Типы фундамента
Непучинистый грунт – отличный вариант при строительстве здания. При любом промерзании и влажности не нужна глубокая заливка. Неподвижная основа позволит возвести несущие конструкции с минимальными затратами сил и финансовых вложений.
Непучинистый грунт из габаритных скальных осколков или крупной гальки помогает создать крепкий и надежный фундамент. Снимают верхний растительный слой, вырывают неглубокую канавку (до 20 см), которую заливают строительным бетоном. После затвердения массы можно приступать к возведению строения.
Как обустроить основуИсточник sdelai-lestnicu.ru
Заглубленный фундамент для непучинистого грунта подойдет для дачного дома. На участке создают траншею, глубиной в 70 см. Яму наполняют крупным песком, тщательно утрамбовывают. Рассыпчатое сырье укладывают слоями, каждый из которых обильно орошают водой. Основу заливают бетоном, после высыхания приступают к возведению цоколя и стен.
Если грунт пучинистый сухой или подземные источники расположены ниже 2 м, то можно уменьшить расход стройматериалов, используя в котловане песок или гальку. На поверхности почвы ставят опалубку, в траншею высыпают рассыпчатые компоненты, потом выливают бетон.
При близком прилегании подземных источников пучинистого грунта придется создавать надежную конструкцию. Часто используют сваи (железные, винтовые), которые вбивают на уровень промерзания почвы. Для хозяйственных построек применяют столбчатый метод, для домов – бетонный ленточный.
Виды фундамента
Характеризуя основание домов, нельзя не упомянуть о типах его дренажа. Если не оборудовать дренажные коммуникации, то со временем жилье или иное здание окажется абсолютно непригодно для использования. Хотя в идеальных условиях можно обойтись ливневой канализацией, но для суглинка такой подход неприемлем. Придется создавать полноформатные коммуникации. Сократить влажность непосредственно вокруг постройки помогает кольцевой дренаж, однако пристенная система на суглинистой земле более эффективна.
Основные принципы:
- обработка всего фундамента от подошвы до верха;
- использование накопительных колодцев (лучше не из бетонных колец, а из пластика);
- прикрытие основания от влаги с помощью мастик либо рулонов профессионального класса;
- подготовка ревизионных колодцев.
Что касается самих типов фундамента, то на суглинке часто возводят свайно-ростверковые основания. Это своего рода гибрид, соединяющий столбы либо сваи из бетона за счет ленты или монолитной плиты. Соединительный узел находится выше столбов (свай). Подобное решение подойдет для дома очень большой массы, например, полноформатного двухэтажного или даже трехэтажного особняка. Но главное достоинство — отнюдь не несущая способность.
Мелкозаглубленный или вовсе лишенный заглубления подтип такого основания подразумевает установку столбов над уровнем промораживания грунтов. Подвесной свайно-ростверковый фундамент наиболее пригоден для некрупных частных построек. Он не способен вынести значительную нагрузку, однако гарантирует стойкость к неравномерным механическим воздействиям и зимнему пучению. В инженерно-строительной практике подобное решение получило условное наименование ТИСЭ. При грамотном выполнении работы надежность гарантирована; характеристики подобной технологии достаточны, чтобы можно было почти отказаться от заглубленных оснований в частном строительстве.
В некоторых случаях приходится делать фундаментную плиту. Она отличается надежностью и прочностью. Величина земляных работ относительно невелика. Несмотря на большую сложность, итоговая цена не выше, чем у заглубляемой ленты, особенно при поправке на обустройство полов по грунту. Очень важную роль играет правильная организация отвода воды, гидроизоляции и отмостки.
На участках с высокими грунтовыми водами (расстояние не более 0,5 м от поверхности) единственная возможность — использовать сваи. Лучше всего, если это будут монолитные сваи, которые идеально переносят воздействие морозного пучения и других опасных сил. Но и винтовые конструкции в последнее время очень популярны.
