Фундаменты на песке, глине, болоте

Особенности строительства фундаментов на глинистых почвах

Специалистам строительных компаний часто задают вопросы, касающиеся возведения загородных (дачных) домов на глинистых почвах. Самый распространенный: «У меня на участке глинистая почва. Какой фундамент обеспечит надежность постройки дома?» В нашем обзоре мы постараемся охватить все нюансы этой темы.

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.

В общем случае различают речную (аллювиальную) и ледниковую глины. Первая залегает вблизи водоемов, в низинах и обладает высокой пластичностью. Строительство на таких участках противопоказано, а в исключительных случаях дома имеют свайный фундамент. На ледниковых пластах можно уверенно возводить бетонные основания, но лишь при условии их глубокого залегания.

Вернуться

Выбираем фундамент правильно

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

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

Фундамент для дома на глинистой почве может быть:

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

Вернуться

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.

Преимущества:

• 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.

Слабости:

• Невозможность обустройства подвала без дополнительных работ.
• Необходимость применения спецтехники.
• Отдельные элементы сваи подвержены коррозии.

Вернуться

Выводы

Как видим, глубина фундамента на глинистой почве напрямую зависит от глинистой составляющей, уровня промерзания и залегания грунтовых вод, а также веса конструкции.

В ходе подготовительных к строительству работ лучше не экономить на мероприятиях по изучению состава грунтов на участке.

Особенности почвы с преобладанием песка

Любой тип почвы обладает индивидуальными характеристиками, которые в разной степени влияют на будущую постройку. Для песчаного грунта характерны следующие свойства:

Особенности песчаного грунта

• Высокая несущая способность. Это свойствопоказывает, какую нагрузку может выдержать грунт без каких-либо последствий. Песчаный грунт сохраняет целостность даже под давлением, не допуская смещения слоев. Поэтому просадка фундамента в этом случае имеет минимальную степень. Высокая плотность грунта позволяет выдерживать большое давление, а низкое содержание воды в грунте снижает риск изменения и смещения.
• Низкая сжимаемость грунта. Такой показатель характеризует степень сжатия почвы при нагрузке. Фундамент, возведенный на песчаном грунте, оседает недолго, поэтому значительно сокращаются сроки строительства.
• Низкий показатель морозного пучения. Песчаные грунты не задерживают воду, поэтому при сезонном понижении температур в них не происходят изменения. В результате снижается давление, следовательно, риск деформации и разрушения основания сводится к минимуму.

Особенности конструкции плитного монолита

В чём заключается суть работы сплошной фундаментной плиты? В том, что она наиболее равномерно распределяет нагрузки от веса здания по поверхности нестабильного грунта. Это сравнимо с хождением по сугробам: ноги проваливаются, а если надеть лыжи или широкие снегоступы, можно без проблем удержаться на поверхности.

Определение просадочного грунта

Виды грунтов, относящихся к категории просадочных

Дом не обрушился только благодаря плитному основанию

Существует несколько инженерных решений таких фундаментов, о которых мы и расскажем далее.

Поверхностный (плавающий)

Термин «плавающий» применяется к малозаглублённой плите на том основании, что при подвижках грунта, связанных с явлениями пучения, она может изменять своё пространственное положение, сохраняя в целостности всё то, что на неё опирается. Плита может быть сплошной, ребристой или решётчатой, собираемой из пересекающихся сборных ЖБ балок.

Незаглублённая плита

Плиту в сплошном исполнении, с малым или нулевым заглублением (когда снимается только плодородный слой почвы), проектируют на грунтах, наиболее подверженных просадке и пучению — в том числе и насыпных.

Чем больше вес здания, тем меньше под ним будет деформироваться грунт. При этом исполнение плитной базы монолитное, из высокомарочного бетона, аримируемого профильными стержнями диаметром не менее 10 мм.

Верх плиты может выполнить и функцию цокольного перекрытия, но когда нужен высокий цоколь, его можно предусмотреть как в монолитном варианте (ещё на стадии бетонирования плиты), так и возвести из фундаментных блоков или кирпича. Соответственно, цокольное перекрытие в этом случае будет обустраиваться отдельно, поверх этой стенки.

Плита с цокольной стенкой (монолит)

Определение параметров

Профессиональное проектирование фундамента (как и всего дома), для индивидуальных застройщиков не всегда доступно в виду высокой стоимости данных услуг. Поэтому параметры конструкций чаще всего принимаются ими приблизительно, учитывая лишь «неснижаемый минимум».

В первую очередь возникает вопрос, какой должна быть толщина плиты.

