Выбор и строительство фундамента на глинистой почве

Перечень пучинистых грунтов по ГОСТ 25100-95 приведен в таблице:

Что такое пучинистый грунт?

Как известно, вода при замерзании превращается в лед. При этом происходит изменение ее объема за счет разной плотности льда и воды: вода имеет значительно большую плотность, чем лед. Соответственно при замерзании вода, постепенно превращаясь в лед, расширяется, занимая больший объем.

Если такая вода замерзает, находясь в грунте, то вместе с ней будет расширяться и грунт. При этом силы расширяющие грунт будут называться силами морозного пучения, а сам такой водонасыщенный грунт – пучинистым.

Что такое пучинистый грунт?

Какой фундамент строить на суглинке

Суглинистая почва – смесь глины и песка, в которой превалирует глина. Процентное соотношение компонентов может быть разное, отсюда и различные свойства суглинка. Например, чем больше в нем песка, тем больше коэффициент пористости и меньше расчетное сопротивление грунта. В сухом состоянии суглинки обычно рассыпчатые – данное свойство обеспечивает песчаный наполнитель. А вот во влажном они становятся вязкими – заслуга глины. Из-за наличия значительной части последней, увлажненные суглинки при отрицательных температурах промерзают, увеличиваясь в объеме. Поэтому к фундаментам на пучинистых грунтах (глина, супесь, суглинки) предъявляются особые требования. Исходя из конкретных условий строительства, индивидуальные застройщики делают ставку на следующие типы фундаментов:

Какой фундамент строить на суглинке
Какой фундамент строить на суглинке
Какой фундамент строить на суглинке
  • армированная плита. В этом случае речь идет, как правило, о плавающем фундаменте, заложенным выше ГПГ;
  • сваи. Заглубленные ниже ГПГ, они обеспечивают неплохую устойчивость постройки, однако их применение должно быть обосновано эксплуатационными и экономическими факторами;
  • ленточный фундамент. На пучинистых грунтах жесткая армированная лента возводится либо выше ГПГ (для легких построек и при условии дренирования и утепления фундамента), либо ниже – получается дом с подвалом
Какой фундамент строить на суглинке
Какой фундамент строить на суглинке
Какой фундамент строить на суглинке

Какой фундамент строить на суглинке
Какой фундамент строить на суглинке
Какой фундамент строить на суглинке

Какой фундамент строить на суглинке

Исследования почвы

С помощью ручного зонда нужно пробурить в зоне для строительства несколько скважин и отобрать образцы породы. Лучше всего это делать весной, когда почва наиболее насыщена влагой. Поскольку самостоятельно оценить состояние грунта практически невозможно, обратитесь в инжиниринговую компанию за точными показаниями.

Внимание! Обязательно учитывайте глубину промерзания! Фундамент, расположенный на не большой глубине, там, где почва промерзает, очень быстро начинает разрушаться. Это обусловлено тем, что вода при замерзании расширяется, разрывая структуру грунта и материала фундамента.

Для не большого бревенчатого здания глубина скважин должна быть более пяти метров, а для тяжелых сооружений, кирпичных либо каменных — не менее восьми метров.

На базе сведений, полученных в результате исследований, можно определить, какой именно тип фундамента вам больше подходит.

Фундамент – самая затратная и трудоемкая часть здания, а если вы решили соорудить фундамент, который будет расположен на болоте, своими руками, не стоит экономить на материалах и услугах профессиональных геологов.

Особенности пучинистых грунтов

Пучинистый грунт расширяется при замерзании

Морозное пучение — это деформация влагонасыщенных почв внутри объема. Криогенное вздутие нескальных грунтов происходит из-за кристаллизации капель и разуплотнения органических компонентов. Ледяные вкрапления в нескальных породах получают форму поликристаллов, прослойков, линз. Пылевато-глинистые слои набухают от подъема влаги из ниже лежащих пластов к области промерзания.

