Незаглубленный фундамент на пучинистых грунтах: пошаговая инструкция

Расчет интенсивности пучения на участке

Чтобы произвести расчет степени пучения грунта на стройплощадке своими руками, необходимо воспользоваться формулой: E = (H— h) / h, в которой:

• Е – отвечает степени пучинистости грунта;
• h – высоте грунтового массива до замерзания;
• H – высоте грунтового массива после промерзания.

Чтобы сделать расчет степени, необходимо сделать соответствующие замеры в летнее и зимнее время. Пучинистой можно считать почву, высота которой изменилась на 1 см при промерзании на 1 м. С этом случае «Е» будет равняться коэффициенту 0.01.

Процессам пучения больше подвержены грунты, в которых есть большое содержание влаги. Она при замерзании расширяется до состояния льда и тем самым поднимает уровень грунта. Пучинистыми считаются: глинистые почвы, суглинки и супеси. Глина, из-за наличия большого количества пор, хорошо удерживает воду.

Как снять воздействие пучения на грунт?

Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:

1. Замена слоя грунта под и вокруг основания на непучинистый слой.
2. Закладка фундамента на грунтовый массив ниже слоя промерзания.
3. Утепление конструкции для предотвращения замерзания грунта.
4. Водоотвод.

Первый способ – самый трудоемкий. Для этого необходимо вырыть котлован под фундамент, глубиною ниже уровня замерзания земли, пучинистый грунт вывезти, а на его место засыпать сильно утрамбованный песок.

Он показывает высокую несущею способность и не удерживает влагу. Большой объем земельных работ делает его наименее популярным, хотя он и является эффективным способом побороть пучение. Эта техника эффективна для заложения малоэтажных зданий, мелкого заглубления, например, сарая.

Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м2. С его помощью можно возводить дома из кирпича.

Третий способ позволяет сделать незаглубленный фундамент под частный дом своими руками в условиях пучения. Суть метода заключается в заложении утеплителя по периметру фундамента на всю его глубину. Расчет материала делается так: если его высота равна 1 м, то и ширина утеплителя должна составлять 1 м.

Чтобы сделать отвод воды вокруг дома или сарая, нужно построить дренаж. Он представляет собой канаву на расстоянии 50 см от постройки, глубина которой такая же, как уровень заложения конструкции. В дренажную траншею укладывают перфорированную трубу под техническим уклоном и оборачивают ее в геотекстиль, а затем заполняют гравием и песком крупной фракции.

Ниже — рассмотрим типы оснований, которые могут применяться на почве, склонной к пучению.

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 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.

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.

Столбчатый фундамент на пучинистых грунтах своими руками

Для возведения такого фундамента могут потребоваться следующие материалы и инструменты:

• железобетонные столбы;
• бетонная смесь;
• металлические трубы;
• лопата;
• гидроизоляционные материалы;
• песок, щебень;
• буровая установка и т.д.

Схема мелкозаглубленного экономичного ленточного фундамента для пучинистых грунтов (глины и суглинки).

Столбчатое основание может стать отличным решением при строительстве малоэтажных зданий в условиях пучинистых грунтов. Правильный столбчатый фундамент должен устраиваться ниже уровня промерзания. Этот способ позволяет экономить большую сумму денег. Во избежание напряжения касательно действующего на опорные столбы следует выбирать столбы из железобетона. Столбчатые основания, выполненные с применением железобетона, являются отличным решением для закладки фундамента в грунте, характеризующемся пучинистыми явлениями. Такая технология удобна и обладает высокой технологичностью, поэтому их можно возводить в заболоченных, сырых областях и грунтах с высоким уровнем залегания грунтовых вод.