Если подземные воды высоки, но все же глубже 0,5 м, можно воспользоваться традиционной плитой. Еще более упростить дело помогает выбор ленточного устройства. Он снижает расходы на приготовление бетона. Практически всегда вырыть выемку под мелкозаглубленную ленту удается без экскаватора
Важно: нужна ровная или наклоненная максимум на 5 градусов площадка
Методы определения состава грунтовой смеси
Для определения состава используется принцип расчленения грунтовой смеси на определенные группы, схожие по своему составу и специально отобранные для пробы. Размеры частиц определяется в миллиметрах, а вес – в граммах.
Существуют различные методики определения такого состава, главными из которых являются ситовой, ареометрический, пипеточный и отмучивание.
Ситовой
В его основе – использование набора сит с отверстиями, размерами 0,25; 0,1; 1; 0,5; 5; 2; 10 мм, а также специальной машины для просеивания с поддоном.
Благодаря такому просеиванию удается определить и визуально увидеть состав грунта, а также процентное соотношение имеющихся в нем минералов и компонентов.
Для получения объективного анализа следует внимательно отнестись к вычислению массы средней пробы грунта, которая должна иметь следующие значения:
- При частицах, размерами до 2 мм — 100 г.
- При частицах, размерами выше 2 мм (до 10% от общего веса) – 500 г.
- При частицах, размерами выше 2 мм (10-30% от общего веса) – 1000 г.
- При частицах, размерами выше 2 мм (свыше 30% от общего веса) – 2000 г.
Ареометрический
Основан на учете изменения плотности суспензии, которая замеряется по мере отстаивания с помощью специального прибора – ареометра.
Предварительно отбирается проба, где используется метод квартования, при котором смесь проходит дополнительно через сито, с диаметром отверстий до 1 мм.
Масса средней пробы составляет:
- Для супесей – 40 г.
- Для глин – 20 г.
- Для суглинков – 30 г.
После определения процентного содержания смесей грунта при помощи ареометра, вычисляют содержание каждой отдельной фракции. Здесь используют метод последовательного вычитания меньшей величины из большей. Пробу отбирают с учетом природной влажности.
Метод отмучивания
Суть методики заключается в определении содержания пылеобразных и глинистых частиц по изменению масса песка после предварительного отмучивания частиц. Для выполнения испытания используется сушильный шкаф, цилиндрическое ведро или сосуд и секундомер.
В ходе проведения испытания просеянный и высушенный до постоянной массы песок (1000 г) помещают в ведро и заливают водой, после чего выдерживают так 2 часа.
Цилиндрическое ведро
Параллельно из воды удаляются все посторонние частицы и глинистые примеси. Промывку производят несколько раз. После того, как вода в ходе промывки станет чистой, можно приступать к сливу суспензии через нижнее отверстие в сосуде.
Далее остается только вычислить содержание в песке отмучиваемых глинистых частиц по формуле:
где:
- m – вес высушенной навески до процесса отмучивания
- m1 — вес высушенной навески после процесса отмучивания
Пипеточный
При таком способе содержание глинистых и пылеобразных частиц определяется путем выпаривания суспензии (получаемой при промывке песка и взвешивании сухого остатка), отобранной с помощью пипетки.
Металлический цилиндр с пипеткой мерного типа
Спустя 1,5-2 минуты, когда осадок ляжет на дно. С помощью мерной пипетки берут пробу и выливают все содержимое на предварительно взвешенный стакан. Полученную суспензию выпаривают в специальном сушильном шкафу.
Результат обрабатывается по формуле:
где:
- m — масса навески песка, г;
- m 1- вес чашки для выпаривания жидкости, г;
- m 2- вес чашки с уже выпаренным порошком, г.
Глина как природный материал и ее особенности
Глинистые почвы бывают разными. Если в грунте процент содержания чистой глины колеблется в пределах от 5 до 10, то перед нами супесь. Суглинком называют почвы, в которых 10-20% чистой глины. А если ее более 30%, то грунт так и называют: «глина».
