Фундамент грунта замена грунта – Замещение грунтов. Замена слабого грунта

Содержание

Замещение грунтов. Замена слабого грунта

Перед началом возведения фундамента дома в обязательном порядке должна быть проведена такая операция, как проверка несущей способности грунта. Исследования проводятся в специальной лаборатории. В том случае, если выявлено существование риска обрушения здания при его строительстве на данном конкретном месте, могут быть выполнены мероприятия, направленные на усиление или замещение грунтов.

Классификация

Все грунты подразделяются на несколько основных типов:

  • Скальные. Представляют собой цельный скальный массив. Не впитывают влагу, не проседают и считаются непучинистыми. Фундамент на таких основаниях практически не заглубляется. К скалистым относят также крупнообломочные грунты, состоящие из больших обломков горных пород. В том случае, если камни смешаны с глинистой почвой, грунт считается слабопучинистым, если с песчаной – непучинистым.
  • Насыпные. Грунты с нарушенной естественной структурой наслоений. Проще говоря, насыпанные искусственно. Здания на подобном основании строить можно, но предварительно следует выполнить такую процедуру, как уплотнение грунта.
  • Глинистые. Состоят из очень мелких частиц (не более 0.01 мм), очень хорошо впитывают воду и считаются пучинистыми. Проседают дома на таких грунтах гораздо сильнее, чем на скалистых и песчаных. Все глинистые грунты классифицируются на суглинки, супеси и глины. К ним относятся в том числе и лессы.
  • Песчаные. Состоят из крупных частиц песка (до 5 мм). Сжимаются такие грунты очень слабо, но быстро. Поэтому дома, построенные на них, осаживаются на небольшую глубину. Классифицируются песчаные грунты по размеру частиц. Лучшими основаниями считаются гравелистые пески (частицы от 0.25 до 5 мм).
  • Плывуны. Пылеватые грунты, насыщенные водой. Чаще всего встречаются в заболоченных местностях. Для строительства зданий считаются непригодными.

Такая классификация по видам выполняется согласно ГОСТ. Грунты исследуют в лабораторных условиях с определением физических и механических характеристик. Данные изыскания являются основой при расчете мощности фундаментов под здания. Согласно ГОСТ 25100-95, все грунты делятся на скальные и нескальные, просадочные и непросадочные, засоленные и незасоленные.

Основные физические характеристики

При проведении лабораторных исследований определяются такие параметры грунтов:

  • Влажность.
  • Пористость.
  • Пластичность.
  • Плотность.
  • Плотность частиц.
  • Модуль деформации.
  • Сопротивление сдвигу.
  • Угол трения частиц.

Зная плотность частиц, можно определить и такой показатель, как удельный вес грунта. Вычисляется он, прежде всего, для определения минералогического состава земли. Дело в том, что чем больше органических частиц в грунте, тем ниже его несущая способность.

Какие грунты могут быть отнесены к слабым

Порядок проведения лабораторных испытаний также определяется ГОСТ. Грунты исследуются с использованием специального оборудования. Работу при этом проводят только обученные специалисты.

Если в результате испытаний выявлено, что механические и физические характеристики грунта не позволяют строить на нем сооружения и здания без риска их обрушения или нарушения целостности конструкции, грунт признается слабым. К таковым по большей части относят плывуны и насыпной грунт. Слабыми чаще всего также признаются рыхлые песчаные, торфянистые и глинистые с большим процентом содержания органических остатков грунты.

Если грунт на участке слабый, строительство обычно переносят на другое место с более удачным основанием. Но иногда сделать это не представляется возможным. К примеру, на небольшом частном участке. В этом случае может быть принято решение о возведении свайного фундамента с глубиной заложения до плотных слоев. Но иногда более целесообразной представляется процедура замены или укрепления грунта. Обе эти операции достаточно накладны в плане как финансовых, так и временных затрат.

Замещение грунтов: принцип

Процесс может быть произведен двумя способами. Выбор метода зависит от глубины залегания плотных слоев. Если она невелика, слабый грунт с недостаточной несущей способностью просто удаляется. Далее на плотное основание нижележащего слоя насыпается плохо сжимаемая подушка из смеси песка, щебня, гравия и других подобных материалов. Данный способ может быть использован только в том случае, если толщина слоя слабого грунта на участке не превышает двух метров.

Иногда случается так, что плотный грунт расположен очень глубоко. В этом случае подушка может быть уложена и на слабый. Однако при этом следует выполнить точные расчеты ее размеров в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Чем она шире, тем меньшей из-за распределения давления будет нагрузка на слабый грунт. Применяться такие подушки могут при устройстве фундаментов всех типов.

