Как построить вечный свайный фундамент даже на плохом грунте

Сегодня мы подготовили статью на тему: «как построить вечный свайный фундамент даже на плохом грунте», а Анатолий Беляков подскажет вам нюансы и прокомментирует основные ошибки.

Содержание

Особенности построения фундамента на различных типах почв
Основательный ленточный фундамент – для солидной бани
Монолитный плитный фундамент – для самых непрочных грунтов
Технология возведения свайного фундамента на пучинистом грунте

Особенности построения фундамента на различных типах почв

Составляя проект фундамента будущей бани строители в первую очередь определяют его тип – а он напрямую зависит от того, на какой именно почве будет идти стройка. Что, впрочем, вполне можно определить в домашних условиях. Именно о способах определения типов почв и о том, где лучше поставить свой фундамент мы сегодня и будем говорить.

Для этого существует простой домашний тест:

Шаг 1. Возьмите в ладонь небольшую порцию земли с участка, где будет строиться баня и смочите ее обильно водой. Из этой лепешки нужно скатать жгут и загнуть кольцо. Если это песок – такое не провернуть. Кольцо из супеси сразу рассыплется на мелкие фрагменты, суглинка – на 2-3 части, а вот из глины колечко останется целым.
Шаг 2. Внимательно рассмотрите частицы земли в руках – много в ней песчинок, которые по диаметру превышают 1,2-1,5 мм? Если да, то строиться будет фундамент на песчаном грунте.

А вот чтобы узнать, не окажется ли ко всему фундамент на глинистой почве, проведите еще один тест – взболтайте немного песка в стакане с водой. Если она сильно замутится, значит глины, к сожалению, в выбранном грунте много.

Шаг 3. Определите наличие воды в земле. Ведь фундамент на болотистой почве – та еще задача. И самые нежелательные в этом плане супеси и пылевые пески – а все потому, что мелкие глинистые частицы в них, которые работают как смазывающее вещество между крупными, позволяют почве активно вбирать воду и плохо ее отдавать. Всего небольшое движение – и они легко переходят в плывунное состояние. В таком грунте фундамент может начать и тонуть, и смещаться в сторону…Что делать? Нужно в первую очередь сделать подушку из щебня или крупного песка, а также хорошего дренажа, чтобы отводить избыточную влагу.

Порой приходится и полностью менять слабый слой почвы грунтом с более надежными характеристиками. А самый проверенный способ – насыпь из непучинистого грунта и фундамент, который строится уже на ней. Так ловятся сразу два зайца – поднят общий уровень придомовой территории и улучшены параметры грунта.

Шаг 4. Определите уровень близости подземных вод. Сделать это можно с помощью простого наблюдения: есть ли поблизости колодцы и какова глубина воды в них? Выше или ниже колодец высоты вашего участка и насколько? Второй пункт – общение с соседями, у которых нужно выяснить, насколько сухо в их подвалах и есть ли там вода.

Самый крайний метод – сделать шурф рыболовным буром, прождать 2 часа и проверить деревянной рейкой уровень воды. Если окажется, что уровень подводных вод (строители называют его аббревиатурой УПВ) ниже на 1,5 метра глубины промерзания грунта, то даже фундаменты на пучинистых грунтах можно строить такой жесткости, как на среднепучинистых. Но стоит помнить и о капиллярном подъеме и сезонном насыщении влагой грунтов, что полностью зависит от ландшафта и обильности атмосферных осадков конкретно в этой местности. Вот почему влажность грунтов на участке, где будет строиться баня, проверять желательно еще осенью – перед началом естественного промерзания почвы (смотрите шаг 5).

Шаг 5. Определите влажность грунта – желательно осенью. Для этого скатайте из земли шарик и понаблюдайте за ним. Если сразу рассыпался – это мало-влажный грунт, если держится – влажный.

От того, насколько грамотно будет построен фундамент, зависит целостность и долговечной всей бани. А потому внимательно выбирайте, какой нулевой уровень лучше возводить на конкретной почве – учитывая, конечно, и вес постройки самой бани.