Основная особенность глины – способность быстро размываться под действием воды, не пропуская при этом ее вглубь. Пласты глины могут залегать на достаточной глубине, а проникшая к ним вода при низких температурах промерзает и вспучивает грунт. Поэтому глинистые почвы называют пучинистыми, а перед началом строительства настоятельно рекомендуют провести исследования состава и однородности грунтов на участке. В противном случае глина может повести себя неожиданно, довольно быстро превратив заглубленный фундамент в наземный.
Определение вида и пластичности грунта.
Проще всего определить визуальным способом скальный грунт, представляющий собой сплошное каменистое основание. Скальный грунт слабо подвержен воздействию влаги и температурным перепадам. Скальный грунт лучшее основание для возведения фундамента.
Для определения вида грунта из шурфов берут образцы через каждые 0,5 – 0,7м, помещают в отдельные емкости, закрывают их влагонепроницаемым материалом. Далее, вооружившись лупой, определяют вид грунта состав (смотри таблицу 2, столбец 2). Затем смачивают образец и пробуют скатать жгутик толщиной 10 – 15 мм, длиной 150 – 200мм. Жгутик растягивают, сгибают в кольцо и в соответствии со столбцом 3 таблицы 2определяют пластичность грунта.
Таблица 2.Визуальное определение вида грунта.
Вид грунта | Вид в лупу | Пластичность |
Глина | Однородный тонкий порошок, частиц песка почти нет | Раскатывается в жгут и свертывается в кольцо |
Суглинок | Преобладает песок, частиц глины 20 – 30% | При раскатывании получается жгут, при свертывании в кольцо распадается на части |
Супесь | Преобладают частицы песка снебольшой примесьючастиц глины | При попытке раскатывания жгут распадается на мелкие кусочки |
Песок | Состоит почти полностью из частиц песка | В жгут не раскатывается |
По растениям, растущим на строительном участке, также приблизительно можно определить вид грунта. Белая ромашка любит сухую почву. Лопух, как правило, обильнее всего растёт на глинистом грунте. Иван – чай любит расти на заболоченных местах. Наличие на участке мать — и — мачехи, болотной калужници, лопуха и осоки показывает на высокий уровень грунтовых вод. В местах, где замечены влаголюбивые растения, необходимо вырыть шурфы и взять пробы грунта.
Ниже приведены таблицы, с помощью которых можно визуально определить характеристики песчаных и глинистых грунтов.
Визуальное определение типа песчаного грунта по преобладающемуразмеру минеральных частиц можносделать в соответствии с таблицей 3.
Таблица 3.Определение типа песчаного грунта по размерам минеральных частиц.
Тип песчаного грунта | Размер минеральных частиц, мм |
Гравелистый | 0,25 – 5 |
Крупный | 0,25 – 2 |
Средней крупности | 0,1 – 1,0 |
Мелкий | менее 0,1 |
Пылеватый | частицы трудно различимы, на ладони оставляет заметный след пыли и глинистых частиц |
Определение влажности песчаного грунта можно сделать в соответствии с таблицей 4.
Таблица 4.Определение влажности песчаного грунта.
Состояние песчаного грунта по влажности | Признаки (при сжатии в ладони) |
Маловлажный | Рассыпается на куски |
Влажный | После сжатия некоторое время сохраняет форму |
Водонасыщенный | Расползается по ладони, образуя лепешку |
Визуальное определение плотности песчаного грунта можно сделать в соответствии с таблицей 5.
Таблица 5.Определение плотностипесчаного грунта.
Состояние песчаного грунта по плотности | Признаки (след от обуви взрослого человека) |
Плотный | След почти не заметен |
Средней плотности | След глубиной до 0,5 см |
Рыхлый | След глубиной 1 см и более |
Определение состояния глинистого грунта можно сделать в соответствии с таблицей 6.
Таблица 6.Определение типа глинистого грунта.