При использовании такого искусственного основания возникает риск раздавливания подушки весом здания. В этом случае она просто начнет выпирать в толщу слабого грунта со всех сторон. Сам же дом просядет, причем неравномерно, что может привести к разрушению его конструктивных элементов. Для того чтобы этого избежать, по периметру подушки устанавливаются шпунтовые ограждения. Помимо всего прочего, они предотвращают переувлажнение песчано-гравийной смеси.

Можно ли менять грунт на участке самостоятельно

Замещение грунтов под фундамент должно выполняться только с предварительным проведением соответствующих исследований и расчетов. Сделать подобную работу самостоятельно, конечно, не получится. Поэтому, скорее всего, придется приглашать специалистов. Однако при возведении не слишком дорогих построек, к примеру, хозяйственных, данную операцию можно произвести и «на глазок». Хотя рисковать мы все же не советовали бы, но для общего развития давайте разберемся в указанной процедуре поподробнее. Итак, этапы проведения работ в этом случае таковы:

  • Производится выемка грунта до плотного основания.
  • В траншею до уровня подошвы будущего фундамента засыпается песок средней крупности. Засыпка производится слоями небольшой толщины с трамбовкой каждого. Перед уплотнением песок должен быть смочен водой. Трамбовку нужно проводить как можно тщательнее. В самом песке не должно быть никаких включений, в особенности крупных. Иногда вместо него используются грунтобетонные смеси и шлаки.

В том случае, если под фундамент использовано искусственное основание, стоит также устроить вокруг дома дренажную систему. Это позволит немного повысить плотность окружающего подушку грунта и предотвратить ее выдавливание в стороны.

Работы по созданию дренажной системы

Далее рассмотрим, как можно устроить дренажную систему на участке. Стенки фундамента для надежности лучше всего гидроизолировать. Итак, особенности процесса:

  • В метре от здания выкапывают ров. Выемка грунта при этом выполняется ниже глубины заложения фундамента. Ширина – не меньше 30 см. Уклон дна траншеи должен составлять не менее 1 см на 1 м длины.
  • Дно траншеи утрамбовывают и засыпают пятисантиметровым слоем песка.
  • На песке расстилают геотекстиль с закреплением краев на стеках рва.
  • Насыпают десятисантиметровый слой гравия.
  • Укладывают перфорированную дренажную трубу.
  • Засыпают ее гравием слоем в 10 см.
  • Накрывают «пирог» концами геотекстиля и сшивают их.
  • Засыпают все грунтом, оставив по углам здания смотровые колодцы.
  • На конце трубы устраивают колодец-приемник. Отвести слив нужно хотя бы на пять метров от стены здания.
  • На дно колодца насыпают гравий и устанавливают туда пластиковую емкость с просверленными в дне отверстиями.
  • Выводят трубу в емкость.
  • Сверху колодец накрывают досками и присыпают землей.

Разумеется, на само здание следует смонтировать водосточную систему.

Как производится усиление грунта

Поскольку замещение грунтов – операция довольно трудоемкая и затратная, часто она заменяется процедурой усиления основания под фундамент. При этом может быть применено несколько разных способов. Одним из самых распространенных является трамбовка грунта, которая может быть поверхностной или глубинной. В первом случае используется трамбовка в виде конуса. Ее поднимают над землей и сбрасывают вниз с определенной высоты. Этот способ используется обычно для подготовки под строительство насыпных грунтов.

Глубинное уплотнение грунта выполняется с помощью специальных свай. Их забивают в землю и вытаскивают. Получившиеся же ямы засыпают сухим песком или заливают грунтобетоном.

Термический способ

Выбор варианта усиления грунта зависит, прежде всего, от его состава, порядок определения которого регулируется ГОСТ. Грунты, классификация которых была представлена выше, обычно требуют усиления только в том случае, если относятся к нескальной группе.

Одним из самых распространенных методов усиления является термический. Используется он для лессовых грунтов и позволяет выполнить укрепление на глубину примерно в 15 м. В этом случае в землю через трубы нагнетается очень горячий воздух (600-800 градусов по Цельсию). Иногда термическая обработка грунта производится и по-другому. В землю вкапываются скважины. Затем в них под давлением сжигаются горючие продукты. Предварительно скважины герметично закрываются. После такой обработки обожженный грунт приобретает свойства керамического тела и теряет способность набирать воду и разбухать.

Цементация

Песчаный грунт (фото этой разновидности представлено ниже) укрепляется несколько другим способом – цементацией. В этом случае в него забиваются трубы, через которые накачиваются цементно-глиняные растворы или цементные суспензии. Иногда этот способ применяется для заделки трещин и полостей в скальных грунтах.

