Мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте

Содержание:

1. Пучинистый грунт: особенности и выбор фундамента
2. Преимущества мелкозаглубленных ленточных оснований и их недостатки
3. Конструкция мелкозаглубленных оснований и их обустройство
4. Цена устройства мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах

В России широко распространены грунты с высоким содержанием в их составе глины. Для строящихся на такой почве зданий только мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах станет прочным основанием, игнорирующим увеличение объёма промерзающего грунта. Особенно он актуален в районах с холодными зимами и высоким уровнем влагонасыщения грунта. Единственный способ противостоять его вспучиванию – правильно заложить основание здания, способное сопротивляться процессам пучения в зимнее время.   

Пучинистый грунт: особенности и выбор фундамента

В своём большинстве глинистые почвы (суглинки, супеси) пучинистые.

Они отличаются высоким содержанием влаги, замерзание которой приводит к расширению («вспучиванию») грунтов и поднятию возведённых над ними зданий. В летний период превращение льда в воду приводит к оседанию несущих конструкций, причём тяжёлые постройки могут от таких коварных процессов полностью разрушиться.

Выходов из этой ситуации несколько:

• Заложить основание здания ниже уровня промерзания грунта.
• Заменить грунт под основанием и вокруг его на непучинистый.
• Утеплить фундамент (пенопластом и т.п.).
• Построить качественный дренаж.

Однако, заложив фундамент на большую глубину, нельзя быть уверенным в его стойкости. Морозное пучение воздействует на основание по-разному. И хотя воздействие на подошву станет минимальным, всё же сохраняется боковое давление (до 5т/м²). Обмерзание стенок способствует сильному контакту с землёй, сезонное перемещение которой сказывается на состоянии фундамента.

Для тяжёлых домов это малозаметно, а вот у лёгких конструкций такие негативные явления видны.

Остальные способы противодействия сложным грунтам являются или достаточно трудоёмкими, или неэффективными.

Выполняя проектирование и выбирая тип фундаментов зданий на пучинистых почвах, необходимо провести на месте из строительства геолого-геодезические изыскания. Их результатом будет информация о глубине промерзания грунта, его виде (составе), а также уровне грунтовых вод.

Применение в такой почве мощных ленточных фундаментов глубокого заложения в индивидуальном или дачном строительстве нерационально. Небольшая нагрузка от зданий позволяет использовать для этих целей мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте (мелкого заложения).

Преимущества мелкозаглубленных ленточных оснований и их недостатки

В большинстве районов России время проведения строительных работ ограничено погодными условиями – не более 5-7 месяцев. При строительстве оснований с мелким заглублением многих застройщиков привлекают небольшие сроки их возведения, так как нет необходимости в привлечении тяжёлой инженерной техники. Кроме этого достоинства, ленточный фундамент на пучинистых грунтах имеет ещё ряд других:

• Экономный расход стройматериалов и простота исполнения.
• Достаточная прочность и долговечность конструкции (при правильном её расчёте).
• Возможность сделать работы самостоятельно.

Есть и существенный недостаток этих конструкций – фундаменты мелкого заложения на пучинистых грунтах не могут использоваться в многоэтажном строительстве.

Конструкция мелкозаглубленных оснований и их обустройство

Такие фундаменты могут быть выполнены из бетонных блоков, плит, кирпича, а также в виде монолитной бетонной ленты.

Бетонные малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах – самые распространённые через простоту и удобство изготовления.

Армированную металлическими элементами монолитную бетонную ленту закладывают по периметру строения, а также под его несущими стенами. Глубина заложения «ленты» должна гарантировать отсутствие сил, действующих со стороны вспучиваемого грунта на основание фундамента и его стенки.

Создание малозаглубленного основания дома – это сложный технологический процесс. Специалисты компании «РадоСваи» профессионально выполняют все работы по его строительству, от геодезического исследования почвы под будущим фундаментом и заканчивая его бетонированием. Мы предлагаем свои услуги, но при наличии строительных знаний и навыков такие работы можно выполнить самостоятельно.