Состояние глинистого грунта | Признаки для взятого образца грунта |
Супесь | |
Твердое | При ударе рассыпается на куски. При растирании пылит, ломается на куски |
Пластичное | Легко разминается, сохраняет форму, ощущается влажность, иногда липкость |
Текучее | Легко деформируется и растекается при нажатии |
Суглинок и глина | |
Твердое | При ударе распадается на куски, при сжатии в ладони рассыпается, при растирании пылит, тупой конец карандаша вдавливается с трудом |
Полутвердое | Ломается без заметного изгиба, поверхность излома — шероховатая, при разминании крошится, тупой конец карандаша оставляет неглубокий след и вдавливается при сильном нажатии |
Тугопластичное | Брусок грунта изгибается, не ломаясь. Кусок грунта разминается с трудом. Тупой конец карандаша вдавливается без особого усилия |
Мягкопластичное | На ощупь влажный, легко разминается, сохраняет приданную форму, но иногда на непродолжительное время, палец вдавливается несколько сантиметров |
Текучепластичное | На ощупь очень влажный, разминается при легком нажиме, при формировании не сохраняет форму, не раскатывается в жгут, липкий |
Текучее | На ощупь очень влажный, при формировании не сохраняет форму, стекает по наклонной плоскости |
Простым способом можно оценить несущую способность грунта. Для этого надо наступить на поверхность грунта, перенеся всю тяжесть тела на каблук. Если каблук легко проваливается, то грунт «слабый». Если каблук погружается в грунт на половину, то строить на таком грунте можно.
Разновидности песчаных грунтов
Песчаник можно легко определить невооруженным глазом. В сухом состоянии он представляет собой сыпучее вещество, которое при увлажнении не делается пластичным. Если рассматривать величину песчаных частиц, то такую почву можно разделить на несколько видов:
- Пылеватый песчаник. Размер частиц составляет не более 0,1 мм. Несущая способность грунта во многом зависит от уровня влажности. При достаточном увлажнении такая почва напоминает глину.
- Мелкий. Величина частиц составляет несколько больше 0,1 мм. Конечно, такая почва теряет свою несущую способность в результате достаточного увлажнения.
- Средний. Величин частиц в основном составляет от 0,25 до 0,5 мм. По сравнению с предыдущими вариантами, такой грунт обладает высокой устойчивостью к усадке. Он является неплохим вариантом для основания дома.
- Гравелистый. В таком грунте величина частиц составляет больше 2 мм. Благодаря такой фракции, он является идеальным основанием для практически любого строения.
Песчаные и супесчаные грунты относятся к легким. В основном они состоят из песчаных частиц, через которые проникает влага. Конечно, такие грунты содержат мало питательных веществ. Они очень легко нагреваются и в то же время быстро остывают. Также такие грунты свободно поддаются обработки. Зачастую в таких почвах есть большое количество примесей глины. Это несколько увеличивает их устойчивость к усадке.
Разновидности глиняных почв
Перед определением типа фундамента, необходимо четко представлять, на каком типе грунта будет осуществлять строительство.
Суглинки широко распространены в средней полосе России
В зависимости от количества содержания глины почвы бывают следующих видов:
- супесь – рыхлая горная порода, включающая в состав песчаные и пылеватые компоненты в сочетании с 5-10% глины;
- суглинок – почва, в составе которой глиняный компонент представлен в количестве 10-25%, а оставшуюся часть занимает песок;
- глина – мелкозернистая осадочная порода с высоким процентным содержанием глиняного вещества от 30%.
Главная отличительная характеристика глины – слабость перед влагой, благодаря которой она быстро превращается в тестообразную массу и препятствует дальнейшему просачиванию жидкости в грунт. Пласты исследуемой породы могут размещаться на существенной глубине, что увеличивает риск вспучивания почвы в зимний период за счет промерзания застоявшейся воды.
Типы грунта и их свойства:
• Каменные и скалистые грунты.
Они называются грунтом довольно условно, так как представляют собой прочный камень, не подвергающийся влиянию осадков, промерзанию, и не изменяющий своих свойств в обычных климатических условиях. Его можно было бы назвать идеальным основанием под фундамент, если бы не сложность разработки участка на нем. Данный вид грунта является наиболее надежным и фундамент на нем можно устанавливать без дополнительных вскрытий и заглублений.