Силикатизация грунтов

На плывунах, пылеватых песчаных и макропористых грунтах чаще используется способ силикатизации. Для усиления при этом в трубы нагнетается раствор жидкого стекла и хлористого калия. Инъекцию можно делать на глубину более 20 м. Радиус распространения жидкого стекла зачастую достигает одного квадратного метра. Это наиболее эффективный, но и самый дорогой способ усиления. Небольшой удельный вес грунта, как уже упоминалось, говорит о содержании в нем органических частиц. Такой состав в отдельных случаях также может быть усилен силикатизацией.

Сравнение стоимости замены и усиления грунта

Разумеется, операция усиления обойдется дешевле полного замещения грунта. Для сравнения давайте сначала подсчитаем, сколько будет стоить создание искусственного гравиевого грунта на 1 м3. Выбрать землю с одного кубического метра площади обойдется примерно в 7 у.е. Стоимость щебня составляет 10 у.е. за 1 м3. Таким образом, замена слабого грунта обойдется в 7 у.е. за выемку плюс 7 у.е. за перемещение гравия, плюс 10 у.е. за сам гравий. Итого 24 у.е. Усиление грунта обходится в 10-12 у.е., что в два раза дешевле.

Из всего этого можно сделать простой вывод. В том случае, если грунт на участке слабый, следует выбрать для строительства дома другое место. При отсутствии такой возможности нужно рассмотреть вариант возведения здания на сваях. Усиление и замена грунта выполняются только в крайнем случае. При определении необходимости проведения подобной процедуры следует руководствоваться СНиП и ГОСТ. Грунты, классификация которых также определена нормативами, усиливаются подходящими к их конкретному составу методами.

fb.ru

Замена грунтов в основании фундаментов

Фундаменты — основа инженерных сооружений, обеспечивающие их прочность, устойчивость и долговечность. Важно чтобы, грунты в основании, обладали нужной прочностью и малой сжимаемостью. Для определения грунтовых характеристик и условий заложения фундамента в обязательном порядке проводится комплекс инженерно-геологических и гидрологических изысканий.

Особое значение имеют:

  • вид грунтов основания;
  • расположение и мощность слоёв;
  • величина глубины сезонного промерзания;
  • уровень нахождения грунтовых вод.

Одним из эффективных методов устройства основания с требуемыми характеристиками является замена ненадёжных грунтов.

Пучинистые или набухающие породы

Пучинистые основания характеризуются свойством увеличиваться в объёме при промерзании, что приводит к подъёму грунтовой поверхности и возникновении морозного пучения. Последующее оттаивание приводит к обратному эффекту – осадки грунтов. Результат – появление и развитие трещин в конструктиве фундамента и стенах здания, наклон сооружение и даже его разрушение.

Пучинистые виды пород — мелкие и пылеватые пески, суглинки, глины (с высокой влажностью к моменту промерзания).

Возведение фундаментов на таких грунтах представляет опасность, поэтому выполняется замена пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (крупно или среднезернистый песок, гравий, щебень).

Непучинистыми считаются грунты при их степени пучинистости ≤ 0,01, то есть при промерзании на глубину 100 см, увеличение их размеров происходит ≤ 1 см.

Заменять почву на всей глубине промерзания не всегда целесообразно, потому что из практики известно, что замерзание в нижней трети слоя незначительно и практически не приводит к пучению. Поэтому достаточно заменять только две верхние трети слоёв.

Но, правильное заключение в каждом конкретном случае может дать только квалифицированный специалист.

Если дом зимой отапливается, то достаточно, одновременно с заменой грунтов основания, засыпать дренирующим грунтом и пазухи. Это позволит надёжно защитить конструкции фундамента от боковых грунтовых воздействий. Если отопление не планируется, то засыпка выполняется снаружи и внутри.

Недопустимо устройство подушки из песка, если в пределах её высоты:

  • имеется переменный уровень грунтовой воды. Подушка работает как дренаж, превращаясь в вид обычного пучинистого грунта;
  • имеются грунтовые напорные воды, а фундаментная подошва выполнена на глубине выше сезонного промерзания. Под воздействием водного напора может произойти пучение песка.

Торфяные виды грунтов

Замена торфа экономична при наличии двух условий:

  • его толщина не превышает 2-х м;
  • под торфом имеется слой достаточно прочных пород.

В противном случае стоит подумать о необходимости строительства в этом районе или перейти к сооружению свайного или плитного фундамента.

