.

Ленточный тип основания дома

Ленточный фундамент на глинистой почве должен быть обязательно заглубленным. То есть, траншея под него выкапывается ниже уровня промерзания грунта. Только такая конструкция устойчиво противостоит вспучиванию. Но во многих частях России почва промерзает на значительное расстояние от поверхности (1,5, 2 и даже 2,5 метра), а значит мелкозаглубленный тип основания дома использовать нельзя. В связи с этим количество необходимых материалов существенно возрастает.

Более целесообразно заливать ленточный фундамент в южных регионах (Кубани, Ставрополье), где преобладает теплый климат. Здесь грунт промерзает на глубину до 1 метра, поэтому мелкозаглубленный тип ленточного основания прекрасно переносит сезонные колебания температуры.

Если же вы рискнете залить мелкозаглубленный ленточный фундамент, то последствия этого могут быть катастрофическими. Глинистый грунт в зимний период в состоянии сдвинуть дом в сторону, а неравномерное вспучивание почвы часто приводит к разрушению монолитной бетонной ленты основания.

Свайный тип основания дома

Свайный фундамент на глине представляется наиболее удобным для установки в большинстве областей Европейской части России.

Металлические сваи ввинчиваются в грунт, а бетонные забивают специальные машины. Эти длинные конструкции глубоко врезаются в землю на несколько метров, что превышает уровень промерзания грунта. В результате получается устойчивое основание для дома в любых климатических условиях.

Преимущества свайного фундамента:

• быстрота выполнения работ;
• надежность конструкции на любых типах глинистых почв;
• готовность фундамента к строительству дома сразу после монтажа.

Плитный тип основания дома

Плитные фундаменты на глинистых грунтах устанавливаются, главным образом, под роскошными частными особняками в несколько этажей. Причиной этого является дороговизна такого основания для дома.

Плита и стены основания образуют единый монолит, обеспечивая надежность всего дома. Этот вид фундамента часто называют плавающим, так как он может смещаться (довольно незначительно) вместе с расположенным на нем домом при вспучивании грунта.

Оборудование глубокого (более 2 метров) плитного фундамента обеспечивает дом вместительным подвалом, надежно защищенным от грунтовых вод. Плавающий вариант основания для дома одинаково эффективен в различных климатических зонах, независимо от уровня промерзания грунта.

Столбчатый тип основания дома

Столбчатый фундамент на глинистой почве – это выбор наиболее экономных хозяев. По своей сути он близок к свайному основанию. Отличие состоит в том, что вместо цельных металлических или бетонных свай используют трубы, кирпичную кладку, бутовый камень или раствор бетона.

Эта технология является наиболее дешевой, но применяется очень редко на глинистых грунтах, в основном для одноэтажных хозяйственных построек.

Большинство специалистов отрицательно относятся к идее возведения столбчатого варианта на глинистых грунтах, справедливо считая это основание наименее надежным.

Виды глинистых почв

В зависимости от доли чистой глины в составе конкретного грунта, глинистую почву принять называть так:

• Глина — это почва с чистым содержанием глины не менее 30 %.
• Суглинок — часть глины составляет в таком грунте порядка 10 %.
• Супесь — пропорция содержащейся глины в почве находится между 5 % и 10 %.

Также различают ледниковую и аллювиальную глину:

• Ледниковая глина имеет повышенную несущую способность. Она может выдерживать значительные нагрузки от бетонного фундамента. Но только в том случае, если залегает достаточно глубоко. При верхнем залегании обладает повышенной пластичностью.
• Аллювиальную глину можно повстречать на низменностях, недалеко от водоемов. Ее высокие пластичные свойства заставляют воздерживаться от строительства зданий на такой почве. Под фундаментом глина такого типа быстро поплывет, что может привести к появлению трещин на стенах здания. В случае крайней необходимости возведение фундаментов производится на сваях.

Свайное основание под строение

Неровные участки с уклонами и дифференцированным составом почвы требуют закладки свайного фундамента. Сваи располагают в ряд по периметру строения под его несущими стенами, они могут быть забивными или винтовыми.

Погружаемые в грунт сваи достигают твёрдых его слоёв. Это исключает воздействие неблагоприятных факторов: от пучинистости глины до расположения подземных вод близко от поверхности земли.

Однако данная технология является весьма затратной при необходимости большого заглубления свай, а металлические детали основания могут подвергаться коррозии.

В конечном счете, возведение фундамента на глинистом грунте – не такое уж сложное занятие. Главное, учесть все имеющиеся факторы и принять верное решение относительно типа основания.