• Хрящеватый грунт
Вполне надежен для строительства хрящеватый грунт.Он не подвержен пучению и размыванию. Хрящеватые грунты – это смесь глины, песка, обломков камней, щебня и гравия. Они плохо размываются водой, не подвержены вспучиванию и вполне надежны. На таком грунте даже не очень глубокий ленточный фундамент выдерживает крупные строения. Специалисты не рекомендуют заложение фундамента на подобном грунте на глубину меньше 50 см.
• Песчаные грунты
Песчаные грунты являются малопромерзаемыми и не скапливают воду. Они отлично уплотняются и утрамбовываются, но могут просесть при большой нагрузке, поэтому оптимальная глубина фундамента на таком грунте до 70 см. Чем более крупные частицы содержит песок, тем более сильную нагрузку он может выдержать. Отдельно классифицируется пылеватый песок, на нем фундамент нуждается в еще большем усилении.
• Глинистые грунты
Глинистые грунты, суглинки и супеси – самый сложный вид грунта, состоящий из песка и частиц глины. Супесь состоит примерно на 10% из глины, а суглинки — на 30%. Они размываются, разжижаются и проседают, глубоко промерзают и вспучиваются в холода. Фундамент на глинистом грунте должен быть заложен на всю глубину промерзания. Зимой они могут промерзать на глубину до полутора метров.
• Торфяные грунты
Торфяные грунты, представляющие собой осушенные болота, как правило сильно насыщены влагой. В них очень высока вероятность наличия грунтовых вод. Перед закладыванием фундамента в таком месте необходимо провести осушение почвы или прокладку дренажных каналов, или утрамбовывание и укрепление грунта с помощью укладывания слоя, состоящего из песка, цемента и битума.
Что еще нужно знать о земле под строительство каркасного дома
Глубина промерзания почвы напрямую зависит от ее вида. Скалистые грунты, например, вовсе не содержащие воды, свои линейные размеры и характеристики меняют незначительно. Температурный коэффициент линейного расширения гранита — 0,000008 на 1 градус. По сравнению с этим, лед расширяется и сжимается в 6 раз сильнее, а вода — в 100 раз. Соответственно, неграмотное строительство на промерзающих, пучинистых и наполненных водой почвах может привести к выталкиванию фундамента из земли, и его разрыву.
Тип строения также играет важную роль в выборе типа фундамента. Поэтому необходимо определить не только тип почвы, но и размеры строения, и его нагрузку на основание, потому как нагрузка на фундамент легкого каркасного одноэтажного дома и тяжелого двухэтажного кирпичного дома, несомненно, разная. Еще на вид фундамента влияет то, хочет ли застройщик строить дом с подвалом, погребом или цокольным этажом.В идеале закладывание любого фундамента необходимо производить так, что бы его нижняя точка находилась ниже глубины промерзания. Качества грунта на такой глубине обычно стабильные и предсказуемые.
Свайный фундамент на глинистых грунтах
Самый оптимальный фундамент под глинистую почву – свайный или свайно-ленточный (свайно-ростверковый). Варьируя размеры свай, можно достичь глубины залегания твердых грунтов, не подверженных промерзанию и размыванию грунтовыми водами, и соорудить прочное основание для дома.
При расчетах свайного фундамента для каждой сваи определяется нагрузка, которую она будет нести. В зависимости от этого и глубины установки, выбирают винтовые, забивные или буронабивные сваи (для относительно небольших глубин).
Железные винтовые сваи вкручиваются в грунт при помощи специальных рычагов (можно выполнить самостоятельно), а забивные устанавливаются с привлечением спецтехники. Буронабивные – это армированные железобетонные опоры, создаваемые непосредственно на участке. Сначала выполняется бурение скважины, затем из нее откачивается вода, засыпается песчаная подушка. В отверстие устанавливаются трубы, которые затем армируются и заливаются бетоном. Сложность работ по заливке на большой глубине несколько ограничивает их применение.
Для загородного дома сваи устанавливаются в ряд под наружными и несущими стенами. Если в доме планируются колонны – под ними образуют свайный «куст». Если планируется тяжелое строение – свайный фундамент выполняют в виде поля равномерными рядами установленных свай. На сваи укладывается балка из железобетона (реже – плита), главная задача которой – связать в единое целое весь фундамент, равномерно распределить и передать на грунт нагрузку от веса постройки.