На этих почвах столбчатый фундамент может иметь такой тип конструкции, в которой к опорному каркасу крепко привязывается анкерная площадка, которая служит опорой для постройки. В качестве несущих столбов такого фундамента могут использоваться следующие изделия: железобетонные столбы, асбоцементные трубы с армированными внутренними стенками, металлические трубы, укрепленные изнутри цементно-песчаным раствором, а снаружи – эпоксидной смолой. Арматурой может служить проволока диаметром 6-12 мм, металлические стержни или части водопроводных и газопроводных труб. Бетонная смесь должна готовиться только на основе цемента высокой марки. В качестве заполнителя подходят щебень или песок. Чем жестче бетон, тем прочнее будет конструкция.

https://youtube.com/watch?v=hI8oietMmho

Особенности глинистых почв

Основная проблема при проектировании здания на глинистой почве заключается в морозном неравномерном вспучивании. Однако в пункте 5.9 свода правил СП 22.13330 от 2016 года указаны мероприятия по уменьшению влияния деформаций в грунтах на ж/б конструкции, предназначенные для эксплуатации внутри почвы.

Принцип морозного пучения выглядит следующим образом:

• почвы содержат частички глины, которая насыщается влагой (дождевые, грунтовые, талые, сточные воды);
• замерзает зимой на определенную глубину (не одинакова в разных регионах);
• вода в линзах глиняных чешуек увеличивается в объеме на 9%;
• почвы стремятся вытолкнуть находящиеся в них железобетонные конструкции;
• либо опрокинуть их при приложении усилий к боковым граням столбов, лент или свай.

Классическими способами защиты от морозного пучения являются следующие технологии:

• дренаж – устройство контура из перфорированных гофротруб по периметру фундамента позволяет собрать влагу, отвести ее самотеком в подземный резервуар;
• замена глинистых почв нерудным материалом – под подошвой ленты, плиты или столба удаляется природная почва, создается подстилающий слой из щебня, песка толщиной 40 – 80 см (при водонасыщении без дренажа работать не будет);
• утепление отмостки и цоколя – применяется только для плитных и ленточных фундаментов, позволяет исключить промерзание за счет сохранения геотермального тепла недр;
• обратная засыпка – теми же инертными материалами, которые использовались для подстилающего слоя (песок, щебень), позволяет исключить выдергивающие усилия от касательных нагрузок на боковые поверхности столбов и лент.

Глины и суглинки по умолчанию обладают высоким расчетным сопротивлением сборным нагрузкам от здания. Поэтому проблема усадки полностью отсутствует. Вопрос выбора фундамента решается с позиций имеющегося бюджета и необходимости подвального этажа.

Как определить глинистый грунт

После выбора типа фундамента (глубокая лента для подвального этажа, МЗЛФ для кирпичного коттеджа, столбы для сруба, сваи для жилища на склоне), необходимо заказать геологические изыскания участка либо сделать это самостоятельно.

Определить содержание глины в пятне застройки можно без лабораторного анализа:

• глина скатывается в тонкий жгут, шарик из нее практически не трескается при сжатии пальцами;
• суглинок можно скатать в толстый жгут (от 1 см), при сжатии шарика на нем образуются мелкие трещины.

Ни одно из указанных мероприятий невозможно проделать с супесью, тем более песком.

После чего необходимо спланировать комплекс работ по предотвращению вспучивания в зависимости от выбранного фундамента:

• столбы – только ниже отметки промерзания, дренаж по периметру на уровне подошвы, котлован для каждого столба, толщина слоя обратной засыпки от 40 см со всех сторон, отмостка утепляется только для низкого ростверка;
• лента – полный комплекс аналогичных работ;
• плита – утепление отмостки поверх дренажа.

Столбчатое основание с ростверком

Ростверк – это целая система, состоящая из обвязочных балок и рандбалок

Ростверк – это целая система, состоящая из обвязочных балок и рандбалок. Благодаря ему вся конструкция становится более жёсткой и защищённой от горизонтальных подвижек. К тому же нагрузка от постройки будет распределяться равномерно по всем опорам. Это способствует повышению устойчивости и защите от разрушения.