Выполняя мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте своими руками, необходимо помнить – сначала надо создать проект основания.

Перед началом её строительства проводят подготовительные работы, которые заключаются в очистке участка и его выравнивания. Завозятся необходимое оборудование и стройматериалы (арматура, бетон (цемент), доски, гидроизоляция). В последующем процесс создания фундаментной конструкции будет состоять из нескольких этапов.

Разметка

Используют шнур, небольшие колышки и рулетку. Замеры и установку колышек (маяков) делают с учётом, что ширина фундамента должна быть большей на 20см ширины возводимых стен. Правильность разметки периметра проверяют сравниванием диагоналей прямоугольника.

Земляные работы

Выкапывается траншея (котлован) с вертикальными стенами и оптимальной глубиной 60см. Откосы траншеи закладываются гидроизоляцией (плёнка ПВХ, рубероид).

Обустройство опалубочной конструкции и подушки

На дно траншеи укладывается и трамбуется строительная подушка, состоящая из крупного речного песка и гравия. Слои этих материалов периодически поливают водой. Толщина подушки составляет 30-50см. Она учитывается при проведении земляных работ.

Пористую подушку специалисты рекомендуют изолировать от бетона гидроизоляцией (плёнкой).

Затем собирается опалубка из досок или других подобных материалов, высота которых над уровнем грунта должна составлять 20-30см. Сбитые из досок щиты соединяют горизонтальными поперечинами и подпирают снаружи.

Армирование

Из металлических прутьев с ребристой поверхностью диаметром 12мм и более создаётся армокаркас. Он состоит из двух горизонтальных поясов и связанных с ними (через каждые 50-70см) вертикальных прутьев. Каркас укладывают в опалубку на расстоянии 5см от ближайшей поверхности. Сборка армирующего каркаса при помощи сварки запрещена, для этого используют вязальную проволоку.

Армирование будет выполнено правильно, если залить на дно траншеи стартовый слой бетона (до 30% общего объёма).

При самостоятельном выполнении работ необходимо обязательно приобрести (взять в аренду) бетономешалку.

Бетонирование

Для этого используют качественную бетонную смесь марки не менее М300.

Полученный промышленным способом бетон заливают в один приём. При самостоятельном изготовлении бетонной смеси технология заливания требует выполнять её в несколько этапов, после застывания предыдущих слоёв. При этом по очереди заливать участки ленточного фундамента нельзя – чревато низкой прочностью шовных участков.

Строительные правила предписывают финишное выравнивание последнего слоя бетона выполнять подсыпкой сухого цемента. Тем самым ускоряется схватывание бетона и исключается появление трещин на поверхности.

Процесс «созревания» фундамента разный для различных типов возводимых строений. Так, установку лёгких конструкций можно выполнять уже через две недели после заливки бетоном, для кирпичных же сооружений – на ранее чем через 28-30 дней.

Цена устройства мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах

Как правило, расходы на строительство этого ленточного основания состоят из таких статей:

1. Стоимость используемых материалов;
2. Работы по подготовке участка и его планировке;
3. Земляные работы;
4. Установка опалубки;
5. Создание армкаркаса;
6. Заливка опалубки бетоном.

При ограниченных средствах на строительство застройщики закупают дешёвые материалы и оптовыми партиями. «Экономить ли на строительстве фундамента?» — вопрос сугубо индивидуален. Мнение специалистов – на основе здания экономить категорически нельзя.

Устройство фундамента на пучинистых грунтах

Строительство на пучинистых грунтах всегда требует особого подхода к выбору фундамента. Силы пучения грунта способны разрушительно воздействовать на основание вашего дома, если оно построено неграмотно.

Оглавление:

• Пучение грунта и его виды
• Виды фундаментов на пучинистых грунтах
• Ленточный фундамент на пучинистых грунтах
• Монолитный плитный фундамент на пучинистых грунтах
• Мероприятия, противодействующие касательным силам пучения
• Свайный фундамент на пучинистых грунтах

 

Наша компания, хоть и не занимается строительством фундаментов, но по роду своей деятельности – забивка свай – не раз сталкивалась с фактами, когда неверное устройство фундамента на пучинистых грунтах приводило к необходимости его ремонта или усиления.

