Возведение столбчатых фундаментов на различных почвах: глине и пучинистых грунтах
При создании проекта для застройки, в первую очередь, определяют тип грунтов, так как от этого напрямую зависит вид фундамента. Так, столбчатый – наименее затратный в финансовом плане (до 18% от бюджета всего строительства), но не на каждой почве он может быть применим. Песчаные грунты и супеси для такого фундамента подходят, а вот суглинок, торфяники и глинистые участки, а также почвы, подверженные горизонтальным смещениям, требуют дополнительного укрепления.
Как определить тип грунта самостоятельно
Для самостоятельного определения типа грунта следует проделать некоторые манипуляции:
Столбчатый фундамент подходит для легких построек (каркасные дома, подсобные постройки, дачи, бани) без подвалов и погребов. Его можно закладывать на всех типах грунтов, если уровень грунтовых вод не слишком высок. В зависимости от типа почвы он может быть:
Также столбчатые фундаменты бываю опорно-столбчатыми, столбчатыми из труб или столбчато-ленточными.
Закладка фундамента на непучинистых и пучинистых почвах
Непучинистые грунты – это участки земли, образованные по большей части из остатков разрушенных горных пород (гравийные, щебневые, песчаные), являющие собой крупнозернистый материал. Чем больше частицы у такой почвы, тем меньшее влияние будет оказываться на прочность фундамента. Это наиболее безопасные грунты для любых типов построек.
Столбчатый фундамент на таких грунтах закладывают неглубоко (применяю незаглубленную или мелкозаглубленную кладку). В некоторых случаях достаточно и 20−30 см.
К пучинистым почвам относятся супеси, пылевые пески, глины с высокой влажностью и суглинки. Основная характеристика – увеличение объемов почвы при замерзании воды, которая находится в ее составе. Для таких грунтов наиболее удачный фундамент – столбчатая конструкция. Она минимизирует действие касательных сил, и основа не подвергается разрушению при промерзании почвы.
Если нестойкий грунт имеет очень высокий процент влажности, при закладывании фундамента, его верхний шар заменяют на непучинистый (верхние 2\3 слоя). Для отапливаемых домов – с наружной стороны, для неотапливаемых – снаружи и внутри.
При очень пучинистых грунтах или утяжеленном строении (из кирпичной кладки) рекомендуется использовать перевязку (рындбалку). Она может располагаться на поверхности почвы или иметь небольшое заглубление. Это поможет максимально избежать влияния пучения грунта или его подвижек.
Закладка фундамента на глине
Глинистые грунты (с содержанием глины около 10-30%) очень пластичны, подвержены размыванию, не держат форму и могут смещаться. Устойчивость домов на них зависит от правильной закладки фундамента.
Способы укрепления почвы:
При наличии склонов, их укрепляют бетонными упорами или панелями, под уклоном 50-60 относительно склона.
Технология закладки
Для пучинистых грунтов предпочтительнее выбирать столбы с расширением внизу, в остальных случаях подойдут конструкции в виде параллелепипеда или цилиндра. Есть несколько способов закладки столбчатого фундамента.
Первый способ. Под столбы выкапывают ямы, которые размерами превышают параметры столбов на 30−40см, затем в них устанавливают опалубку и каркас из арматуры. Далее заливают бетон. После его застывания, опалубку снимают, а столб засыпают. Технология позволяет создавать монолитные железные столбы высокой прочности и устойчивости, но требует большого объема работ.
Второй способ. Применяется специальный фундаментный бур – ТИСЭ-ф, с его помощью можно делать скважины в диаметре до 20 см, с расширением внизу до 60 см. Это более простой метод, позволяющий осуществлять закладку фундамента самостоятельно.
На что обращать внимание? В местах пересечения стен (точки наибольших нагрузок), под стойкой каркаса, возводятся столбы на расстоянии, кратном шагу балкам нижней обвязки (1,5 − 2,5 м). Сечение бетонных блоков или столбов из кирпича должно быть не меньше 50х50 см. Толщина стен с шаром термоизоляции – до 25 см, перекрытия (кроме цокольного) сделаны из дерева.