- Долговечность (200 лет).
- Способность выдерживать большие нагрузки и вертикальные деформации.
- Финансовые вложения меньше, чем для возведения ленточного монолита.
- Относительно высокая скорость постройки.
- Возможность многоразового применения свай.
- Монтаж в любое время года.
- Невозможность обустройства подвала без дополнительных работ.
- Необходимость применения спецтехники.
- Отдельные элементы сваи подвержены коррозии.
Можно ли соорудить надежную основу дома, если на участке глинистая почва?
Глинистый грунт состоит из чешуйчатых элементов, склонных к накоплению влаги.
Разновидность пучинистых почв представляют собой глина, суглинки, а также глина в сочетании с песком
Глина, суглинки, а также глина в сочетании с песком представляют собой разновидность пучинистых почв, отличающихся непредсказуемым характером:
- сухой глинистый грунт характеризуется рассыпчатостью, что усложняет строительство на глинистой почве фундамента;
- переувлажненная почва подвержена морозному пучению, постепенно разрушающему фундамент на глинистой почве.
Указанные факторы отрицательно влияют на прочностные характеристики фундаментного основания.
Следует серьезно отнестись к выбору оптимального варианта фундамента и обратить особое внимание на следующие факторы:
- характеристики глинистого грунта. Забор проб для лабораторных исследований осуществляется путем выполнения шурфов на расчетную глубину. Анализ образцов целесообразно осуществлять в весенние месяцы, когда влага в грунте поднимается близко к его поверхности;
- уровень промерзания грунта. В литературных источниках и профессиональных сайтах представлена информация по максимально возможной глубине замерзания почвы в различных регионах, позволяющая определить тип и уровень заглубления фундаментной основы;
К выбору оптимального варианта фундамента следует отнестись серьезно
близость водоносных слоев и способность глинистой почвы поглощать влагу. Глубина пластов воды определяется при бурении, а склонность глины к впитыванию влаги определяется в лабораторных условиях. Образцы увлажняют с последующим контролем продолжительности высыхания.
Лабораторный анализ почвы, поднятой с различной глубины, позволит получить полное представление о характеристиках и строении глинистого грунта, который делится на следующие разновидности:
- глинистую почву. Концентрация чистой глины достигает 1/3 от общего объема грунта. Такая почва отличается повышенной сыпучестью и высокой пластичностью;
- суглинки. Наряду с 10% глины такие почвы содержат песчаную фракцию. В зависимости от содержания песка и глины они делятся на легкие, средние и тяжелые;
- супеси. Концентрация глины не превышает 1/5 часть от суммарного объема. Из-за повышенной концентрации песка супеси малопригодны для строительства.
Позволит получить полное представление о характеристиках и строении глинистого грунта лабораторный анализ почвы, поднятой с различной глубины
Глина делится на следующие типы:
- ледниковая. Она обладает повышенной нагрузочной способностью и пригодна для возведения фундаментных оснований;
- аллювиальная. Она характеризуется повышенной пластичностью, что затрудняет строительство фундаментов.
Профессиональные строители утвердительно отвечают на вопрос о возможности сооружения надежного фундамента на площадке с глинистым грунтом
Важно правильно выбрать оптимальный вид фундамента для конкретных условий строительной площадки. При близком расположении водных пластов, находящихся выше уровня замерзания, следует перед сооружением фундамента сделать дренажную систему
Она обеспечит эффективный отвод влаги от основания здания.
Утвердительно отвечают на вопрос о возможности сооружения надежного фундамента на площадке с глинистым грунтом-профессиональные строители
Выбор типа фундамента
При строительстве фундамента на глинистой почве, независимо от выбранного типа, необходимо выполнять главное правило: ширина подошвы должна быть больше верхней части конструкции на 25 и более процентов (различные виды фундамента для частного дома). В обязательном порядке обустраивается подушка из песка и гравия (или щебня).