Варианты пучения:

  • если влага распределяется равномерно по вертикали почвы, пучение проявляется на уровне 3%;
  • движение потоков или неравномерное промерзание ведет к увеличению набухания до 10-25%.
Особенности пучинистых грунтов

Конструкции фундаментов поднимаются от вздутия грунта, но весной при оттаивании не могут осаживаться вместе с землей в обратном направлении, возникает эффект выпучивания опор (столбов, монолитных и сборных лент). В торфяниках возникают долговременные бугры вспучивания, которые образовываются разными способами.

При зимней оттепели мигрируют водяные потоки, которые впоследствии замерзают. Такое явление повторяется многократно и ведет к появлению объемных ледяных шаров. Бугры растут со скоростью до 10 – 20 см за год. Рыхлые грунты зимой смерзаются с телом вкопанного фундамента, а весной поднимают его. Полость под опорой наполняется жидкостью или разжиженным грунтом. Процесс повторяется несколько лет и ведет к обрушению дома.

К непучинистой категории относят обломочные породы и скальные почвы. Осколочные фрагменты получаются при разрушении горношахтных пород, в группу попадает щебень, гравий и другие материалы с крупными зернами в составе. Сюда же относят пески средней и крупной фракции.

Увеличение структурных частиц ведет к уменьшению степени пучения. Фундаменты в таких слоях заглубляют независимо от отметки промерзания и уровня стояния почвенной жидкости.

Как определить тип почвы

Измеритель степени пучинистости грунта

Читайте также:  Как правильно выставить опалубку под ленточный фундамент по уровню?

Полевые изыскания грунта включают инструментальные исследования и наблюдения за поведением закрепленных глубинных маркеров (реперов). Применяют приборы (пучиномеры), которые содержат в конструкции термоизоляционный контейнер для почвы с образцом опоры и датчики измерения сдвига.

Особенности пучинистых грунтов

Склонность земельного слоя к вздутию называют степенью морозной пучинистости. Ее находят по формуле F = (R – r) / r, где:

  • F — степень пучения;
  • R — высота набухшего слоя;
  • r — высота образца до замерзания.

К пучинистым относят почвы, показатели которых больше 0,01, такие породы увеличивают объем больше чем на 1 см при глубине промерзания 1 м.

Оценка заключается в исследовании опытного фундамента с анкерными элементами для противодействия пучению. Измерительный прибор имеет пружинистый элемент, деформации которого показывают уровень вздутия. Линейные размеры сдвига фиксируют датчики и детекторы.

Есть методы определения степени пучинистости без нарушения целостности образцов под действием сил деформации. Информативные датчики не вводят в землю, приборы не контактируют со слоем почвы.

К таким исследованиям относят:

  • гаммаскопию;
  • ультразвуковой рентген;
  • лазерный способ.
Особенности пучинистых грунтов

Такие приборы фиксируют сдвиги и перемещения минеральных частиц при деформации на расстоянии, но для считывания и работы с показателями требуются специальные технические знания и умения.

При возведении частного дома заказывают лабораторное изучение образца земельного слоя на участке. Анализ занимает некоторое время, но в результате выдается официальное заключение и сертификат о составе и свойствах грунта в месте строительства.

Есть грубая оценка, которая по гранулометрическому строению заведомо определит непучинистый грунт. Среднее тестирование проводят по формулам. Точный результат получают по итогам полевого изыскания или лабораторного исследования.

Классификация грунта по степени пучинистости

Перед тем своими руками, необходимо знать тип грунта в зависимости от его способности увеличиваться в размере при низкой температуре. Выделяют 4 вида грунта: непучинистый, слабо-, средне- и сильнопучинистый. Классификация основана на величине таких показателей, как коэффициент водонасыщения и показатель текучести почвы. К непучинистым почвам относят те, степень пучения которых менее 0, 01. К слабопучинистым можно отнести глину с величиной текучести от 0 до 0,25, пески пылеватые и мелкие с коэффициентом водонасыщения от 0,6 до 0,8. В эту группу входят и крупнообломочные земли с наполнителем. В качестве последнего может быть песок мелкий и пылеватый.