Установка такого фундамента выполняется в несколько этапов:

1. После подготовки площадки и разбивки копают ямы. Их дно должно быть ниже на 20 см, чем точка промерзания земли. Ширина ямы делается на 400 мм больше, чем поперечный размер стен. Это нужно для того, чтобы был запас места для установки распорок и опалубки.
2. На дне выполняется подушка из смеси песка и щебня, которая после заливки водой тщательно трамбуется.
3. Чтобы влага из бетона, который будет заливаться в яму, не уходила в грунт, поверх подушки настилается рубероид или полиэтилен.
4. Делаем опалубку из досок толщиной 2 см. После её установки доски стоит смочить, чтобы они не впитывали влагу из раствора.

1. Далее изготавливаем и помещаем в яму арматурный каркас из прутка диаметром 1-1,4 см. Длина арматуры должна быть такой, чтобы после установки в яму сверху над землёй торчали прутья длиной 0,3-0,4 м.
2. Бетонный раствор заливают послойно с трамбовкой каждого слоя.
3. Через четыре дня можно снимать опалубку. Боковые поверхности опор закрывают рубероидом, а яму засыпают песком.

Теперь можно приступать к укладке ростверка. Его можно уложить в одной плоскости с поверхностью земли или поднять выше. Второй вариант лучше тем, что на конструкцию не будут воздействовать силы пучения. Работы по монтажу ростверка ведут в такой последовательности:

1. По периметру фундамента устанавливается опалубка.
2. Днище опалубки засыпается песком, трамбуется и выстилается полиэтиленом. Высота песчаной подушки зависит от того, на каком расстоянии от поверхности земли должен находиться ростверк.
3. Внутрь опалубки устанавливается арматурный каркас из прутка сечением 1,2-1,4 см.
4. Затем за один приём заливаем в опалубку бетон. Воздух удаляем вибратором.
5. Через несколько дней опалубку демонтируем. Из-под ростверка убираем песчаную подушку.

Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых грунтах с заложением на глубину промерзания

Заглубленный фундамент

Такое основание часто практикуют при возведении небольших зданий, ведь имеет сразу ряд ключевых недостатков:

• Слишком большая боковая поверхность способствует увеличению нагрузки на стены конструкции;
• Слишком высокая стоимость установки, потому что нужно рыть глубокие траншеи и обезопасить стенки от обвала;
• Дорогие строительные материалы;
• Нужно проводить сложные расчеты уравновешивания сил пучения и массы самого здания.

Это материалоемкие и трудоемкие основания, не спосбоные обеспечить оптимальную защиту здания от воздействия почвы. Но при этом они практикуются в относительно холодных регионах, где граница промерзания расположена высоко, а под ней идет твердый шар породы. В случае правильного использования технологии, подошва бетонного основания трапециевидной формы устанавливается непосредственно внутри твердой породы, которая уже не подвержена пучению.

Защиту от боковых подвижек устраняют методом углового армирования с использованием промежуточных бетонных балок. Также ленточные заглубленные фундаменты часто используют, когда нужно построить здание с подвальными помещениями.

Ленточный и плитный фундаменты

Ленточный и плитный фундаменты относятся к фундаментам мелкого заложения, проектирование которых предполагает установку фундамента на двадцать – пятьдесят сантиметров вглубь грунта.

Незаглубленный фундамент требует меньшего количества расходных материалов, но по прочности ничем не уступает фундаментам обычного заложения, обеспечивая долгую жизнь дома, сарая или забора.

Ленточный фундамент является одним из самых надежных вариантов, наравне со столбчатым. Как и у столбчатого, основание ленточного фундамента закладывается ниже уровня промерзания, что позволяет ему противостоять сезонному расширению грунта.

Фото:

Схема устройства

Помимо прочих, есть еще конструкция, называющаяся щелевым фундаментом. Технология его изготовления заключается в укладке бетона без использования опалубки для траншей.