Столбы монтируют вертикально, на них кладут бетонные блоки. Между столбами устанавливают забирку − легкую стенку, утепляющую подпол и защищающую его от влажности. Она должна быть одинаковой по всему периметру строения (как правило, это кирпич или бетон). Толщина стенки – 12 см, уровень заглубления в почву – 25 см. Если грунт на глине и очень пучинистый, забирку устанавливают на подушку из песка высотой 20 см и шириной 30 см.
С ростверком или без него
Ростверк – верхняя часть, связывающая столбы в одну конструкцию, его делают из железобетонной ленты, которая придает постройке большей устойчивости на подвижных грунтах, а также равномерно распределяет вес дома на все столбы.
Его наличие не всегда обязательно, так как нижний венец деревянного сруба выполняет эту роль. Но для каркасных домов, возводимых на пучинистых почвах или на участках с уклоном ростверк нужен. Главное, ростверк нужно монтировать так, чтобы он не заглублялся в почву и не опирался на нее. Иначе зимой он может оторваться от столбов и фундамент деформируется.
Отсутствие ростверка – самый экономный и простой способ заложить фундамент. Его применяют, если почвы не слишком пучинистые, а здания легкие, малогабаритные и не требуют ленточной опоры (деревянный сруб, каркасный дом).
Если фундамент на глине под столбы до глубины промерзания, почву заменяют на смесь из крупнозернистого песка, щебня или гравия, поливают водой и утрамбовывают.
Чем тяжелее строение, тем мощнее должны выбираться столбы и шаг делаться чаще (1,5 м). Меньше делать нерационально, но и свыше 3 м шаг превышать нельзя. Сечение столбов может быть различным, в зависимости от материала (кирпич, монолит, дерево). На глине оптимальный вариант – железобетон.
Зачем армирование монолитному столбчатому фундаменту
Бетонные столбы прочны на сжатие, но плохо переносят нагрузки на растяжение или изгиб. Чтобы избежать подобной деформации фундамент нужно армировать в зонах, где может возникнуть растягивание. К примеру, при пучении верхняя часть столбов будет выталкивать вверх, тогда как нижняя – удерживаться в непромерзающем слое почвы, в результате столбы могут потрескаться. Здесь и пригодится вертикальное армирование.
Каркас из арматуры состоит из вертикальных ребристых прутьев (класс A-3) с диаметром 1,2 см. Ребристые прутья выбираются для обеспечения лучшего контакта с бетоном. Их соединяют при помощи тонкой гладкой монтажной арматуры (диаметр 0,6 см), которая сама по себе не воспринимает нагрузку, а только связывает прутья в одну конструкцию.
При армировании столбов диаметром до 20 см необходимо 2 прутка. Если высота столба около 2 м, ребристую арматуру перевязывают монтажной через каждые 80−100 см, то есть в 3−4 местах.
При наличии ростверка, его также армируют. Делают 2 пояса (нижний и верхний), каждый из которых включает в себя минимум по 2 продольных прута. Для такого армирования используют арматуру с диаметром 1,2 см и поперечным сечением. Арматурный каркас погружают в бетон полностью, уровень над поверхностью ростверка – 3−5 см.
Если учесть все инженерно-технологические особенности закладки столбчатого фундамента, знать тип почвы, уровень грунтовых вод и характер будущей постройки – такая основа будет долговечной и прочной на износ десятилетиями.
Какой фундамент лучше на глинистой почве?
Основой любого строения является фундамент, определяющий срок службы объекта строительства. Затраты на обустройство основания составляют третью часть от суммы общих сметных расходов и экономить на нем нецелесообразно. Далеко не всегда качественные строительные материалы гарантируют прочность. Немаловажное значение имеет поверхность, на которой осуществляется строительство. Фундамент на глинистой почве коренным образом отличается от заливки основания в черноземных районах.
Сооружение надежного фундамента на пучинистой основе – серьезная задача. Ведь она может повести себя непредсказуемо, что связано со способностью удерживать влагу, выталкивать постройку. Коварная глина легко размывается водой, теряет целостность, открывает доступ влаги к элементам сооруженного здания.
До того, как осуществлять строительство на проблемной почве, изучите ее свойства, определитесь с типом конструкции. Цена ошибки высока. Это трещины, провалы и возможное разрушение постройки. Строительство капитального объекта в зоне глинистых грунтов требует помощи проектных организаций. Если планируется возведение хозяйственной постройки, бани или помещения для транспортного средства, то с этой задачей можно справиться самостоятельно, изучив рекомендации, указанные в материале статьи.