Основательный ленточный фундамент – для солидной бани

Ленточный фундамент – самый дорогой и прочный из всех существующих. Его ставят практически на любом грунте, а там, где почва более-менее стабильна – его мелко-заглубленный вариант.

Его подвид – ленточно-свайный железобетонный фундамент строится там, где грунты достаточно водонаполненны, участок со склонах или на грунтах-плывунах. И, если баня планируется не слишком тяжелая, такой вариант сам по себе – не хуже монолитной плиты.

Монолитный плитный фундамент – для самых непрочных грунтов

Этот фундамент – спасательный круг для тех, кто свою парную собирается строить на водонасыщеной, практически вязкой земле. Строится этот фундамент на болоте в прямом смысле этого слова. Для таких заболоченных и заторфованых грунтов в прямом смысле подходит только большая площадь подошвы фундамента – тем, кто любил в школе физику, термин «площадь давления» говорит о многом.

А для тех, кому этот предмет не давался, приведем более доступный пример: в сапогах человек в толще снега всегда будет утопать, а вот в лыжах – никогда, потому, что у них площадь соприкосновения с поверхностью снега больше.

Сам по себе столбчатый фундамент не плох – он подходит для большинства видов почв и стоит долгие десятилетия, если его строить правильно. А вот строители всегда рекомендуют делать столбчатый фундамент с перевязкой – так называемой рындбалкой. Благодаря ей на такой фундаменте строить можно даже кирпичные бани – если в них стены не будут слишком толстыми. А расположить такую рындбалку можно как на поверхности грунта, так и с небольшим заглублением – вот и все секреты.

Когда-то сваи использовались только в строительстве мостов, маяков и пирсов, а вот избушку «на курьих ножках» никто не догадывался строить еще долгие годы. Зато теперь свайный, свайно-ростверковый и свайно-винтовой фундамент становится день от дня популярнее.

А все потому, что возводить его можно практически на любом грунте – главное достать до уровня промерзания, где грунт уплотнен до предела, и закрепить на нем сваю – набивную, винтовую или заливную.

Особенно неоценим такой метод строительства на скальных и неровных рельефах – их даже не нужно равнять специальной машинной, в чем и ценность свай.

К слову, для небольшой личной бани свайно-винтовой фундамент – самый экономный и рациональный, и подходит для любого грунта.

Фундамент является конструкцией, которая передает нагрузку и равномерно распределяет давление здания на грунт. От заложенного основания зависит надежность и долговечность конструкции. На пучинистом грунте заложить фундамент гораздо сложнее, так как потребуется свести к минимуму влияние пучения грунта на фундамент.

Нет тематического видео для этой статьи.

Пучинистыми называют грунты, подверженные морозному пучению. Пучение возникает при переходе воды, находящейся в почве, в мерзлое состояние. Так как лед обладает маленькой плотностью и занимает много места в грунте, почва начинает вспучиваться и разрушать фундамент.

Пучинистость грунта определяется исходя из его состава, уровня грунтовых вод и пористости частиц.

Мелкозернистый песок, глина, супеси и суглинки подвержены пучению. В данных грунтах влага быстро накапливается и проникает во все слои почвы, уровень грунтовых вод поднимается, соответственно увеличиваются силы пучения.

Гравий, крупнозернистый песок слабо впитывают воду, поэтому влажным становится только слой, близко залегающий к грунтовой воде.

См. также: Декоративная штукатурка короед фото примеры удачного нанесения

При промерзании почвы влага старается уйти в нижние слои, так как глина и супеси удерживают влагу и не дают ей проникнуть ниже, грунт насыщается водой и сильно пучинится.

При строительстве многоэтажного дома на пучинистом грунте фундамент трамбует грунт своим весом и степень пучинистости уменьшается, но стены могут потрескаться. Чтобы избежать данного явления, фундамент дополнительно укрепляют горизонтальным армированием.