Таблица 1. Варианты армирования и толщина основания

Тип постройки	Вариант армирования и толщина основания
Небольшие надворные постройки	Под хозяйственно-бытовые постройки: гаражи, бани, хозблоки, сараи, достаточно плиты толщиной 10-15 см с однорядным армированием сеткой.
Дома из облегчённых материалов	Для одно- или двух- этажных домов, возводимых из облегчённых материалов: на деревянном или металлическом каркасе; из ячеистого бетона; щелевого кирпича по технологии колодцевой кладки, плиту заливают толщиной 20-25 см, с закладкой двух рядов увязанной в объёмный каркас арматуры.
Каменные и бревенчатые дома	Под тяжёлые бревенчатые, брусовые, каменные, бетоноблочные и кирпичные дома с солидной шириной кладки, толщина плиты не должна быть меньше 25 см (если этаж один) и 30 см, если этажей два. Армирование так же предусматривается объёмное.

Стеклопластиковая арматура практически не уступает в характеристиках стальной

1. Диаметры арматуры в каркасе могут быть комбинированными. В таком случае, большие стержни располагают ближе к подошве фундамента, а меньшие – в верхнем ряду. Пруты могут применяться не только стальные, но и композитные, из стеклопластика.
2. Мелкозаглубляемую плиту обычно заливают заподлицо с поверхностью грунта. Глубина котлована складывается из суммарной толщины всех слоёв — в том числе: песчано-щебёночного подстилающего слоя, который занимает основную часть объёма котлована; подбетонки; гидроизоляционных прослоек.
3. В среднем получается пирог толщиной 65-75 см. Заглубляют его только в том случае, когда проектом предусмотрен цокольный этаж или подвал. Высота его стен и определяет уровень заложения фундамента.
4. Площадь плиты должна с каждой стороны выходить за пределы контуров стен. Объём бетона рассчитывается путём перемножения её длины, ширины и толщины. Для основной заливки используются смеси класса В20, на подбетонку — В7,5.

Класс прочности бетона В20

Технология засыпки фундамента внутри

После того, как фундамент будет залит бетоном, следует подождать пару недель. Нужно время и хорошие погодные условия, чтобы бетон застыл и затвердел, стал плотным. Затем возводится цоколь дома, и после этого можно выполнять работы по обратной засыпке. Используется обычно грунт, который выкопали из котлована. На период заливки бетонных блоков его следует защитить от попадания инородных примесей, которые могут начать гнить внутри фундамента. Для этого грунт закрывают тентом или полиэтиленовой пленкой.

Процесс засыпки проходит в несколько этапов. Грунт засыпают постепенно слоями по 30 см в глубину, затем утрамбовывают. Желательно установить отмостку по всему основанию здания. В ее функции входит отведение воды от стен строения. Это могут быть листы пенополистирола высокой плотности или полистирола минимальной плотности, плотно прижатые к наружным стенкам бетонных блоков. В момент засыпки грунта листы должны оставаться неподвижными, их нельзя наклонять, смещать в сторону или как-то менять положение. Так отмостка дольше и эффективнее прослужит и надолго сохранит прочность основания строения.

Многие интересуются, что засыпают на дно фундамента на участках в местности повышенной влажности. Чтобы защитить основание сооружения от излишней влаги, под фундамент кладут буферную подушку, состоящую из слоя песка и щебня глубиной 20 см. В траншею сначала укладывают песок и уплотняют его, потом равномерно распределяют щебень. Получившийся буфер будет служить преградой для защиты от поднимающихся вверх в дождливые дни грунтовых вод.

При засыпке фундамента внутри грунтом во избежание образования пустот нужно хорошо его уплотнять. Сухой грунт желательно размачивать, чтобы при заполнении пустот он ложился плотным слоем. При этом стоит учитывать параметры влажности грунта, установленные ГОСТом:

• для песка – от 8% до 12%;
• для легких супесей – от 9% до 12%;
• для суглинистых и легких грунтов – от 12% до 17%;
• для тяжелых почв – от 16% до 23%.

Если грунт перенасыщен влагой, его следует подсушить до допустимых норм.

Для размачивания грунта не желательно использовать воду. Лучше приготовить специальный раствор из воды с добавлением сухой цементной муки или глины. Готовая смесь будет похожа на грунтовку своей плотностью и цветом. Благодаря свойству склеивания почва в засыпанном состоянии лучше схватится и утрамбуется.

Как определить вид почвы

Перед планированием фундамента лучше провести инженерно-геологический анализ, так как для каждого типа грунта подходят определенные виды основания. Определить, какой вид почвы на участке, можно с помощью исследования процентного соотношения песка, глины и ила, а также тактильно-визуальным способом.

Провести подобное исследование можно самостоятельно или с помощью специалистов. При геологических изысканиях бурят несколько глубоких скважин — до пятнадцати метров — и добывают образцы грунта, а также грунтовых вод для последующего лабораторного анализа.