Важно помнить, что успех строительства такого фундамента напрямую зависит от того, насколько будут соблюдены различные меры, принимаемые в зависимости от нескольких критериев. Важными показателями являются степень деформации и монолитность, т. е

все части фундамента должны четко контактировать друг с другом, что позволит конструкции противодействовать напряжению около боковой поверхности

Важными показателями являются степень деформации и монолитность, т. е. все части фундамента должны четко контактировать друг с другом, что позволит конструкции противодействовать напряжению около боковой поверхности.

Укрепляется конструкция с помощью арматуры, стальной проволоки или металлических прутов.

Плитный фундамент мелкого заложения на самом деле один из самых надежных, наравне со столбчатым.

Однако он и самый затратный, потому как технология его изготовления требует достаточно большого количества материалов.

Дело в том, что сама плита, на которой возводится незаглубленный фундамент для дома, сарая или забора, на самом деле не что иное, как бетонная подушка, покрывающая всю площадь котлована.

Видео:

Такая подушка, разумеется, в состоянии справиться с пучением любых масштабов, но и вливаний различного рода требует колоссальных.

Ленточный фундамент привлекателен зачастую и тем, что его вполне возможно заложить своими силами, именно поэтому его чаще всего устанавливают для возведения дома или забора.

На пучинистом грунте возможно возвести только незаглубленный вариант этой конструкции.

Но даже несмотря на то, что этот тип фундамента мелкого заложения, основание его все равно должно лежать на глубине, достаточной, чтобы избежать промерзания почвы, что делает глубину величиной, варьирующейся в зависимости от климата.

Тогда получится подушка, защищающая конструкцию от влияния пучения снизу. По бокам же его защитит гидроизоляция. Подушка из песка и щебня, в свою очередь, является основанием для слоя из бетона, который распределяется между ограничивающими его отрезками арматуры.

Существует порядок действий, необходимый к соблюдению, чтобы верно возвести ленточный фундамент.

Прежде всего следует вырыть котлован глубиною от полуметра до 70 см, затем отделать его края гидроизоляцией.

Фото:

Правильная закладка фундамента

Потом насыпается подушка, каждый из слоев которой должен составлять 20 – 30 см, причем толщина их должна быть таковой после утрамбовки.

Она сверху, в свою очередь, утепляется тоже гидроизоляцией, а затем вся конструкция, защищенная таким образом от заиливания и сырости, обносится арматурой и заливается бетоном.

После того как зальют бетон, укладывают верхнюю арматуру, обязательно – на невысохший бетон, чтобы материалы смогли схватиться между собой.

Вообще, ленточный фундамент, удачно являющийся довольно привлекательным вариантом при постройке дома или забора, требует соблюдения небольшого, но важного количества правил. Как стало понятно из статьи, даже пучинистые грунты не могут помешать возведению дома, забора или вообще любой легкой постройки, а некоторые виды незаглубленных фундаментов даже легки в возведении, что делает возможным самостоятельное строительство

Как стало понятно из статьи, даже пучинистые грунты не могут помешать возведению дома, забора или вообще любой легкой постройки, а некоторые виды незаглубленных фундаментов даже легки в возведении, что делает возможным самостоятельное строительство.

Но, конечно, важнее всего учитывать тип грунта и строго соблюдать технологии.

Столбчатые фундаменты: преимущества и типы

На пучинистых землях также актуальны столбчатые основы. Их строительство обеспечит некоторые преимущества для собственников дач и загородных наделов:

• недорогая себестоимость материалов и быстрое проведение работ;
• использование готовых плит, которые исключают ручные мероприятия;
• сокращение сечения столбиков, что позволит сооружать экономичные монолитные конструкции.

На отечественном пространстве популярны 2 вида столбчатых подложек – мелкозаглубленные и ростверковые.

Основания малой закладки

Фундаментальные конструкции мелкого заложения изготавливают из монолитных ЖБИ либо сборных изделий. Столбы с неглубокой закладкой предусматривают:

1. Выкапывание котлована глубиной до уровня промерзания.
2. Просыпку песчаной подушки высотой 50 см.
3. Погружение бетонного блока на глубину 10 см.
4. Размещение гидроизоляции – оклейка рубероидом или обмазка мастикой.
5. Укладку второго бетонного блока.
6. Выполнение стяжки из цемента толщиной 5 см.