При неравномерном вспучивании фундамент за несколько зимних периодов поднимается и опускается. Фундамент перекашивается, и начинают деформироваться стены.

По материалу, из которого изготовлены сваи:

Деревянные.
Металлические.
Бетонные.
Железобетонные.

По форме профильного материала:

Типы свайных фундаментов:

Винтовой. Используют металлические сваи с винтовой поверхностью, которая вкручивается в землю.
Забивной. Свая помещается в грунт с помощью молота или вдавливателя.
Набивной. Сваи изготавливают в пробуренной яме, путем заливки бетонным раствором и установки арматурного каркаса.
Оболоченная конструкция. Опора погружается в скважину и заполняется монолитными бетоном.

По характеру работы сваи подразделяются на висячие и опорные.

Висячие сваи удерживаются на поверхности из-за силы трения своих боковых поверхностей.

Перед установкой висячих свай, проводят тщательные расчеты. На рыхлом и не устойчивом грунте используют длинные сваи. Чем больше нагрузка на фундамент, тем длиннее должна быть опора. Увеличить несущую способность возможно при использовании висячей сваи, расширенной на конце, для лучшего контакта с грунтом.

Свая-стойка включает в себя острие, которое опирается на устойчивые слои грунта, так как длина сваи может быть любой, то осадка и разрушение фундаменту из опорных свай не грозит.

Технология возведения свайного фундамента на пучинистом грунте

На размеченной территории с помощью бура делают скважины нужных размеров по всему периметру. Расположение свай проводят на расстоянии 1,5 -2 метров друг от друга. Винтовые сваи закручивают в почву на глубину ниже промерзания почвы и закрепляют цементным раствором.

Бетонные сваи устанавливаются следующим способом:

В пробуренные скважины монтируют трубы из рубероида, которые обвязаны проволокой в несколько слоев. Полученные заготовки должны возвышаться над земляным основанием на 30 – 40 см.
В трубах размещают 7 металлических прутьев, которые связываются между собой.
В полученные столбы заливают бетонный раствор. Прутья, которые монтировали в рубероидные заготовки, должны быть выше основания на 30 см, чтобы их можно было связать с ростверком.
Когда бетон застыл, проводят деревянную или швеллерную обвязку. Торцы полученных труб скрепляют между собой, чтобы усилить несущие способности фундамента. Деревянная обвязка состоит из крепления брусьев к оголовкам свай, при помощи шурупов и шпилек. Швеллерная обвязка применяется для крепления винтовых свай. Торцы труб сваривают и соединяют между собой.

Так как пучинистые грунты насыщены большим количеством влаги, перед установкой металлических свай проводят антикоррозионную обработку. Сварные швы и стыки защищают специальной пропиткой или материалами проникающего действия.

Свайный фундамент является удачным решением для неустойчивых грунтов. Заложение фундамента не потребует много времени и работ. Низкая себестоимость фундамента сделала его очень популярным для строительства хозяйственных построек.

Люди селятся не только в южных районах и средней полосе, огромная часть населения нашей страны проживает в суровых районах Крайнего Севера, где очень сложные климатические условия. Но даже в таких районах жизнь не останавливается – растут города и поселки, где больше половины жилья возводится частным образом. В этом случае очень актуальным становится возведение фундаментных оснований, способных выдержать сложные условия. Тема этой статьи – фундаменты на вечномерзлых грунтах, их устройство и технология работ.

Вечномерзлыми считаются такие грунты, которые находятся в мерзлом состоянии 3-х и более лет, они имеют неустойчивую структуру, при оттаивании подвергаются значительной просадке в результате нарушений природного структурного состояния.

Срез вечномерзлого грунта

Вечномерзлый слой разделяется на две части по вертикали:

Деятельный слой – поверхностный слой мерзлого грунта подвергается частичному оттаиванию во время летнего сезона и снова замерзает с наступлением зимы. Интенсивные процессы оттаивания и замерзания почвы вызывают пучение, что негативно сказывается на устойчивости и прочности зданий, построенных на этом грунтовом основании.