Геодезическое исследование позволяет не допустить серьезных ошибок, при которых затраты на их исправление могут быть значительно большими по сравнению с затратами на строительство самого фундамента. Для определения того, какой вид основы предпочтителен, нужна консультация специалистов.

Свойства песчаного грунта

1. Несущая способность — одно из главных свойств песчаного грунта. Характеризует возможную нагрузку, которую выдерживает грунт без негативных последствий. Высокая несущая характеристика грунта не допускает просадки фундамента, грунт сохраняется в целости и предупреждает смещение слоев. Первым показателем является уплотненность слоев. Наибольшее давление выдерживают грунты с высокой плотностью. Второй — увлажненность. Менее подвержен изменениям и смещениям грунт с небольшим содержанием воды.
2. Сжимаемость грунта — это характеристика, показывающая, насколько грунт может сжиматься под нагрузкой. Глубина фундамента влияет на сопротивляемость сжатию. Большая глубина ведет к большей сопротивляемости.

   За счет этого уменьшается степень просадки дома. Грунт с преобладанием песчаных фракций имеет небольшой показатель сжимаемости, соответственно оседание длится недолго.

3. Уровень морозного пучения — характеристика, зависящая от увлажненности почвы. Под воздействием низких температур частицы грунта, окруженные водой, расширяются, выталкивая друг друга на поверхность. В зависимости от насыщенности почвы водою пучение может быть сильным (при большом количестве влаги) и слабым (при малом количестве). Чтобы уменьшить силу морозного пучения на фундамент, рекомендуется заменять грунт непучинистым видом. На увлажненных почвах фундамент лучше строить ниже черты промерзания. Показатель пучинистости для песчаных почв обычно меньше, чем для остальных видов.
4. Уровень почвенных вод также влияет на показатель пучинистости.

   Схема расположения грунтовых под и различных почв При близком их нахождении повышается уровень морозного пучения. Также уровень почвенных вод может изменяться в разное время года, размывать грунт, имея в своем составе агрессивные примеси — разрушать фундамент. Поднятие грунтовых вод в песчаных почвах может достигать пяти метров.

Песчаный грунт — горная рыхлая порода, которая содержит песок и суглинок в пропорции 3:1. Песок характеризуется сыпучестью. Он состоит из песчинок величиной от нескольких миллиметров до мелких частиц, похожих на пыль. Лучше строить фундамент на песке с крупными частицами.

Виды песчаного грунта

Можно построить практически любой фундамент на песчаном грунте

Для того чтобы узнать, какой вид выбрать, необходимо принимать во внимание структуру почвы, величину частиц и их проц Гравелистый вид песчаного грунта лучше всех отвечает требованиям для закладки фундамента, состоит из самых крупных частиц и имеет высокие несущие характеристики

Крупные песчаные грунты и грунты средней крупности тоже хороши для возведения дома, так как они не подвержены пучинистости, хорошо отводят воду, устойчивы к сезонным смещениям, в них практически не встречаются зыбучие пески и плывуны. Мелкозернистый песок не пропускает воду, а удерживает ее, впитывая в себя.

Поэтому мелкий тип песчаного грунта больше подвержен морозному пучению. При монтаже фундамента на такой почве траншею необходимо выложить полиэтиленовой пленкой для изоляции основания от взаимодействия с водой.

Пылеватый вид почвы напоминает по виду пыль, его еще называют лессовидным. Для монтажа фундамента подходит меньше всего. Впитывая влагу, он надолго ее удерживает, образуя грязь, по виду напоминающую глину. Имеет очень низкую степень несущей способности.

Типы фундаментов для песчаного грунта

Столбчатые или свайные фундаменты. Такие основания, как уже говорилось, отличаются высокой прочностью, а также неплохой долговечностью. Стоит иметь в виду, что чаще всего такие основания выбирают для постройки относительно небольших сооружений. Соответственно, если потребуется произвести укрепления основания, то нужно будет поднять основное строение дома над грунтом. Также не стоит забывать, что постепенно столбы фундамента могут немного смещаться, что может привести к деформации всего строения. Это особенно часто происходит под действием грунтовых вод. Если же технология обустройства фундамента полностью соблюдена, то такое основание будет служить очень долго, и проблемная почва не станет помехой.
Плитный фундамент. Стоит признать, что именно плитный фундамент является самым безупречным фундаментом для частного дома, создаваемого на песчаном грунте

При этом стоит обратить внимание на тот факт, что при должной гидроизоляции ни одна капля воды не станет угрозой для жилища. Но в это же время нельзя не отметить, что плитный фундамент – это самое дорогое удовольствие для хозяев