По бокам опорного элемента обустраивается отмостка из бетонного теста, плотно прилегающая к нему. Мероприятие исключает уклон столбов.

Фундаменты из сборных плит

Конструктив сборного плиточного основания заключается в использовании следующих техник:

1. Разметки территории, выкапывания котлована.
2. Формирования песчаной подложки высотой 15 см.
3. Накладки друг на друга блоков, их связку цементным раствором.
4. Гидроизоляцию элементов путем оклейки.
5. Покрытие материала бетонным блоком и замазку цементом.

Сооружение возвышается над землей на 45 см.

Обустройство фундамента с ростверком

Ростверк необходим, чтобы соблюсти устойчивость опор на пучинистых почвах и создать подпорку для стен строения. Ростверки формируют после подгонки столбов по горизонтали из бетонных блоков с размерами 118х80х30 см и 88х50х58 см. Само ростверковое изделие имеет параметры 246х25х20 см.
Перемычки конструкции обвязываются арматурным прутом. Впоследствии элемент располагают на монолитном поясе с армирующими штырями.
Устройство всех типов столбчатого фундамента предусматривает выкапывание траншей ниже уровня промерзания земли, послойную засыпку и уплотнение каждого слоя.
Фундаменты, выстроенные на грунтах со вспучиванием – процесс, требующий финансовых затрат. При строительстве рекомендуют учитывать силы пучения, возводить одноэтажные здания без подвалов. Немного сократить расходы поможет алгоритм самостоятельных работ, указанный выше.

vote

Article Rating

Подготовка основания

Изначально незаглубленные фундаменты использовались для создания опоры под временные конструкции на влажных пучинистых грунтах. Но поскольку на определенном уровне такие фундаменты обеспечивают достаточно надежное функционирование построек, повсеместное использование такого основания нашло применение и в индивидуальном жилом строительстве. Для того чтобы устроить надежное основание своими руками, следует провести тщательную подготовку грунтового основания. Посмотрите видео, как подготовить площадку для стройки.

Мероприятия, связанные с уплотнением рабочей части грунта, заключаются в проведении следующего цикла работ:

• удаление верхнего слоя грунта – обычно это техногенный грунт или слабые плодородные почвы, не предназначенные для устройства незаглубленного фундамента;
• планировка рабочей площадки с сопутствующим нивелированием местности;

Участок, подготовленный под строительство

Следует нивелировать уклон строительной площадки перед устройством ленточного фундамента, поскольку для полноценной и безопасной эксплуатации конструкции требуется горизонтальная поверхность. Довольно сложно добиться идеального горизонта, если вы делаете подушку своими руками.

• разметка направляющих линий и установка контрольных кольев в угловых точках фундамента – нанесение разметки проводится по внешней и по внутренней стороне будущей траншеи с учетом увеличения общей ширины рва на 10 см от ширины фундаментной плиты с каждой стороны;
• копка траншеи глубиной от 400 до 600 мм;
• укладка армирующей ткани в полость траншеи – особенно актуален данный этап при работе на пучинистых  и слабых грунтах;
• послойная засыпка песчано-гравийной смесью с утрамбовкой механическим способом –  трамбовать рекомендуется поэтапно, подвергая уплотнению слои не более 20 сантиметров пучинистого грунта;
• каждый слой засыпки после утрамбовки необходимо увлажнить небольшим количеством воды;
• окончательная планировка верхнего обреза песчано-гравийной подушки.

На этом подготовительный этап устройства ленточного незаглубленного фундамента можно считать завершенным. Устроенная песчано-гравийная подушка является аналогом подземной части фундамента, хотя и не имеет жесткого закрепления с незаглубленной лентой. Например, столбчатое основание характеризует жесткое закрепление между элементами.

Опубликовано 01.06.2020 Обновлено 03.06.2020 Пользователем admin