Скальные породы

Прочная скальная порода обладает отличной несущей способностью, неподверженностью морозному пучению и невосприимчивостью временного обводнения. Замена скального грунта под фундаментом необходима только при наличии верхних трещиноватых слоёв. После их разборки, поверх укладывается бетон.

stroikadialog.ru

Замена слабых грунтов

В ряде случаев экономически целесообразно взамен заглубления фундамента сквозь небольшую толщу слабых (иловатых, заторфованных, насыпных и т. п.) грунтов или же укрепления слабых грунтов, расположенных под фундаментом, удалить эти грунты и на их место уложить подушку из песка, гравия, камня, цементно-грунтовой, известково-грунтовой смеси или другого малосжимаемого материала.


Рис. 5.3. Схема устройства подушки
слева — при малой толщине слоя слабого грунта; справа — при большой толщине слоя слабого грунта; 1 — фундамент; 2 — подушка из малосжимаемого материала; 3 — пласт прочного грунта; 4 — слабый грунт

При толщине слоя слабого грунта 1,5—2 м целесообразно уложить подушку непосредственно на подстилающий пласт более прочного грунта (слева на рис. 5.3). Если слабый грунт распространяется на значительную глубину, размеры подушки назначают из условия уменьшения под ней давления до величины, не превышающей расчетного сопротивления этого грунта. При этом толщину подушки и ее ширину понизу принимают исходя из распределения давления под углом а к вертикали от 20 до 40°. Величина угла а зависит от физико-механических свойств материала подушки.

Применять подушки целесообразно под одиночные и ленточные фундаменты с шириной подошвы 1 —1,5 м в глинистых, суглинистых и песчаных грунтах с расчетным сопротивлением 0,10—0,15 МПа выше уровня подземных вод. Для устройства подушки используют материал с расчетным сопротивлением под подошвой фундамента 0,20—0,25 МПа. В песчаных и супесчаных грунтах для устройства подушек используют несвязные грунты. В суглинистых и глинистых грунтах во избежание скапливания воды в котловане подушки делают из трамбованных связных грунтов или же используют для их устройства смесь грунтов с цементом или с известью.

Для устранения возможности бокового расширения грунта под фундаментом, предотвращения выпирания слабого грунта, а также предохранения основания от подмыва применяют шпунтовые ограждения, которые в отдельных случаях оставляют в грунте на весь период эксплуатации сооружения. Шпунтовые ограждения могут быть использованы также при устройстве грунтовых подушек для сокращения объемов работ по удалению слабого грунта из котлована и отсыпке подушки.

В зависимости от конструкции ограждения, глубины забивки шпунта в грунт ниже подошвы фундамента, а также физико-механических свойств грунтов основания его несущая способность в результате использования шпунтового ограждения может быть повышена до 2 раз, а осадки основания уменьшены в 2—3 раза. Наилучшей конструкцией ограждения, воспринимающей силы распора грунта основания, является круглое в плане ограждение из плоского стального шпунта.
4. В каких случаях применяют замену слабых грунтов?

5. Какова роль шпунтовых ограждений при укреплении грунтов?

6. Что такое цементация, битумизация, силикатизация, смолизация грунтов?

www.stroitelstvo-new.ru

Фундамент с заменой грунта в индивидуальном жилом строительстве

Наиболее трудоемким и ответственным этапом стройки является возведение фундамента.


Интересные статьи:

Фундамент для дома из бруса и процесс его возведения

Обустройство фундамента для дома из бруса

Зачем утеплять фундамент

Опалубка ленточного фундамента

Делаем фундамент сами


 

Полезная информация:

Если возникла необходимость вывезти ненужный грунт, скопившийся на стройплощадке, можно попытаться убрать его самостоятельно. Для этого потребуется специализированная техника, управляемая квалифицированными водителем и оператором, и целый пакет документов. Гораздо проще и дешевле обратиться в компанию, занимающуюся вывозом грунта в Москве, например, ТК "Доставка песка". Профессионалы быстро справятся с работой, вне зависимости от ее сложности и объема.


 

Слабые и пучинистые грунты

 

Большая доля усилий проектировщиков и строителей направлена на предотвращение последующего разрушения конструкции фундамента вследствие, так называемого, морозного пучения. При замерзании прилегающего к фундаменту грунта, развиваются суммарные нагрузки в сотни тонн, способные повредить и самое прочное железобетонное основание. По оценкам ученых, более половины фундаментов в центральном регионе нашей страны имеют те или иные повреждения. А ведь стоимость «нулевых работ» составляет порой от 30 до 50% всех затрат на строительство.

Другой проблемой, ставящей под угрозу безопасность последующей эксплуатации здания, может явиться слабый или насыпной грунт. Дело в том, что в границы строительного участка часто попадают фундаменты снесенных построек, свежезасыпанные погреба и подвалы, обводненные или торфяные участки. Бывает, что предыдущий владелец проводил ландшафтные работы. Трудно предсказать, как в процессе эксплуатации будет меняться несущая способность таких грунтов, есть опасность неравномерной усадки, их неуплотненная масса может прийти в движение.