Действительно будет намного дешевле сделать выбор в пользу столбчатого основания, и сэкономленных еще надолго хватит для проведения ремонтных работ и гидроизоляции.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент. Такой фундамент отличается достаточно скромной ценой, а также имеет немало преимуществ в плане проведения гидроизоляционных мероприятий. В это же время из названия становится понятно, что такой тип фундамента не может иметь подвального помещения. Что касается плюсов, то данное основание зачастую строится на основе бетонных блоков, а это существенная экономия. На песчаном грунте мелкозаглубленный фундамент будет отличаться устойчивостью, однако это, в первую очередь, касается небольших по габаритам строений.
Заглубленный ленточный фундамент. В данном случае мы исключаем все недостатки, которые имеются у основания в прошлом пункте. Соответственно, здесь мы можем иметь полноценное подвальное помещение, но в это же время появляется необходимость в дренажной системе. В это же время специалисты советуют проводить гидроизоляцию пола и стен подземной комнаты.

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.

Песчаный грунт бывает разным

Думаем, нет необходимости объяснять, что собой представляет песчаный грунт. В сухом состоянии он сыпуч, но при этом увлажнение не делает его пластичным. Вместе с тем, в зависимости от крупности песчаных частиц и их процентного содержания, различают пять видов песчаных грунтов:

• пылеватый. Из всех песчаных, пылеватый песок является самым неудачным типом основания для фундамента, т.к. его несущая способность во многом определяется влажностью. При увлажнении по свойствам начинает напоминать глину. Содержание частиц с размерами более 0,1 мм не превышает 75%;
• мелкий. При увеличении влажности также, но не в той степени, как для пылеватых песков понижается несущая способность. При заливке фундамента необходимо учитывать, что такой грунт не удерживает влагу, поэтому следует гидроизолировать котлован (траншеи) полиэтиленовой пленкой. Содержание частиц с размерами более 0,1 превышает 75%;
• средней крупности и крупный песчаный грунт содержат более половины частиц крупнее 0,25 мм и 0,5 мм соответственно. Отличаются высокими показателями несущей способности и служат прекрасным основанием для дома;
• гравелистый песчаный грунт содержит более четверти частиц, размеры которых превышают 2 мм. В то же время основание из такого грунта является идеальным при возведении любого типа фундамента

О фундаменте и несущей способности песка

Важной для строительства характеристикой песчаного грунта является его несущая способность, которая во многом зависит от его увлажненности и уплотненности слоев. Чем плотнее грунт, тем большую нагрузку он сможет нести без существенной осадки. В то же время увеличение содержания в нем воды негативно сказывается на несущей способности (это утверждение не касается гравелистого грунта и песка крупной фракции)

Песок с более крупными частицами для строительства фундамента на таком основании подходит лучше, нежели мелкий или пылеватый. Как и для любого другого грунта, с увеличением глубины залегания породы увеличивается и ее сопротивление сжатию: чем глубже будет подошва фундамента, тем меньшей впоследствии будет осадка дома. Отдельного внимания заслуживает комплекс мер по защите основы дома от влаги. Даже несмотря на то, что песок не задерживает воду, без гидроизоляции фундамента не обойтись

В то же время увеличение содержания в нем воды негативно сказывается на несущей способности (это утверждение не касается гравелистого грунта и песка крупной фракции). Песок с более крупными частицами для строительства фундамента на таком основании подходит лучше, нежели мелкий или пылеватый. Как и для любого другого грунта, с увеличением глубины залегания породы увеличивается и ее сопротивление сжатию: чем глубже будет подошва фундамента, тем меньшей впоследствии будет осадка дома. Отдельного внимания заслуживает комплекс мер по защите основы дома от влаги. Даже несмотря на то, что песок не задерживает воду, без гидроизоляции фундамента не обойтись.

Варианты фундаментов

В большинстве случаев песчаные грунты можно считать непучинистыми, т.к. они практически не удерживают влагу и при промерзании не увеличиваются в объеме. По этой простой причине на них можно строить практически любые типы фундаментов. И даже если уровень грунтовых вод на участке высокий, устройство дренажа и утепление периметра основания дома позволят с легкостью решить проблему.

Некоторые нюансы

Необходимо понимать, что песчаный грунт может отличаться неоднородной структурой: сначала идти слой средней фракции, а глубже – пылеватые пески или песок с глиной. Соответственно, расчетное сопротивление такого грунта будет различаться на разной глубине. Поэтому перед строительством рекомендуем прокопать шурфы на глубину не менее 2 м и оценить характер грунта на вашем участке.

В заключение

В большинстве случаев наличие песчаного грунта на стройплощадке позволяет существенно сэкономить на возведении фундамента. Как правило, уровень грунтовых вод при этом низкий, и можно не беспокоиться об изменении несущей способности основания с течением времени. В равной степени не представляет особой угрозы промерзание почвы, т.к. нормальный песок не относится к категории пучинистых грунтов.