Какой фундамент подходит для пучинистых грунтов?

• Устройство основания на пучинистом грунте
• Варианты фундаментов для пучинистого грунта
  • Ленточный мелкозаглубленный фундамент
  • Неравномерные усадки сооружений на пучинистых грунтах
• Расчет для мелкозаглубленного фундамента

Пучинистый грунт – не самый лучший вариант для строительства, так как оно связано с необходимостью решения ряда задач, в частности, нейтрализации зимнего пучения грунта, то есть подвижек, которые могут быть опасными для фундамента и строения в целом. Именно поэтому специалисты рекомендуют делать незаглубленный фундамент, который отлично справляется с нагрузками, не подвергаясь неравномерным усадкам и разрушениям. Одним из популярных является мелкозаглубленный ленточный фундамент, который относительно несложно выполнить, подходит такое основание практически для любого строения.

Для ленточного мелкозаглубленного фундамента необходимо вырыть котлован глубиной 50-70 см и уложить на боковые откосы гидроизоляцию в виде толи.

Устройство основания на пучинистом грунте

Устройство фундамента на пучинистых грунтах нежелательно потому, что сила пучения может быть большой, она легко поднимает целые здания. Именно поэтому так важно правильно выбрать тип фундамента, а при его строительстве соблюдать ряд мер, позволяющих снизить такое негативное явление.

Одним из вариантов является замена пучинистого грунта до точки промерзания на песок. Такой метод самый надежный, но вот стоимость его высока, это не всегда целесообразно. Другим вариантом является использование фундаментов, которые залегают на глубину ниже точки промерзания. Это столбчатые и свайные конструкции. На них силы пучения не распространяются, но вот сооружение таких оснований может быть делом весьма затратным, то есть не совсем выгодным.

Третий вариант – это мелкозаглубленный фундамент, который наряду с высокой прочностью обеспечивает и устойчивость дома. Он успешно противостоит пучению, не дает сильных и опасных усадок. Чаще всего это ленточный мелкозаглубленный фундамент, который выполняется из монолитного железобетона.

Схема видов ленточного фундамента.

Подобный мелкозаглубленный фундамент ставится на песчаное основание, которое покрывается слоем гидроизоляции, стенки траншеи надежно защищаются при помощи специальных материалов. Рекомендуется в бетонный раствор при замешивании добавлять гидрофобизирующие добавки, которые увеличивают устойчивость материала. После сооружения основания необходимо побеспокоиться о создании дренажной системы, эффективно отводящей излишки влаги от конструкции. Для постройки основания кроме самого бетона следует выполнить армирование ленты из металлических прутьев с диаметров от 12 мм, при этом количество их будет немного больше, чем для обычного ленточного основания.

Варианты фундаментов для пучинистого грунта

При проведении строительства на пучинистых грунтах можно использовать не каждый тип фундамента. Самое оптимальное решение – использовать незаглубленный либо мелкозаглубленный фундамент, отлично противостоящий пучению грунта во время морозных месяцев.

Среди подобных мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах особенно популярен ленточный, который обеспечивает необходимую надежность и долговечность, а его сооружение отличается предельной простотой, стоимость не столь высока.

Столбчатый фундамент на пучинистых грунтах применяется в том случае, когда опоры можно установить ниже точки промерзания.

Схема мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах.

Такой фундамент ставится в том случае, если на участке есть суглинок, почвы с близким залеганием влаги, сырые и заболоченные участки.

Для устройства фундамента на пучинистых грунтах в данном случае применяются металлические трубы с цементно-песчаных защитным составом, железобетонные опоры, асбоцементные трубы, внутрь которых заливается бетонная смесь.

Для строительства на пучинистых грунтах может применяться и свайный вариант основания, который, однако, не столь популярен. Дело в том, что для его сооружения необходимо использование специальной строительной техники, а это лишние финансовые расходы. Применяется такой вариант только при глубине промерзания грунта от полутора метров.

Для изготовления конструкции на пучинистых грунтах из свай используются такие материалы, как бетон, железобетон, дерево, которые успешно противостоят пучению. Среди видов, которые могут быть использованы, рекомендуются винтовые, набивные, железобетонные простые и набивные сваи. Обязательным условием при проведении работ по устройству основания такого типа на пучинистых грунтах является наличие отличной дренажной системы.

Ленточный мелкозаглубленный фундамент

Ленточный незаглубленный фундамент для пучинистого грунта представляет собой монолитную бетонную ленту с армированием в виде пояса из металлических прутьев. Чтобы правильно поставить подобное основание дома на пучинистых грунтах, необходимо выполнение нескольких несложных условий.

Схема ленточного мелкозаглубленного фундамента.

Начальный этап мало отличается от сооружения самого обычного фундамента. Следует вырыть котлован, глубина которого будет составлять от 70 до 50 см. После этого потребуется уложить на боковые откосы гидроизоляционный материал, в роли которого обычно выступает обычный толь либо полиэтиленовая пленка.

Далее котлован на пучинистых грунтах надо засыпать при помощи песка слоями, толщина каждого будет составлять 20-30 см. После насыпки каждый песчаный слой утрамбовывается. Далее ставится опалубка из обрезной деревянной доски, на песок укладывается прослойка в виде гидрозащиты, ставятся армировочные металлические прутья, диаметр которых составляет 12 см. Такая армировка будет иметь два отдельных пояса, в каждом из которых будут идти по пять прутьев и перемычки.

На последнем этапе мелкозаглубленный фундамент заливается при помощи бетонной смеси. Верхний слой армировки укладывается непосредственно на сырую смесь (это особенность, которую имеет незаглубленный фундамент для пучинистого грунта). При соединении элементов арматуры нельзя использовать сварочный аппарат – только вязальную проволоку, которая обеспечивает более высокую прочность и надежность.