 

Скальные породы и керамика

 

Одним из относительно дешевых и простых способов устранения описанных проблем может стать замена пучинистых и поврежденных грунтов скальными породами или керамикой.

Понятно, что монолитная скала, а также валуны, камень, известняк имеют превосходную несущую способность, не подвержены морозному пучению, слабо реагируют на временное обводнение. Опыт замены глин, торфа или рыхлой недавней засыпки таким материалом вполне положителен. В качестве засыпки под фундамент применяют крупный и мелкий щебень, песок, битый кирпич, речной валун или их смесь в произвольной пропорции. Засыпку не обязательно проводить на всю глубину промерзания и на всю площадь застройки. Иногда достаточно просто отделить толстым слоем перечисленных материалов внутренние и внешние стенки фундамента от местных грунтов, заменить рыхлый грунт на подозрительных участках.

Для предотвращения возможного проникновения подвижных мягких грунтов в скальную засыпку применяют, так называемые, шпунтовые ограждения.

 

Замена грунта

 

Размышляя о преимуществах того или иного вида основания, нужно иметь ввиду следующее. При заливке классического бетонного фундамента на глубину ниже отметки промерзания редко обходится без нарушений технологии. Часто бетон льют прямо в земляную траншею без применения опалубки или совсем не герметизируют ее швы и стыки; неправильно рассчитывают и конструируют армировочный каркас. Для упрощения работ применяют слишком жидкий бетон, не уплотняют его глубинным вибратором, не выдерживают необходимые температуру, влажность и сроки затвердевания, забывают о таких эффективных способах противостояния морозному пучению, как обратная засыпка, Т-образная форма основания. Зачастую вся «технология» сводится к забрасыванию полунаполненной неким бетоноподобным раствором траншеи «бутом» и «железками». Как ни странно, дом на таком фундаменте не разваливается. Дело в том, что вышеприведенная технология, скорее всего, и не приводит к созданию монолитного железобетонного основания. Все здание опирается на относительно рыхлую цементно-песчаную смесь. Это и есть все та же самая замена грунта. В таком случае наполнитель можно было сыпать вообще без цемента и арматуры.

Известно, что под обыкновенный бревенчатый дом вообще не требуется расчет сил пучения. В старину в качестве фундамента устанавливали, в лучшем случае, несколько валунов или слегка закопанных пней. Фундамент с заменой грунта может стать таким же эффективным и недорогим решением.

  • < Назад
  • Вперёд >

zembr.ru

Как сделать фундамент на пучинистых грунтах: видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности устройства, проектирование, виды - ленточный, незаглубленный, утепление свайного, цена, фото

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

Мы разберем суть процесса и предложим несколько решений описанной проблемы.

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.

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.

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.

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.

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).

  • 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.

  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.

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!

ofundamentah.com

Замещение грунтов. Замена слабого грунта

До возведения фундамента дома в неотклонимом порядке должна быть проведена такая операция, как проверка несущей возможности грунта. Исследования проводятся в специальной лаборатории. В этом случае, если выявлено существование риска обрушения строения при его строительстве на данном определенном месте, могут быть выполнены мероприятия, направленные на усиление либо замещение грунтов.

Систематизация

Все грунты разделяются на несколько главных типов:

  • Скальные. Представляют собой цельный скальный массив. Не впитывают воду, не проседают и числятся непучинистыми. Фундамент на таких основаниях фактически не заглубляется. К скалистым относят также крупнообломочные грунты, состоящие из огромных обломков горных пород. В этом случае, если камешки смешаны с глинистой почвой, грунт считается слабопучинистым, если с песочной – непучинистым.
  • Насыпные. Грунты с нарушенной естественной структурой напластований. Проще говоря, насыпанные искусственно. Строения на схожем основании строить можно, но за ранее следует выполнить такую функцию, как уплотнение грунта.
  • Глинистые. Состоят из очень маленьких частиц (менее 0.01 мм), прекрасно впитывают воду и числятся пучинистыми. Проседают дома на таких грунтах еще посильнее, чем на скалистых и песочных. Все глинистые грунты классифицируются на суглинки, супеси и глины. К ним относятся в том числе и лессы.
  • Песочные. Состоят из больших частиц песка (до 5 мм). Сжимаются такие грунты очень слабо, но стремительно. Потому дома, построенные на их, осаживаются на маленькую глубину. Классифицируются песочные грунты по размеру частиц. Наилучшими основаниями числятся гравелистые пески (частички от 0.25 до 5 мм).
  • Плывуны. Пылеватые грунты, насыщенные водой. В большинстве случаев встречаются в заболоченных местностях. Для строительства построек числятся неприменимыми.