Пучение грунта и его виды

Пучение — способность почвы увеличивать свои объемы из-за заледенения находящейся в ней влаги. Чем большим количеством воды пропитан грунт, тем сильнее он расширяется при минусовых температурах. Изменения объема объясняются разной удельной плотностью двух материалов, которая у воды составляет 1000 кг/м2, а у льда — 910 кг/м2.

Важно: увеличивающий в объеме грунт не может расширяться вниз, поскольку там расположены глубинные, несжимаемые пласты почвы, он поднимается в верх и давит на фундамент, выталкивая его из земли.

Склонность почвы к пучению непосредственно зависит от ее структуры — крупнообломочные, гравелистые и песчаные грунты практически не впитывают воду и не подвергаются пучению, тогда как расширение глины, суглинка, черноземов и супесей, впитывающих воду как губка, максимально. Особенно сильно пучение проявляется после затяжных дождей, длившихся в осенний период.

На фактическую величину пучения, помимо типа почвы, влияют два фактора:

• Уровень глубина грунтовых вод;
• Уровень промерзания грунта.

 

Важно: от уровня промерзания зависит, какой по толщине пласт почвы будет расширяться, от глубины грунтовых вод — сила пучения: если УГГВ высокий, то верхние шары почвы будут постоянно влажными, что приведет к увеличению их пучинистости.

 

Рис.: Виды воздействия пучения на фундамент

Выделяют два разных по прикладному характеру вида пучения:

• Вертикальное — действует снизу-вверх, выталкивая опорную часть фундамента. Вертикальное пучение проявляется, если подошва основания расположена в пласте промерзающего грунта, если она заглублена ниже уровня промерзания, вертикальные нагрузки на фундамент не действуют;
• Касательное — выталкивание фундамента происходит в результате трения расширяемой почвы и стенок основания. Такие нагрузки значительно меньше чем вертикальные, однако если здание легкое (каркасный либо деревянный дом) и его вес не может уравновесить выталкивающие силы, проблемы возможны и без активных вертикальных нагрузок.

 

Важно: деструктивное влияние пучения на фундамент усугубляется тем, что весной, когда содержащийся в почве лед оттаивает, грунт уменьшается в объеме и дом проседает, часто неравномерно, что приводит к  разрушению и деформации ответственных элементов здания. 

Виды фундаментов на пучинистых грунтах

В основе надежности фундамента малых и средних зданий в условиях пучинистых грунтов лежит их способность сохранять устойчивость под влиянием касательных сил пучения.

Если крупные массивные здания, построенные с заложением фундамента на глубине ниже сезонного промерзания грунта, противодействуют касательным силам своей массой, то, чтобы эти силы не разрушили здание небольшой величины и массы, применяют следующие типы фундаментов:

• Ленточный фундамент с заложением ниже глубины промерзания. В таком случае на подошву силы пучения действовать не будут, а для нейтрализации касательных сил трения, воздействующих на боковую поверхность фундамента, проводят ряд мероприятий, о которых – ниже.
• Мелкозаглубленный ленточный фундамент или монолитная плита – так называемые, плавающие фундаменты.
• Столбчатый фундамент.
• Свайный фундамент.

применение ленточного фундамента на пучинистых грунтах

В пучинистых грунтах использованию подлежат исключительно фундаментные ленты глубокого заложения монолитного типа. Сборные конструкции неприменимы ввиду того, что из-за неуравновешенной нагрузки касательные силы пучения могут оторвать верхний пояс фундаментных блоков от нижнего.

Важно: армирование фундамента в данном случае является обязательным — армокаркас обеспечивает пространственную жесткость ленты, что в случае воздействия на фундамент неравномерных деформаций защитит конструкцию от растрескивания.

Рис.: Варианты монтажа ленточного фундамента в пучинистом грунте

 

При строительстве легких зданий — домов из каркасных панелей либо дерева, низкий вес постройки не сможет уравновесить касательные силы пучения, даже если его опорная часть размещена ниже глубины промерзания почвы. В данном случае необходимо обустраивать ленту с уширенной подошвой, увеличенное сечение которой работает в грунте как анкер, препятствуя выталкиванию фундамента касательными нагрузками.