Неравномерные усадки сооружений на пучинистых грунтах

Строительство на пучинистых грунтах опасно тем, что в первый же зимний период возможны усадки и деформации фундамента. Среди часто встречающихся необходимо отметить:

Схема сечения мелкозаглубленного ленточного фундамента.

• выгиб/прогиб: происходит из-за неравномерной усадки. При этом самым опасным является выгиб, сказывающийся на состоянии кровли, растяжении зоны строения;
• сдвиг: возникает из-за проседания одной части здания и подъема другой. Самой опасной зоной является средняя, где стены фундамента и самого строения начинают давать трещины;
• крен: наблюдается из-за жесткости конструкции для зданий с относительно большой высотой, но для строительства которых применялся незаглубленный фундамент;
• перекос – следствие неравномерной усадки на отдельных небольших участках под зданием;
• горизонтальное смещение происходит у фундаментов, отдельные участки которых буквально выталкиваются, перемещаются во время пучения.

Почему на пучинистых грунтах происходят такие неравномерные усадки? Дело в том, что когда почва промерзает, то содержащаяся в ней влага замерзает, объем ее увеличивается, грунт начинает вспучиваться. Пласты почвы начинают подниматься, и если строительство было выполнено без учета таких особенностей, то конструкция начинает деформироваться, на ней появляются трещины. Как следствие, возникают следы разрушений и на стенах здания.

Чтобы снизить такие последствия, строительство на пучинистых грунтах рекомендуется вести из таких материалов, как пеноблоки, древесина, кирпич, бетон.

Расчет для мелкозаглубленного фундамента

Следует привести пример расчета мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. Например, строится одноэтажный дом с такими размерами:

• высота – 4 метра;
• ширина – 5 метров;
• длина – 10 метров.

Конструкция включает две несущие внутренние стены с высотой каждой в 4 м и длиной в 3 м. Пол не опирается на фундамент, заливается бетоном. Основание будет иметь форму ленты с шириной подошвы в 40 см и глубиной в 70 см. Выполнен фундамент из армированного бетона, для чего применяется арматура с диаметром в 12 мм. Каркас будет иметь два пояса, каждый из которых состоит и пяти прутьев, перемычек с длиной в 25 см. Такие перемычки ставятся с шагом в 50 см.

Чтобы узнать массу, которую будет иметь ленточный фундамент, необходимо определить такие значения:

Схема мелкозаглубленного фундамента с гидроизоляцией на печанной подушке.

• геометрические размеры конструкции;
• плотность используемого строительного материала.

Геометрические размеры узнать довольно просто. Так, длина фундамента равна периметру будущего здания, то есть надо просто вычислить сумму его сторон:

10+10+5+5+3+3=36 метров.

Ленточный фундамент будет заливаться не только под наружными фасадными стенами, но и под внутренними несущими, поэтому учитывают их тоже.

Теперь можно найти объем исходя из того, что высота ленты равна 70 см, а ширина – 40:

V=36?0,4-0,7=10,08 метра кубического.

Но это общий объем, из которого необходимо вычесть арматуру, чтобы узнать количество бетона. Зная, что ленточный фундамент имеет два пояса по пять прутков с перевязкой, считают длину для каждого:

10-0,5-0,5=9 метров.

Длина всех поясов будет равна:

2?(9?2+4?2+2,5?2)=62 м.

Каждый пояс имеет по пять прутьев, значит, общая их длина составляет: 62?5=310 м.

Теперь определяют длину необходимых перемычек для армирования:

Схема армирования мелкозаглубленного фундамента.

9/0,5+1=19 шт.,

4/0,5+1=9 шт.,

2,5/0,5+1=6 шт.

Для одного верхнего пояса количество перемычек составляет:

19?2+9?2+6?2=68 штук,

Так как длина одной перемычки составляет 0,25 метра, то общая длина составляет:

68?0,25=17 метров.

Для всех горизонтальных перемычек для каркаса длина составляет:

17?2=34 метра.

Для вертикальных перемычек учитывают, что с одной стороны их идет 68 штук и с другой столько же. То есть получается 136 штук с длиной одной в 40 см. Общая их длина составляет:

136?0,4=54,4 м.

Теперь вычисляют общую длину арматуры, которую требует мелкозаглубленный фундамент:

310+34+54,4=388,4 м.

Чтобы узнать площадь сечения для арматуры, используют формулу площади круга:

Схема приготовления раствора бетона для фундамента.

3,14?0,000036=0,00011 кв. метра.

Для получения объема используют формулу:

0,00011?388,4=0,04 куб. метра.

Теперь получают объем только для арматуры:

10,08-0,04-0,04=10 куб. метров.

Значение 0,04 берется из расчета, что мелкозаглубленный фундамент будет армироваться и по углам.

При помощи такого не слишком сложного расчета определяют, что ленточный фундамент на пучинистых грунтах требует:

• 10 куб. метров цемента (при плотности 2500 кг на кубометр);
• 0,08 куб. метра металлической арматуры (при плотности 7800 кг на кубометр).

То есть общая масса всего основания, которое возводится на пучинистых грунтах в виде ленточного фундамента, будет составлять:

10?2500=25000 кг,

0,08?7800=624 кг,

25000+624=25624 кг.

То есть ленточный фундамент имеет массу в 25624 кг.

https://www.youtube.com/watch?v=sDNjLFK5EpM

Строительство дома на пучинистых грунтах не является самым оптимальным вариантом. Но если другого выхода нет, то необходимо тщательно рассчитать будущее основание, чтобы после его сооружения конструкция не выталкивалась из почвы по время зимнего пучения. Сделать это не так сложно, но необходимо проявлять внимательность, чтобы при эксплуатации не произошли деформации фундамента, а значит, и самого дома.