Мощность деятельного слоя зависит от климата местности и геологического состава залегающего грунта, может составлять от 0,3 до 4,0 метров, при этом при продвижении к югу, толщина деятельного слоя значительно возрастает. Наибольшей толщины поверхностный слой достигает в почвах, сложенных их песка и осколочных скальных пород, имеющих открытые поры.

Различают два типа деятельных грунтов:

Сливающиеся – в условиях зимних холодов почва деятельного слоя промерзает на всю толщину, и смерзается с вечной мерзлотой основания, на которое опирается.
Несливающиеся грунты – между деятельным грунтовым слоем и вечномерзлым материковым, существует незамерзающая перемычка.

Вечномерзлая толща – этот грунтовый слой принято подразделять на два вида:

Непрерывная мерзлая толща – состоит из сплошного однородного слоя мерзлого грунта.
Толща слоистая – представлена прослойками из смерзшихся почв, льдистых включений или слоев, которые размываются подпочвенными водами.

Вечная мерзлота может быть сложена из грунтов любого типа, среди которых наиболее широко представлены основные группы почв. Самый наименьший процент в мерзлотных почвах составляют скальные породы.

Твердомерзлый грунт

По состоянию вечномерзлые грунты принято подразделять на следующие виды:

Твердомерзлые – этот вид представлен смерзшимся песком, который в замерзшем состоянии приобретает все свойства и характеристики скального грунта.
Пластичномерзлые – состоят из глинистых пород, которые в результате глубокого промерзания, содержат замерзшую воду, и могут сжиматься при воздействии определенных нагрузок.
Грунты сыпучемерзлые – эту группу составляют песчаные и гравийные грунты, которые даже в замерзшем состоянии не скованы льдом, находятся в достаточно рыхлом состоянии.

Фундаменты на вечномерзлых грунтах требуют особого подхода, для их возведения применяется специальная технология. Уже в момент проектирования опорного основания в условиях вечной мерзлоты, следует предусмотреть ряд аспектов:

Разработка мероприятий по уменьшению возможных деформаций постройки.
Тщательный расчет глубины заложения фундамента.
Выбор вида фундаментного основания с учетом местных условий.
Технология возведения опоры здания, разработанная для строительства оснований здания в вечной мерзлоте (способ погружения опор).

Строительство дома в любых условиях – ответственный процесс, требующий тщательного выполнения строительных норм и правил, с особой тщательностью следует выполнять технологию работ. В условиях вечной мерзлоты к строительству зданий следует подходить еще более ответственно, выбирая подходящее основание для опоры постройки.

По сравнению с другими типами оснований, фундамент на вечной мерзлоте (свайный), имеет значительные преимущества:

Исключается необходимость разработки природного грунта в котловане, что достаточно тяжело выполнить в силу природных условий местности.
Свайные фундаменты в мерзлоте допускается возводить при любых погодных условиях, в любое время года.
Технология устройства свайных фундаментов (способ погружения) отличается простотой, доступностью.
Свайные основания в условиях мерзлоты обычно заглубляют на большую глубину, поэтому исключается опасность неравномерной осадки здания и опрокидывания конструкций.

Необходимо выполнять тщательные расчеты величины заглубления свайных опор, учитывая весь комплекс действующих факторов по геологическим и гидрогеологическим показателям, в том числе – глубины сезонного промерзания и оттаивания грунта.

Особое внимание следует уделять морозному пучению почв, которые возникают в пылеватых и глинистых почвах. Выпучивание замерзшей почвы чревато неравномерной осадкой при сезонном оттаивании верхних слоев мерзлой породы.

Свайные опоры в большей мере, чем другие виды фундаментных оснований, способны сопротивляться силам морозного пучения. Устройство основания из свай под здания в условиях вечной мерзлоты, соблюдая необходимую технологию, гарантирует зданию устойчивость, прочность и долговечность.