Основная особенность глины – способность быстро размываться под действием воды, не пропуская при этом ее вглубь
Подготовительные мероприятия
Если выбора нет и придется возводить фундамент на глиняной почве, уделите особое внимание следующим моментам:
Остановимся детально на видах глинистых грунтов.
Глинистые почвы называют пучинистыми, а перед началом строительства настоятельно рекомендуют провести исследования состава и однородности грунтов на участке
Разновидности глинистой почвы
Для глинистых грунтов характерной особенностью структуры является наличие микроскопических пластинок, в зазоре между которыми концентрируется и сохраняется влага. Этот нюанс вызывает склонность почвы к значительному увеличению объема при отрицательной температуре, когда замерзшая вода вспучивает массив и постепенно вытесняет основу постройки.
Можно самостоятельно попытаться размять рукой грунт. Из суглинистых фракций «колбаска» растрескается, а пластичная масса свидетельствует о том, что перед вами глина, представляющая сложность для строительства.
В различных регионах почва отличается. До того, как выполнять фундамент на глинистой почве, определите, какой грунт находится на вашем участке:
Глинистые почвы бывают разными. Если в грунте процент содержания чистой глины колеблется в пределах от 5 до 10, то перед нами супесь
Рекомендации по выбору основы
Если тип почвы на будущей строительной площадке определён, известен уровень водяных пластов, рассчитана глубина промерзания, значит, можно выбрать оптимальный фундамент для дальнейшего выполнения работ. Основание для будущей постройки, выполненное на глинистой основе, должно обладать высокой прочностью и противодействовать реакции грунта.
Специалисты по строительству рекомендует на проблемных участках, склонных к вспучиванию, использовать следующие виды основ:
На глинистой почве можно строить абсолютно любой тип фундамента
Технологические особенности сооружения данных оснований, предназначенных для глинистых проблемных участков, отличаются от принятых для стандартных типов почв, так как имеют усложненную конструкцию, требуют увеличенных финансовых вложений. Ознакомимся с процессом их обустройства.
Подготовка ленточной основы
Фундаменты для строений можно выполнить на глинистом грунте, используя ленточную основу. Фундамент на глинистой почве с повышенной влажностью будет дороже аналогичного сооружения на не проблемном участке.
Прочную ленточную основу создать несложно, если воспользоваться технологией, выполняемой по предложенному варианту:
Для строительства загородных домов на супесях и суглинках, с глубоким залеганием грунтовых вод можно закладывать ленточный фундамент
Заглубление монолитной ленточной основы на метр ниже уровня залегания водоносных слоев, находящихся в грунте, обеспечит компенсацию усилий почвы, сформирует устойчивую основу для любой постройки. Несмотря на множество недостатков, используя преимущества глины, выдерживающей значительные усилия от массы строения, можно сформировать крепкую конструкцию для строительства здания.
Глубина фундамента на глинистой почве напрямую зависит от глинистой составляющей, уровня промерзания и залегания грунтовых вод
Сооружение столбчатой конструкции
Свайный фундамент на глинистой почве имеет свои преимущества. При установке свай можно войти в твердый слой, не подверженный отрицательному влиянию перепадов температуры и грунтовых вод. Этот вид основания эффективен при близко расположенных подземных водах. Расширения нижней части опор увеличат устойчивость конструкции, ее противодействие выталкивающим усилиям. В качестве столбчатого фундамента могут применяться:
Устройство комбинированного основания
Комбинированный фундамент на глинистой почве объединяет в единый бетонный каркас группу вертикально расположенных свай или столбов. Вместе с ленточным основанием шириной 0,3-0,5 м, заглубленным на уровень 0,5 метра, они создают прочную конструкцию. Вертикальные опоры уходят в твердые слои почвы, расположенные ниже уровня промерзания, а армированные каркасы опор и ленточного основания объединяются в единое целое.
Итоги
Сложно ответить однозначно, какие лучше использовать фундаменты для конкретных целей. Ведь для строительства глинистая почва – проблемная, требует специального подхода.
Каждый вариант имеет свой комплекс достоинств и может применяться для глинистых оснований, отличающихся повышенной концентрацией влаги. Главное, соблюдать технологию! Тогда конструкция основы обеспечит устойчивость, прочность здания, предотвратит его от деформации под воздействием реакции грунта.