Такая систематизация по видам производится согласно ГОСТ. Грунты изучат в лабораторных критериях с определением физических и механических черт. Данные изыскания являются основой при расчете мощности фундаментов под строения. Согласно ГОСТ 25100-95, все грунты делятся на скальные и нескальные, просадочные и непросадочные, засоленные и незасоленные.

Главные физические свойства

При проведении лабораторных исследовательских работ определяются такие характеристики грунтов:

  • Влажность.
  • Пористость.
  • Пластичность.
  • Плотность.
  • Плотность частиц.
  • Модуль деформации.
  • Сопротивление сдвигу.
  • Угол трения частиц.

Зная плотность частиц, можно найти и таковой показатель, как удельный вес грунта. Рассчитывается он, сначала, для определения минералогического состава земли. Дело в том, что чем больше органических частиц в грунте, тем ниже его несущая способность.

Какие грунты могут быть отнесены к слабеньким

Порядок проведения лабораторных испытаний также определяется ГОСТ. Грунты исследуются с внедрением специального оборудования. Работу при всем этом проводят только обученные спецы.

Если в итоге испытаний выявлено, что механические и физические свойства грунта не позволяют строить на нем сооружения и строения без риска их обрушения либо нарушения целостности конструкции, грунт признается слабеньким. К таким по большей части относят плывуны и насыпной грунт. Слабенькими в большинстве случаев также признаются рыхловатые песочные, торфянистые и глинистые с огромным процентом содержания органических остатков грунты.

Если грунт на участке слабенький, строительство обычно переносят на другое место с более удачным основанием. Но время от времени сделать это не представляется вероятным. Например, на маленьком личном участке. В данном случае может быть принято решение о строительстве свайного фундамента с глубиной заложения до плотных слоев. Но время от времени более целесообразной представляется процедура подмены либо укрепления грунта. Обе эти операции довольно затратны в плане как денежных, так и временных издержек.

Замещение грунтов: принцип

Процесс может быть произведен 2-мя методами. Выбор способа находится в зависимости от глубины залегания плотных слоев. Если она невелика, слабенький грунт с недостаточной несущей способностью просто удаляется. Дальше на плотное основание нижележащего слоя насыпается плохо сжимаемая подушка из консистенции песка, щебня, гравия и других схожих материалов. Данный метод может быть применен исключительно в том случае, если толщина слоя слабенького грунта на участке не превосходит 2-ух метров.

Время от времени бывает так, что плотный грунт размещен очень глубоко. В данном случае подушка может быть уложена и на слабенький. Но при всем этом следует выполнить четкие расчеты ее размеров в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Чем она обширнее, тем наименьшей из-за рассредотачивания давления будет нагрузка на слабенький грунт. Применяться такие подушки могут при устройстве фундаментов всех типов.

При использовании такового искусственного основания появляется риск раздавливания подушки весом строения. В данном случае она просто начнет выпирать в толщу слабенького грунта со всех боков. Сам же дом просядет, при этом неравномерно, что может привести к разрушению его конструктивных частей. Для того чтоб этого избежать, по периметру подушки инсталлируются шпунтовые огораживания. Кроме всего остального, они предупреждают переувлажнение песчано-гравийной консистенции.

Можно ли поменять грунт на участке без помощи других

Замещение грунтов под фундамент должно производиться только с подготовительным проведением соответственных исследовательских работ и расчетов. Сделать схожую работу без помощи других, естественно, не получится. Потому, вероятнее всего, придется приглашать профессионалов. Но при строительстве не очень дорогих зданий, например, хозяйственных, данную операцию можно произвести и «приблизительно». Хотя рисковать мы все таки не рекомендовали бы, но для общего развития давайте разберемся в обозначенной процедуре поподробнее. Итак, этапы проведения работ в данном случае таковы:

  • Делается выемка грунта до плотного основания.
  • В траншею до уровня подошвы грядущего фундамента засыпается песок средней крупности. Засыпка делается слоями маленькой толщины с трамбовкой каждого. Перед уплотнением песок должен быть смочен водой. Трамбовку необходимо проводить как можно тщательнее. В самом песке не должно быть никаких включений, в особенности больших. Время от времени заместо него употребляются грунтобетонные консистенции и шлаки.

В этом случае, если под фундамент применено искусственное основание, стоит также устроить вокруг дома дренажную систему. Это позволит мало повысить плотность окружающего подушку грунта и предупредить ее выдавливание в стороны.