См. также: Плиточные работы

В настоящей статье рассмотрим подробно технологию возведения свайных фундаментов в районах вечной мерзлоты.

Технология устройства фундаментов из буроопускных свай разработана специально для районов с вечномерзлыми грунтами.

Способ погружения опор включает выполнение основных технологических операций:

Погружение свай квадратного сечения в заранее приготовленную скважину, превышающую по размерам погружаемую опору.
Заполнение зазора между свайной опорой и стенками скважины бетонным раствором.

Свайные опоры, принимая нагрузку от веса здания и прочих воздействий, перераспределают ее на нижние слои почвы, а также на боковые поверхности, сжимаемые грунтом.

Промышленность выпускает прямоугольные буроопускные опоры из металла. Внизу ствола имеется уширение с закрепленным опорным элементом и ребрами жесткости. Между телом сваи и наконечником устанавливается специальная цилиндрическая вставка, которая определяет несущую способность всей опорной конструкции.

Допускается применять для устройства фундаментного основания сваи квадратного сечения и сваи-оболочки. Для повышения прочности последних опор, требуется выполнить бетонирование внутренней полости после завершения монтажных работ.

Габариты свайных опор принимаются согласно проектным расчетам. Для обеспечения повышенной прочности могут быть применены составные опоры, при условии их обязательного опирания на твердое основание.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о процессе монтажа опор в мерзлых почвах.

Способ погружения свайных опор в мерзлые грунты при использовании технологии строительства оснований из буроопускных свай, включает следующие операции:

Предварительное бурение скважин в вечномерзлом грунте.
Устройство амортизационной песчано-гравийной подушки – в скважину послойно засыпается крупный песок с проведением тщательного уплотнения слоев. Второй слой подушки выполняется из мелкого гравия или щебня мелкой фракции. Устройство песчано-гравийной подушки предполагает выполнение тщательного уплотнения слоев песка и щебня.

Способ уплотнения подушки состоит в следующем: с большой высоты в скважину опускается фундаментная опора квадратного сечения, которая уплотняет слой песка или щебня.

Погружение металлической сваи в подготовленную скважину (существует специальная технология).
Заполнение пазух свайного фундамента грунтом или раствором – устройство основания под здание в вечномерзлых грунтах предполагает заполнение пространства вокруг наружных поверхностей свайной опоры мерзлым материковым грунтом; цементно-песчаным или цементно-глинистым раствором.

При заполнении пустого пространства раствором, важно помнить, что состав должен заполнить скважине не более 1/3 от ее глубины.

Посмотрите видео, как производится установка буроопускных опор.

Способ погружения свайных опор в мерзлые грунты выбирается в зависимости от комплекса условий, которые включают состояние мерзлых грунтов. В зависимости от ситуации, могут применяться следующие варианты погружения опор:

Механизированная установка опор – при этом варианте буроопускные опоры монтируются в скважины при помощи специальных механизмов. Способ монтажа опор нельзя назвать экономичным, так как привлекается дорогая грузоподъемная техника.
Устройство фундаментного основания методом погружения свай в предварительно оттаянный грунт (оттаивание проводится специальными иглами с помощью пара или электричества). Этот способ отличается сложностью и сопряжен с высокими затратами.
Монтаж свай в скважины заведомо меньшего диаметра (бурозабивной способ).
Забивка свайных опор в вечномерзлые грунты без проведения предварительной подготовки.

Два первых способа применяются в твердомерзлых грунтах, технология забивного погружения свай применяется обычно в мерзлых пластичных грунтах. Каждый способ имеет свои особенности, преимущества и недостатки, выбирая технологию погружения свай, следует всесторонне оценить существующие условия строительства.

Как сделать фундамент на пучинистых грунтах

По всей России грунты с высоким содержанием глины распространены очень широко. Зимой, когда температура падает до отметок ниже нуля, объем жидкости в земле увеличивается и грунт «вспучивается». Ущерб от вспучивания и скорость разрушения дома зависят от фундамента и погодных условий. В лучшем случае, приехав на следующий год на новую дачу, Вы не сможете открыть дверь из-за того, что конструкция серьезно деформировалась, в худшем – обнаружите серьезные конструктивные нарушения. Единственная возможность избежать действия вспучивания – правильная закладка фундамента, который сможет длительное время сопротивляться повышенным нагрузкам.