Ответить на вопрос: какой фундамент лучше на глинистой почве — однозначно нельзя
При выборе типа конструкции необходимо принимать во внимание несколько моментов: стоимость, характеристики грунта и глубина залегания грунтовых вод. При определенных обстоятельствах он может быть ленточным, плитным или свайным
Ленточный фундамент
Ленточный фундамент на глине подойдет для тяжелых построек и легких деревянных строений (для ленточного фундамента своими руками — пошаговая инструкция).
Но если в первом случае обустраивается заглубленная конструкция, подошва которой находится ниже границы промерзания, то во втором предпочтение следует отдать мелкозаглубленному фундаменту: на глинистой почве легкая надземная часть не сможет стать противовесом силам пучения.
Монолитная лента применяется только в том случае, если грунтовые воды находятся ниже линии промерзания грунта. На суглинистых почвах фундамент такого типа можно строить, если геологоразведка подтвердила равномерность залегания пластов по всей строительной площадке.
Только в таком случае неравномерные деформации при пучении грунта не будут угрожать конструкции.
Схема ленточного фундамента на глине. 
Плитный фундамент
Плитные фундаменты на глине являются наиболее надежными, но и самыми дорогими (о плюсах и минусах плитного фундамента). Поэтому практикуют их только в случае строительства роскошных особняков.
Другое название такого типа фундамента на глинистой почве – плавающий. При любых подвижках грунта плита движется вместе с ним, сохраняя равномерность нагрузки.
Плита заливается практически на поверхности земли. Но практикуют и заглубленные плиты – в домах с подвалами. В этом случае стены подземной части дома, и плита составляют единую монолитную конструкцию.
Если вам надо построить фундамент на суглинке, лучшего решения, чем монолитная плита, не найти (как сделать плитный фундамент своими руками — пошаговая инструкция). Поскольку подошва такого основания имеет максимальную площадь, даже расчетного сопротивления грунта в 1 кг/см2 достаточно для обеспечения устойчивости строения.
Схема плитного фундамента.
Свайные фундаменты
При помощи свай сооружается фундамент на супесях и прочих видах глинистых грунтов. Под здания большой площади устраиваются свайные поля: под стены опоры устанавливаются в виде рядов, а под колонны – кустами.
При выборе типа фундамента на глинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод наиболее правильным решением является строительство дома именно на сваях (что такое обвязка свайно — винтового фундамента). При этом необходимо придерживаться основного правила – опора должна выполняться с уширением книзу.
Хорошо зарекомендовали себя винтовые сваи – конструкции, снабженные винтовыми лопастями в нижней их части (как сделать свайно — винтовой фундамент своими руками). При вкручивании винта сохраняется плотность грунта вокруг опоры – лопасти почву не взрыхляют, а подрезают отдельные пласты. Расчетная глубина установки винта находится ниже водоносного слоя и точки промерзания.
Схема свайно — винтового фундамента на глинистой почве. 
Расчет для мелкозаглубленного фундамента
Следует привести пример расчета мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. Например, строится одноэтажный дом с такими размерами:
- высота – 4 метра;
- ширина – 5 метров;
- длина – 10 метров.
Конструкция включает две несущие внутренние стены с высотой каждой в 4 м и длиной в 3 м. Пол не опирается на фундамент, заливается бетоном. Основание будет иметь форму ленты с шириной подошвы в 40 см и глубиной в 70 см. Выполнен фундамент из армированного бетона, для чего применяется арматура с диаметром в 12 мм. Каркас будет иметь два пояса, каждый из которых состоит и пяти прутьев, перемычек с длиной в 25 см. Такие перемычки ставятся с шагом в 50 см.
Чтобы узнать массу, которую будет иметь ленточный фундамент, необходимо определить такие значения:
Схема мелкозаглубленного фундамента с гидроизоляцией на печанной подушке.
- геометрические размеры конструкции;
- плотность используемого строительного материала.
Геометрические размеры узнать довольно просто. Так, длина фундамента равна периметру будущего здания, то есть надо просто вычислить сумму его сторон:
10+10+5+5+3+3=36 метров.