Применение монолитной плиты на пучинистых грунтах

Монолитный плитный фундамент классифицируется как незаглубленный. В условиях пучинистых грунтов он используется в двух случаях:

• Для возведения тяжелых каменных домов, вес которых дополнительно усиливает устойчивость плиты к изгибам и уравновешивает выталкивающие нагрузки;
• Для строительства небольших сооружений, обладающих низким весом, с которыми плита работает как «плавающая» конструкция.

Под понятием «плавающая» плита обозначается способность монолита, размещенного на поверхности грунта, опускаться и подниматься вместе с почвой. К такому фундаменту выдвигаются повышенные требования к устойчивости на изгиб (достигается за счет усиленного армирования и увеличения толщины), поскольку из-за неравномерного промерзания грунта (в центре дома почва всегда сохраняет плюсовую температуру) под фундаментом  образуется яма глубиной 10-20 см.

Рис.: Схема промерзания грунта под плитным фундаментом

Важно: на низкоплотных и просадочных грунтах строительство фундаментной плиты должно сопровождаться ее утеплением слоем ЭППС толщиной 10-15 см. и обустройством песчаной подсыпки толщиной 30-50 см. Такое решение обеспечивает равномерность промерзания грунта под периметром фундамент и, как следствие, отсутствие провала по центру плиты.

 

Мероприятия, противодействующие касательным силам пучения

Противодействовать касательным силам пучения при устройстве ленточного фундамента можно путем проведения ряда мероприятий:

• строительство не сборного, а монолитного железобетонного фундамента
• засыпка дна и пазух траншеи под фундамент песком: чем шире слой боковых пазух, тем меньше влияние касательных сил пучения
• значительное увеличение глубины заложения фундамента с целью увеличить общую массу строения до такой величины, которая будет превосходить силы пучения
• анкерное устройство фундаментов: расширение нижней части, на которое будут воздействовать реактивные, направленные вниз, силы пучения
• подсыпка крупного песка для повышения общего уровня площадки: тем самым уменьшается глубина промерзания грунта под зданием
• устройство дренажных траншей, что особенно актуально при высоком уровне грунтовых вод
• мероприятия по утеплению фундамента

Материалы для Вас:

1. Несущая способность свай
2. Сколько стоит фундамент для дома

 

 

Свайный фундамент на пучинистых грунтах

На наш взгляд свайный фундамент на пучинистых грунтах – наиболее целесообразный вариант устройства фундамента. Судите сами: перечисленные выше мероприятия, которые не всегда эффективны и весьма дорогостоящие, в случае со свайным фундаментом не нужны.

Общая площадь поверхности свай, на которую будут воздействовать касательные силы пучения, настолько мала, что ими можно пренебречь.

Глубина погружения железобетонных свай варьируется в пределах 5-12 метров (для возведения многоэтажных зданий могут применяться составные конструкции общей длиной до 24 метров), что значительно ниже уровня промерзания грунта в любой точке России.

Рис.: Схема фундамента из ЖБ свай

 

Фундамент на свайных опорах переносит нагрузку от веса постройки на пласт глубинного несжимаемого грунта. Это позволяет строить здания в условиях высокого уровня грунтовых вод, где из-за низкой плотности пропитанной влагой почвы ленточные фундаменты не обеспечивают требуемой надежности.

Важно: при обустройстве свайно-ростверковых фундаментов на пучинистых грунтах, обвязка свай всегда делается висячей — поднятой над уровнем почвы на 30-40 см. Укладывать ростверк непосредственно на грунт нельзя, поскольку при расширении почвы его может оторвать от свайных опор.

Фундамент на забивных сваях пригоден для строительства в пучинистых грунтах зданий любой этажности и веса — от легких каркасных сооружений до многоэтажных домов. На такой фундамент не работают воздействия вертикального пучения, а касательные силы не оказывают на железобетонные сваи серьезных нагрузок.