При неправильной закладке или неверно выбранном типе фундамента вспучивание начинает разрушать здание довольно быстро. Чем мягче погодные условия, тем медленнее будет действовать сила сжатия и расширения почвы, в сильно пучинистой почве фундаменту придется выдерживать вертикальные изменение уровня грунта до 35 см и горизонтальную нагрузку до 5 т на 1 м2. На подверженность почвы вспучиванию напрямую влияют несколько факторов:

состав почвы В наибольшей степени вспучиванию подвержены глинистые почвы (глинки, суглинки, супеси), в меньшей – песчаные. Чем выше в почве содержание глины, тем больше будет морозное вспучивание. В глине много закрытых пор, которые хорошо удерживают влагу, песок, напротив, влагу практически не задерживает;
также важна насыщенность грунта водой. По этой причине глинистые, но сухие почвы, меньше подвержены вспучиванию, чем смешанные, но влажные. Содержание влаги в грунте определяется уровнем грунтовых вод на период замерзания земли;
температурный режим влияет на глубину и длительность периода промерзания почвы.

Все негативные явления, связанные с температурными колебаниями, затрагивают ограниченный слой почвы до уровня промерзания. Определить этот уровень (ГПГ – глубина промерзания почвы) легко по специальной карте, посмотреть одну из них можно здесь. Также можно обратиться к СНиП, в которых приведена таблица нормативных глубин промерзания грунта, определяющая минимальную глубину закладки фундамента. Следует учитывать, что в картах и таблице дана очень примерно и с запасом в 20-40%, для грунта, не покрытого снегом и при самых низких средних температурах. Фактическая глубина промерзания намного меньше, особенно если дом будет в холодное время года отапливаться. Поэтому особой опасности в заглублении фундамента на чуть меньшую глубину не несет.

Свайный фундамент отлично подойдет для пучинистого грунта

Поэтому у проблемы вспучивания есть несколько основных решений:

Углубление фундамента ниже ГПГ дает конструкции дополнительную прочность. Но следует учитывать, что заглубленный фундамент свайного типа хорошо противостоит вертикальным нагрузкам, но при значительных горизонтальных может показать себя намного хуже. Углубленный фундамент подходит при строительстве как небольших, так и тяжелых капитальных строений. Для фундамента используются либо винтовые сваи, либо заливаемый на месте железобетон (последнее – более эффективное решение), гидроизоляцией для железобетонной сваи служит слой рубероида, который укладывают перед заливкой в пробуренную для сваи скважину. Для небольших строений (беседок, деревянных хозяйственных построек) подойдет простой фундамент на основании из кирпичных столбов – это самый экономичный вариант;

Процесс замены грунта на участке

Схема возведения фундамента на пучинистых грунтах

Процесс гидроизоляции и утепления фундамента

Дренажная система позволит защитить фундамент

Из приведенных выше решений самое экономичное – утепление фундамента и устройство дренажной системы, самое дорогое и эффективное – замена грунта под фундаментом. Провести дренажную систему и утеплить фундамент можно и самостоятельно, но в этом случае необходимо внимательно изучить теплоизоляционные свойства выбранного материала и правильно разместить слой гидроизоляции.

Противостоять вспучиванию грунта в некоторых районах страны очень сложно, заглублением и армированием фундамента не обойтись. Универсального и недорого решения не существует, но современные технологии предлагают множество решений проблемы деформации зданий из-за вспучивания: от эффективных утепляющих материалов до сложной конструкции ленточного фундамента. Оптимальное решение в каждом случае придется выбирать самостоятельно, сравнив материальные и временные затраты в конкретных условиях.

См. также: Как определить оптимальный размер премий для сотрудников