Работы по созданию дренажной системы

Дальше разглядим, как можно устроить дренажную систему на участке. Стены фундамента для надежности идеальнее всего гидроизолировать. Итак, особенности процесса:

  • В метре от строения выкапывают ров. Выемка грунта при всем этом производится ниже глубины заложения фундамента. Ширина – не меньше 30 см. Уклон дна траншеи должен составлять более 1 см на 1 м длины.
  • Дно траншеи утрамбовывают и засыпают пятисантиметровым слоем песка.
  • На песке расстилают геотекстиль с закреплением краев на стеках рва.
  • Насыпают десятисантиметровый слой гравия.
  • Укладывают перфорированную дренажную трубу.
  • Засыпают ее гравием слоем в 10 см.
  • Накрывают «пирог» концами геотекстиля и сшивают их.
  • Засыпают все грунтом, оставив по углам строения смотровые колодцы.
  • На конце трубы устраивают колодец-приемник. Отвести слив необходимо хотя бы на 5 метров от стенки строения.
  • На дно колодца насыпают гравий и устанавливают туда пластиковую емкость с просверленными в деньке отверстиями.
  • Выводят трубу в емкость.
  • Сверху колодец накрывают досками и присыпают землей.

Очевидно, на само здание следует смонтировать водосточную систему.

Как делается усиление грунта

Так как замещение грунтов – операция достаточно трудозатратная и накладная, нередко она заменяется процедурой усиления основания под фундамент. При всем этом может быть использовано несколько различных методов. Одним из часто встречающихся является трамбовка грунта, которая может быть поверхностной либо глубинной. В первом случае употребляется трамбовка в виде конуса. Ее поднимают над землей и сбрасывают вниз с определенной высоты. Этот метод употребляется обычно для подготовки под строительство насыпных грунтов.

Глубинное уплотнение грунта производится при помощи особых свай. Их забивают в землю и вытаскивают. Получившиеся же ямы засыпают сухим песком либо заливают грунтобетоном.

Тепловой метод

Выбор варианта усиления грунта зависит, сначала, от его состава, порядок определения которого регулируется ГОСТ. Грунты, систематизация которых была представлена выше, обычно требуют усиления исключительно в том случае, если относятся к нескальной группе.

Одним из часто встречающихся способов усиления является тепловой. Употребляется он для лессовых грунтов и позволяет выполнить укрепление на глубину приблизительно в 15 м. В данном случае в землю через трубы нагнетается очень жаркий воздух (600-800 градусов по Цельсию). Время от времени термообработка грунта делается и по-другому. В землю вкапываются скважины. Потом в их под давлением сжигаются горючие продукты. За ранее скважины герметично запираются. После таковой обработки обожженный грунт приобретает характеристики глиняного тела и теряет способность набирать воду и разбухать.

Цементация

Песочный грунт (фото этой разновидности представлено ниже) укрепляется несколько другим методом – цементацией. В данном случае в него забиваются трубы, через которые накачиваются цементно-глиняные смеси либо цементные суспензии. Время от времени этот метод применяется для заделки трещинок и полостей в скальных грунтах.

Силикатизация грунтов

На плывунах, пылеватых песочных и макропористых грунтах почаще употребляется метод силикатизации. Для усиления при всем этом в трубы нагнетается раствор водянистого стекла и хлористого калия. Инъекцию можно делать на глубину более 20 м. Радиус распространения водянистого стекла часто добивается 1-го квадратного метра. Это более действенный, да и самый дорогой метод усиления. Маленький удельный вес грунта, как уже упоминалось, гласит о содержании в нем органических частиц. Таковой состав в отдельных случаях также может быть усилен силикатизацией.

Сопоставление цены подмены и усиления грунта

Очевидно, операция усиления обойдется дешевле полного замещения грунта. Для сопоставления давайте поначалу подсчитаем, сколько будет стоить создание искусственного гравиевого грунта на 1 м3. Избрать землю с 1-го кубического метра площади обойдется приблизительно в 7 у.е. Цена щебня составляет 10 у.е. за 1 м3. Таким макаром, подмена слабенького грунта обойдется в 7 у.е. за выемку плюс 7 у.е. за перемещение гравия, плюс 10 у.е. за сам гравий. Итого 24 у.е. Усиление грунта обходится в 10-12 у.е., что вдвое дешевле.

Из всего этого можно сделать обычный вывод. В этом случае, если грунт на участке слабенький, следует избрать для строительства дома другое место. При отсутствии таковой способности необходимо разглядеть вариант возведения строения на сваях. Усиление и подмена грунта производятся исключительно в последнем случае. При определении необходимости проведения схожей процедуры следует управляться СНиП и ГОСТ. Грунты, систематизация которых также определена нормативами, усиливаются подходящими к их определенному составу способами.

tipsboard.ru

Как правильно заложить фундамент на пучинистом грунте?