Таким образом, при относительной доступности по стоимости, свайный фундамент в условиях пучинистых грунтов гораздо надежнее, чем более дорогостоящие ленточные и плитные фундаменты.

Полезные материалы

Устройство свай

В данной публикации приведена информация о технологии обустройства фундаментов из буронабивных…

 

Технология устройства буронабивных свай

Буронабивные сваи имеют цилиндрическую форму, а их каркас стоит из подвергшихся армированию окружностей и продольной арматуры.

 

Фундамент глубокого заложения

СК «Установка Свай» занимается возведением фундаментов на сваях, являющихся одним из наиболее надежных видов оснований глубокого заложения.

 

Свяжитесь с нами и мы произведём работы

Наша компания в самые короткие сроки осуществит для вас погружение свай – надёжного основания для строительства фундамента на пучинистых грунтах. 

Обращайтесь, наши специалисты ответят на любые вопросы по проведению свайных работ и свайным фундаментам

1. Наши контактные данные
2. Видео наших работ

 

 
Наша компания занимается возведением свайных фундаментов — обращайтесь, поможем!

 

Неглубокий фундамент на ненасыщенном грунте

Идентификатор приложения: 90221

---

В этом примере анализ осадки и пучения мелкозаглубленного фундамента, опирающегося на ненасыщенный слой грунта, проводится с использованием моделей грунта Modified Cam-Clay и Extended Barcelona Basic. . Демонстрируется эффект порового всасывания из-за движений во фреатической линии и результирующая осадка и пучение глинистой толщи.

• Предлагаемые продукты
• Скачать файлы приложения

Этот пример модели иллюстрирует приложения этого типа, которые номинально создаются с использованием следующих продуктов:

Модуль геомеханики

однако для его полного определения и моделирования могут потребоваться дополнительные продукты. Кроме того, этот пример также может быть определен и смоделирован с использованием компонентов из следующих комбинаций продуктов:

• COMSOL Multiphysics ^® и
• Геомеханика Модуль и
• Строительная механика Модуль и
• Модуль подземных течений

Сочетание продуктов COMSOL ^® , необходимых для моделирования вашего приложения, зависит от нескольких факторов и может включать граничные условия, свойства материалов, физические интерфейсы и библиотеки деталей. Отдельные функции могут быть общими для нескольких продуктов. Чтобы определить правильную комбинацию продуктов для ваших нужд моделирования, просмотрите таблицу спецификаций и воспользуйтесь бесплатной оценочной лицензией. Команды продаж и поддержки COMSOL готовы ответить на любые ваши вопросы по этому поводу.

---

Почвенные условия — Домовладельцы — Сеть по ремонту фундаментов

Почвы, способные к усадке или набуханию, встречаются на всей территории Соединенных Штатов. Почвы с таким потенциалом усадки/набухания создают серьезные проблемы с эксплуатационными характеристиками зданий, построенных на этих почвах. По мере увеличения содержания воды в почве почва вспучивается и вздымается вверх. По мере того, как содержание воды в почве уменьшается, почва сжимается, а поверхность земли отступает и отрывается от фундамента. Эти проблемы особенно актуальны в домах с неглубоким фундаментом. Видеть Основы фонда.

Обычно дома не строят в районах с идеальной почвой. Застройщик выбирает землю по разным причинам, которые могут включать доступность, стоимость, близость к промышленным зонам и близость к школам. Основная причина выбора участка для разработки, Конечно, в том, что есть большой спрос со стороны людей, которые хотят купить дома в этом районе, и прибыль может быть получена от продажи домов.

Лучший способ узнать, является ли почва под вашим домом обширной, — обратиться к инженеру-геотехнику. Во многих жилищных комплексах будет подготовлен отчет о почвах, но это требование варьируется в зависимости от региона страны.

Инженер-геотехник пробурит почву на вашем участке и возьмет образцы, чтобы проверить эти образцы почвы на расширяемость. Эти образцы покажут, насколько экспансивна почва и на какой глубине. Инженер-геотехник предоставит письменный отчет о своих выводах.

