Добавить в закладки
Текущий рейтинг статьи:
Статьи

Как сделать фундамент на пучинистых грунтах: замена грунта, дренаж, коническое сечение основания, утепленная отмостка, плита, сваи и столбы

Как можно построить фундамент на пучинистых грунтах своими руками? Что это вообще такое — пучение грунта, чем оно вызвано и чем опасно?

   X

Мы разберем суть процесса и предложим несколько решений описанной проблемы.

Результат неправильного расчета фундамента.

Результат неправильного расчета фундамента.

Что это такое

Чтобы понять, как могут быть устроены фундаменты на пучинистых грунтах, нам вначале стоит изучить механизм процесса пучения.

Там, где вследствие близости грунтовых вод и/или способности почвы удерживать влагу длительное время земля обильно увлажнена, при замерзании она заметно увеличивается в объеме. Лед, как мы помним, обладает меньшей по сравнению с водой плотностью. Грунт, который при промерзании на глубину одного метра поднимается (вспучивается) на сантиметр, и называется пучинистым.

Полезно: к этой категории относятся преимущественно глинистые, суглинистые и супесчаные почвы.
Чем больше закрытых пор, способных удерживать воду — тем больше пучинистость.

Чем это опасно? Неравномерностью вспучивания и, главное, оттаивания почвы. В результате — неравномерные нагрузки на фундамент с неизбежной его деформацией при недостаточной прочности.

Чтобы предсказать результаты, не нужно быть семи пядей во лбу:

  • Появление трещин в несущих стенах и перегородках.
  • Отслоение штукатурки и иных декоративных покрытий.
  • Криволинейность (в худшем случае даже полное разрушение) перекрытий.

Как действует пучение

  Реклама


 
  1. При закладке фундамента выше глубины промерзания механизм предельно прост и понятен: расположенный ниже его основания грунт замерзает и, увеличиваясь в объеме, выталкивает все расположенные выше его конструкции.
  2. Очевидное решение — заглубление ниже уровня промерзания — тоже не панацея. Грунт не только поднимается, но и расширяется, при этом сдавливая фундамент и воздействуя на него по касательной.
    Если площадь вертикальных поверхностей невелика, а масса постройки значительна, проблем это не создаст. А вот при небольшой массе дома (вспомним каркасное домостроение, сооружения из сип-панелей и бруса) фундамент едва ли останется неподвижным. Примерзший к вертикальным плоскостям фундамента грунт может создать выталкивающее усилие до 5 тонн на квадратный метр.
Схема действующих на фундамент сил.

Схема действующих на фундамент сил.

Возможные решения

Неужели пучинистые грунты и фундамент не могут сосуществовать без опасности для строения?

Напротив. Больше того: решений проблемы довольно много.

Замена грунта

Самое простое (и самое затратное) решение проблемы — что называется, в лоб. Строить фундамент на пучистых грунтах опасно? Так какие проблемы — давайте просто заменим грунт.

Как выглядит практическая реализация проекта?

  1. Роется большой котлован заведомо ниже глубины промерзания и несколько больше будущего строения по площади.
  2. Вынутый грунт увозится с участка или используется для его террасирования; котлован до нижнего уровня будущего фундамента заполняется утрамбованным песком и щебнем. В этом случае влага просто не будет задерживаться под фундаментом.

Дренаж

Основной недостаток предыдущего проекта — цена решения: и рытье котлована, и его заполнение щебнем или песком обойдутся в значительную сумму. Однако дадим себе труд подумать. У проблемы два слагаемых: гигроскопичный грунт и сама вода. Если не хочется перемещать и заменять сыпучими материалами большой объем грунта — можно удалить из-под фундамента воду!

Как это сделать?

  1. На участке роется колодец глубиной значительно больше глубины закладки фундамента.
  2. Рядом с фундаментом отрывается траншея; ее глубина должна быть равной или несколько превышать глубину нижней поверхности слоя песчаной подсыпки под ним.
  3. В траншею укладывается дренажная перфорированная труба, завернутая в фильтрующую ткань. Благодаря небольшому уклону вода, попадающая в нее, будет отводиться в колодец; разумеется, придется озаботится теплоизоляцией его оголовка.
Схема дренажа фундамента.

Схема дренажа фундамента.

Альтернативный способ, которым может быть сооружен ленточный фундамент на пучинистых грунтах — бурение непосредственно под фундаментом вертикальных скважин с шагом 2-3 метра. Дренажные трубы опускаются в них вертикально, после чего засыпаются щебнем. Вода уходит в нижние слои почвы.