При возведении фундамента на пучинистом грунте, необходимо учитывать постоянные и временные воздействия на почву. В зимний период почва влияет на грунт с удвоенной силой, а связано это с пучением. Современные технологии позволяют обойти пучение, и возвести надёжное основание.

Пучинистый грунт, его свойства и особенности

Пучение грунта — это увеличение объема почвы при переходе из  талого состояния в мерзлое и резкое уменьшение объема при таянии мерзлой почвы. Пучение зависит от состава грунта, уровня грунтовых вод и пористости почвы. При замерзании вода в почве увеличивается на 10-14 %, грунт пучинится и может поднять здание.

К пучинистым грунтам относят мелкие и пылеватые пески, все виды мягкопластичных почв (супеси, суглинки). Уровень грунтовых вод  открыто влияет на пучинистость почвы. Если вода находится ближе к поверхности, то воздействие пучинистых сил на строение в 2-3 раза сильнее. Чем мельче структура почвы, тем быстрее грунт станет влажным.

Фундамент, заложенный на уровне промерзания грунта, может сильно пострадать. Даже при значительном весе постройки, она может подняться при пучении почвы. В момент оттаивания почвы грунт опускается, и конструкция неравномерно проседает. Стены начинают перекашиваться, а через 5-7 лет основа фундамента придет в полное несоответствие строительным нормам.

Способы борьбы с пучением грунта

  1. Замена пучинистого грунта. Данный способ самый эффективный. При заложении фундамента грунт на глубину 50-70 см убирается, а на его место засыпают щебень и песчаную подушку.
  2. Удаление влаги с почвы. Для ограждения грунта от обильных осадков по всему периметру фундамента конструируют отмостку. Ширина отмостки должна быть шире обратной засыпки, чтобы вода не проникала под фундамент.
  3. Утепление грунта. Для борьбы с пучением можно утеплить грунт возле фундамента. Если грунт промерзает на 1,5 метра, то и утепляют полосой шириной 1,5 метра вокруг периметра дома.

При возведении фундамента на пучинистой почве учитывайте изменение грунтовых вод в разные сезоны. В различных регионах вода поднимается на разную высоту.

Варианты заложения фундамента на пучинистом грунте

При выборе фундамента необходимо учитывать силы воздействия грунта, рассчитать массу здания, чтобы фундамент не треснул.

  1. Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых почвах используют редко. Глубина закладки такого фундамента не должна быть выше 1,5 метра, иначе силы пучения будут напрямую действовать на основу. Данный тип фундамента закладывают под тяжёлыми каменными и кирпичными домами. Если строение предполагает  использование бетонных  блоков и дерева, то заглубленный ленточный фундамент на пучинистой почве может повести себя непредсказуемо, например, поднятие здания и перекашивание стен.
  2. Мелкозаглубленный ленточный фундамент широко применяется на пучинистых почвах, так как закладывается выше глубины промерзания. Данный тип подходит для домов из бруса, бревна и бетонных блоков. Монтирование такого фундамента производят в промерзающем слое грунта. Этот фундамент отличается высокой надежностью и прочностью для зданий с небольшим весом.
  3. Свайных фундамент на пучинистом грунте применяют, если глубина промерзания почвы не более 1,5 метра, и используется каркасный тип остова. Величина свай составляет от 3 до 4 метров. Такой фундамент является устойчивым основанием, но для его закладки потребуется специальная техника. В частном строительстве используют винтовые сваи, которые вкручиваются в грунт.
  4. Столбчатый фундамент оптимален для пучинистого грунта. Его простота закладки и экономичность являются главными критериями выбора. Закладывают столбчатый фундамент в промерзающем слое грунта, используя столбы. Расстояние между столбами не должно превышать 2 метров.

Фундамент нельзя оставлять на простой, его сразу нагружают, распределяя нагрузку на опоры вертикально, используя уровень. Укладывают столбы на стяжку из песка и цемента.

Используя в качестве столбов железобетонные конструкции можно производить закладку основания на грунт:

  • с высоким уровнем влаги;
  • сырой и сильно увлажненный;
  • заболоченный.

Осадка фундамента

Осаждению здания может способствовать неравномерное распределение нагрузки на основание. Если в одной части дома глухие стены, а в другой только арочные, то вес давит на фундамент с разной силой, в основании появляются трещины, а конструкция перекашивается.

Некоторые особенности возведения здания также влияют на осадку. Часть дома, выстроенная летом, просядет меньше части, достроенной зимой. Чтобы избежать неравномерной осадки, здание лучше строить в одно время года, или зимой использовать легкие виды материалов.

Строительство на пучинистом грунте — процесс сложный, не допускающий ошибок. Соблюдение мер по защите от действия пучинистых сил сохранит здание от разрушения и перекашивания конструкции.

fundament-help.ru