Ленточный фундамент будет заливаться не только под наружными фасадными стенами, но и под внутренними несущими, поэтому учитывают их тоже.
Теперь можно найти объем исходя из того, что высота ленты равна 70 см, а ширина – 40:
V=36×0,4-0,7=10,08 метра кубического.
Но это общий объем, из которого необходимо вычесть арматуру, чтобы узнать количество бетона. Зная, что ленточный фундамент имеет два пояса по пять прутков с перевязкой, считают длину для каждого:
10-0,5-0,5=9 метров.
Длина всех поясов будет равна:
2×(9×2+4×2+2,5×2)=62 м.
Каждый пояс имеет по пять прутьев, значит, общая их длина составляет: 62×5=310 м.
Теперь определяют длину необходимых перемычек для армирования:
Схема армирования мелкозаглубленного фундамента.
9/0,5+1=19 шт.,
4/0,5+1=9 шт.,
2,5/0,5+1=6 шт.
Для одного верхнего пояса количество перемычек составляет:
19×2+9×2+6×2=68 штук,
Так как длина одной перемычки составляет 0,25 метра, то общая длина составляет:
68×0,25=17 метров.
Для всех горизонтальных перемычек для каркаса длина составляет:
17×2=34 метра.
Для вертикальных перемычек учитывают, что с одной стороны их идет 68 штук и с другой столько же. То есть получается 136 штук с длиной одной в 40 см. Общая их длина составляет:
136×0,4=54,4 м.
Теперь вычисляют общую длину арматуры, которую требует мелкозаглубленный фундамент:
310+34+54,4=388,4 м.
Чтобы узнать площадь сечения для арматуры, используют формулу площади круга:
Схема приготовления раствора бетона для фундамента.
3,14×0,000036=0,00011 кв. метра.
Для получения объема используют формулу:
0,00011×388,4=0,04 куб. метра.
Теперь получают объем только для арматуры:
10,08-0,04-0,04=10 куб. метров.
Значение 0,04 берется из расчета, что мелкозаглубленный фундамент будет армироваться и по углам.
При помощи такого не слишком сложного расчета определяют, что требует:
- 10 куб. метров цемента (при плотности 2500 кг на кубометр);
- 0,08 куб. метра металлической арматуры (при плотности 7800 кг на кубометр).
То есть общая масса всего основания, которое возводится на пучинистых грунтах в виде ленточного фундамента, будет составлять:
10×2500=25000 кг,
0,08×7800=624 кг,
25000+624=25624 кг.
То есть ленточный фундамент имеет массу в 25624 кг.
Строительство дома на пучинистых грунтах не является самым оптимальным вариантом. Но если другого выхода нет, то необходимо тщательно рассчитать будущее основание, чтобы после его сооружения конструкция не выталкивалась из почвы по время зимнего пучения. Сделать это не так сложно, но необходимо проявлять внимательность, чтобы при эксплуатации не произошли деформации фундамента, а значит, и самого дома.
Оптимальные фундаменты на пучинистых грунтах
Оптимальный фундамент на глинистой почве, водонасыщенной и подверженной пучению, будет обладать следующими характеристиками:
- Расположение основания / нижней точки фундамента ниже уровня промерзания грунта для данного региона.
- Прочное монолитное основание, препятствующее воздействию морозного пучения на отдельные части здания.
- Система перераспределения и выравнивания нагрузок на отдельные части здания.
Под такие требования подходят несколько типов оснований под малоэтажные дома:
- Свайный фундамент.
- Плитный фундамент.
- Незаглубленный ленточный фундамент.
Последний тип основания может использоваться под легкие постройки каркасного типа или выполненные из дерева, на нем мы остановимся чуть ниже.
Свайный фундамент на глине с бурозаливными сваями ниже уровня промерзания грунта и мощным ростверком, объединяющим сваи и перераспределяющим нагрузку – классическое решение для водонасыщенных грунтов.
Плитный фундамент на глинистой почве, способный перераспределять нагрузку с любого участка основания на соседние – также хорошее решение в условиях высокого УГВ и морозного пучения.
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.