Коническое сечение фундамента

Проектирование фундаментов на пучинистых грунтах часто использует еще одно несложное решение — особую форму сечения. При закладке ниже уровня промерзания сила пучения будет воздействовать на фундамент лишь по касательной. Что произойдет, если ленточный фундамент будет в сечении представлять собой сужающийся кверху усеченный конус?

При вспучивании почвы увеличение ее объема не приведет к увеличению сцепления с фундаментом. Пласты будут скользить по его наклонным плоскостям, приподнимаясь сами, но не увлекая за собой строение.

Расширяющийся книзу фундамент не будет выдавлен пучащимся грунтом.

Расширяющийся книзу фундамент не будет выдавлен пучащимся грунтом.

Утепленная отмостка

Основная функция отмостки — создание водонепроницаемого барьера для защиты фундамента от дождевых вод. Однако при определенных обстоятельствах она может послужить и нашим целям — защитить фундамент для пучинистых грунтов от смещений и деформации.

Каким образом?

Вспомним: для пучения почвы мало глинистой или супесчаной почвы, пропитавшейся водой. Эта почва должна замерзнуть. А что, если мы ей помешаем? Ведь ниже глубины промерзания грунт всегда имеет постоянную температуру в +8-12С, и для того, чтобы земля вокруг фундамента не превратилась в ледяную глыбу, достаточно надежно изолировать ее от холодного воздуха.

Как будет выглядеть теплоизоляция грунта при строительстве отмостки?

  • Ее ширина увеличивается до значения, равного глубине промерзания грунта. Для центра России это примерно 1,2 — 1,5 метра.
  • В основе пирога — утрамбованный песок. Песчаная подсыпка толщиной от 10 сантиметров обильно поливается водой для того, чтобы обеспечить ее максимальную усадку. Подсыпке придается небольшой уклон от стен дома наружу.
  • Сверху укладывается собственно утеплитель — экструдированный пенополистирол или пенопласт высокой плотности (как правило, С35). Толщина слоя зависит от климатических условий: обычно рекомендуется теплоизоляция толщиной не менее 10 сантиметров.
  • На утеплитель укладывается слой гидроизоляции. Ей может стать плотный полиэтилен, рубероид или любой из недорогих современных изоляционных материалов.

Полезно: экструдированный пенополистирол, уложенный более плотной стороной вверх, не нуждается в дополнительной гидроизоляции.

  • Поверх гидроизоляции насыпается около 5 сантиметров песка, мелкой щебенки или отсева, по которым заливается бетоном собственно отмостка. В качестве армирования обычно используется стальная сетка из проволоки толщиной 3-4 миллиметра с размером ячейки 10 — 15 сантиметров.
Иногда строители обходятся без второго слоя засыпки: основанием для армированного бетона служит утеплитель.

Иногда строители обходятся без второго слоя засыпки: основанием для армированного бетона служит утеплитель.

Плитный фундамент

Еще одно простое технически, но влекущее за собой увеличение затрат устройство фундамента на пучинистых грунтах — монолитная армированная плита. При толщине не менее 20 сантиметров и плотном армировании строению, независимо от его массы, не страшны любые подвижки грунта: фундамент будет подниматься и опускаться при пучении почвы как единое целое.(см. также статью Плавающий фундамент: основные нюансы строительства и применения)

Есть ли какие-то тонкости у создания фундамента этого типа?

  • В этом случае очень важно ровное дно котлована. Лучший рецепт — выбирать последние 10-20 сантиметров вручную, ориентируясь по уровню. Любое заметное углубление — источник значительной механической нагрузки на будущую плиту.

Обратите внимание: автору это мнение кажется несколько параноидальным; однако часто рекомендуется при избыточном заглублении ковша экскаватора не засыпать яму, а выравнивать дно по точке максимального заглубления с последующей засыпкой избыточной глубины щебнем и песком.

  • Дно котлована засыпается на 15-25 сантиметров песком или пескогравием. Подсыпка поможет отвести от бетона влагу и распределить нагрузку максимально равномерно.
  • Дальше — слой гидроизоляции. Это может быть плотный полиэтилен или рубероид; в целях утепления вместо гидроизоляции может быть настелен непроницаемый для воды экструдированный пенополистирол. Зачем нужна гидроизоляция? Она защитит бетон от обезвоживания при затвердевании, а впоследствии — от капиллярного подсоса воды из грунта.
Здесь строители перестраховались: гидроизоляция полиэтиленом совмещена с утеплением ЭППС (экструдированным пенополистиролом).