Что такое «активная зона»?

От поверхности земли вниз находится глубина, на которой обширные почвы испытывают изменение условий влажности по мере изменения климата (или времени года). Это приводит к усадке или пучиниванию почвы. Эта зона имеет среднюю глубину 18 футов.

Неглубокий фундамент больше зависит от почвы и климата, чем глубокий фундамент (дополнительную информацию о мелкозаглубленных фундаментах см. в разделе Основы фундамента).

Типы почвы:

Вот обзор типов почвы:

Расширенные глинистые почвы

Расширенные глины будут набухать/вспучиваться при намокании и сжиматься/уплотняться при высыхании. Если система фундамента находится в активной зоне (мелкозаглубленный фундамент), фундамент будет перемещаться по мере изменения условий влажности в активной зоне.

Выбранная насыпь/суглинок

Выбранная насыпь обычно определяется как супесчаный грунт, мало меняющийся при колебаниях влажности. Правильно построенная строительная подушка с выбранным наполнителем/суглеземом будет поддерживать фундамент. Проблемы могут возникнуть, если произойдет эрозия, которая изменяет несущую способность почвы.

Песок

Песок не изменится при изменении влажности. Однако песок может разрушаться, если дренаж вокруг участка позволяет воде проникать под фундамент. Песок также может попасть в трещину, образовавшуюся в результате высыхания почвы, и вызвать дрейф фундамента (движение по горизонтали).

Горная порода

Горная порода может немного разрушаться и расширяться только в том случае, если она представляет собой сланец низкой плотности. В некоторых условиях склона трещины/разломы в породе могут привести к скольжению и обрушению, если они не будут должным образом закреплены анкерными анкерами.

Когда конструкция поддерживается различными почвенными условиями, дом может перемещаться по-разному. Например, если одна половина фундамента опирается на экспансивную глину, а другая половина опирается на выбранную насыпь и/или скалу, количество сезонных перемещений будет варьироваться от одной половины на другую половину. Если система фундамента спроектирована неправильно, дифференциальное движение может привести к повреждению фундамента и конструкции.

Много раз строительные подушки будут вырезаны и/или засыпаны, чтобы несущий грунт был одного типа.

Прочие ресурсы

Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США, ранее называвшаяся Службой охраны почв, уже 100 лет публикует исследования почв. Исследование почвы содержит карты и описание каждой основной почвы в районе исследования.

Сервисные центры Министерства сельского хозяйства США спроектированы как единое место, где клиенты могут получить доступ к услугам, предоставляемым Агентством сельскохозяйственных услуг, Службой охраны природных ресурсов и агентствами по развитию сельских районов. На этом веб-сайте будет указан адрес службы USDA. Центр и другие офисы Агентства в вашем регионе, а также информацию о том, как с ними связаться.

Вы можете найти ближайший к вам центр, нажав здесь:

http://offices. usda.gov/scripts/ndISAPI.dll/oip_public/USA_map

Строите дом? Вы можете ожидать, что что-то пойдет не так, но вы ожидаете, что ваш строитель построит ваш дом на твердом основании, верно? Не будь так уверен.

Прочтите этот отрывок из книги Терренса Ноланда «Десять вещей, о которых вам не расскажет ваш домостроитель»:

Рост населения и разрастание городов означают, что во многих районах осталось не так много земли под жилую застройку. «То, что осталось, не очень хорошо», — говорит Дэниел Г. Ноулер, старший менеджер по взаимодействию в компании Navigant Consulting, специализирующейся на спорах в сфере строительства. Многие дома строятся на обширной почве — земле, которая набухает во время дождя — без надлежащих мер безопасности. В середине 1994 года, вскоре после того, как Джон Даффи и его семья переехали в свой дом стоимостью 234 000 долларов в Хайлендс-Ранч, штат Колорадо, в стенах начали появляться длинные трещины, а крыльцо начало отдаляться от дома. После того, как Даффи выпросил у своего строителя отчет о состоянии почвы, Даффи узнал, что его участок был горячей точкой для потенциальной зыби.