Здесь строители перестраховались: гидроизоляция полиэтиленом совмещена с утеплением ЭППС (экструдированным пенополистиролом).

  • Для заливки плиты собирается опалубка из доски или ОСП со стенками как минимум на 5 сантиметров выше предполагаемого уровня верха плиты.
  • На подставках (к примеру, связанных из проволоки) или специально производимых направляющих на расстоянии в 5 сантиметров от гидроизоляции раскладывается первый слой армирования. Им может быть стальная сетка из проволоки толщиной не менее 5 миллиметров или арматурные стержни, уложенные крест-накрест.
  • Затем на уровне на 5 сантиметров ниже поверхности будущей плиты выставляется вторая армирующая сетка или арматурная решетка. Для сетки и здесь используются подставки; арматурная решетка вяжется проволокой с вертикальными стержнями.
  • Для коммуникаций заранее формируются отверстия: в арматуру закладываются пластиковые трубы, через которые в дальнейшем пройдут вводы водоснабжения и электричества. Канализация внутри фундамента прокладывается сразу.
  • Плита заливается бетононасосом и набирает прочность в течение 4 недель.

Сваи

Свайный фундамент хорош для строительства домов из материалов с умеренной плотностью и, соответственно, обладающих небольшой массой. Пресловутые каркасные дома и строения из сип-панелей, пенобетонные сооружения и щитовые дома прекрасно строятся на сваях и не испытывают при пучении грунтов ни малейших деформаций.

Какие варианты реализации возможны?

  1. Винтовые сваи представляют собой трубу с лопастями, напоминающую гребной винт корабля с валом. Свая вкручивается непосредственно в почву на глубину ниже уровня промерзания. Работа может быть выполнена и с использованием спецтехники, и (при условии умеренной плотности оттаявшего грунта) вручную.
    Каждая свая имеет небольшую площадь вертикальной поверхности, стало быть, пучение грунта создаст незначительное выталкивающее усилие. Кроме того, лопасти винтовой сваи представляют собой надежный якорь, удерживающий ее в почве.
Винтовые сваи.

Винтовые сваи.

  1. Железобетонные сваи чаще всего представляют собой залитую на месте армированную конструкцию. Ручным или механическим буром бурится скважина, в которую опускается труба, свернутая из рубероида, и связанный проволокой арматурный каркас.
    Затем скважина заливается бетоном. Рубероид остается в ней в качестве гидроизоляции и облицовки сваи, улучшающей скольжение ее поверхности в пучащемся грунте. (см. также статью Марка бетона для фундамента – как сделать правильный выбор)

Полезно: многие ручные и механические буры имеют полезное приспособление — наконечник, позволяющий расширить скважину на глубине.
Залитое бетоном расширение, как и в случае винтовой сваи, выполнит роль якоря, расположенного ниже уровня промерзания.

В обоих случаях сваи связываются ростверком — стальной или железобетонной балкой по периметру здания. Утепление свайного фундамента снаружи на пучинистых грунтах может быть выполнено по обшивке межсвайного пространства и ростверка цементно-стружечной плитой или другим не боящимся гниения материалом. В роли утеплителя чаще всего выступает пенопласт с армированием стеклосеткой и штукатуркой или экструдированный пенополистирол.

Столбы

Наконец, простейшее решение — столбчатый незаглубленный фундамент на пучинистых грунтах. Он сооружается, когда строение имеет небольшие размеры и не боится незначительной деформации. Типичные примеры — фундамент под беседку, легкую летнюю кухню или баню из бруса.

Простейшее решение — по периметру строения и под внутренними перегородками копаются ямы глубиной 20-30 сантиметров; в них на песчаной подсыпке сооружаются кирпичные столбы высотой не более полуметра. Готовые столбы связываются ростверком из бруса сечением не менее 150 мм.

Главное достоинства фундамента на фото - непревзойденная дешевизна.

Главное достоинства фундамента на фото — непревзойденная дешевизна.

Вывод

Пучинистые грунты осложняют строительство, но не создают непреодолимых преград для него. Существует множество решений, различающихся сложностью и уровнем расходов. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме. Успехов в строительстве!



Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Рейтинг статьи:
Опубликовано: 13.03.2014

Оставить комментарий

ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы - так ответ эксперта будет гораздо точней

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Ваше имя:
Ваш e-mail:




Top