При этом количество его должно находиться в пределах от 10 до 30% в массовом коэффициенте. В группу среднепучинистого грунта входят почвы со степенью пучения от 0,035 до 0,7. К ним относятся глина с текучестью от 0,25 до 0,5; пески мелкие и пылеватые с водонасыщением от 0,8 до 0,95; крупнообломочные почвы с наполнителем более 30% по массе. Наибольшую опасность представляет сильнопучинистый грунт. Он представлен следующими показателями: степень пучинистости более 0,07; текучесть глины больше 0,5; пески мелкие с водонасыщением более 0,95.

Выбор типа фундамента

При строительстве фундамента на глинистой почве, независимо от выбранного типа, необходимо выполнять главное правило: ширина подошвы должна быть больше верхней части конструкции на 25 и более процентов (различные виды фундамента для частного дома). В обязательном порядке обустраивается подушка из песка и гравия (или щебня).

Ответить на вопрос: какой фундамент лучше на глинистой почве — однозначно нельзя. При выборе типа конструкции необходимо принимать во внимание несколько моментов: стоимость, характеристики грунта и глубина залегания грунтовых вод. При определенных обстоятельствах он может быть ленточным, плитным или свайным.

Выбор типа фундамента

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент на глине подойдет для тяжелых построек и легких деревянных строений (для ленточного фундамента своими руками — пошаговая инструкция).

Но если в первом случае обустраивается заглубленная конструкция, подошва которой находится ниже границы промерзания, то во втором предпочтение следует отдать мелкозаглубленному фундаменту: на глинистой почве легкая надземная часть не сможет стать противовесом силам пучения.

Монолитная лента применяется только в том случае, если грунтовые воды находятся ниже линии промерзания грунта. На суглинистых почвах фундамент такого типа можно строить, если геологоразведка подтвердила равномерность залегания пластов по всей строительной площадке.

Выбор типа фундамента

Только в таком случае неравномерные деформации при пучении грунта не будут угрожать конструкции.

Схема ленточного фундамента на глине.

Плитный фундамент

Выбор типа фундамента

Плитные фундаменты на глине являются наиболее надежными, но и самыми дорогими (о плюсах и минусах плитного фундамента). Поэтому практикуют их только в случае строительства роскошных особняков.

Другое название такого типа фундамента на глинистой почве – плавающий. При любых подвижках грунта плита движется вместе с ним, сохраняя равномерность нагрузки.

Плита заливается практически на поверхности земли. Но практикуют и заглубленные плиты – в домах с подвалами. В этом случае стены подземной части дома, и плита составляют единую монолитную конструкцию.

Если вам надо построить фундамент на суглинке, лучшего решения, чем монолитная плита, не найти (как сделать плитный фундамент своими руками — пошаговая инструкция). Поскольку подошва такого основания имеет максимальную площадь, даже расчетного сопротивления грунта в 1 кг/см2 достаточно для обеспечения устойчивости строения.

Выбор типа фундамента

Схема плитного фундамента.

Читайте также:  Возможные схемы подключения радиаторов отопления

Свайные фундаменты

При помощи свай сооружается фундамент на супесях и прочих видах глинистых грунтов. Под здания большой площади устраиваются свайные поля: под стены опоры устанавливаются в виде рядов, а под колонны – кустами.

Выбор типа фундамента

При выборе типа фундамента на глинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод наиболее правильным решением является строительство дома именно на сваях (что такое обвязка свайно — винтового фундамента). При этом необходимо придерживаться основного правила – опора должна выполняться с уширением книзу.

Хорошо зарекомендовали себя винтовые сваи – конструкции, снабженные винтовыми лопастями в нижней их части (как сделать свайно — винтовой фундамент своими руками). При вкручивании винта сохраняется плотность грунта вокруг опоры – лопасти почву не взрыхляют, а подрезают отдельные пласты. Расчетная глубина установки винта находится ниже водоносного слоя и точки промерзания.

Схема свайно — винтового фундамента на глинистой почве.

Выбор типа фундамента

Пучинистый грунт: что это такое

Пучение — процесс увеличения объемов грунта в процессе его промерзания. Такая особенность объясняется присутствием большого количества влаги. При замерзании жидкость кристаллизуется, что существенно отображается на объеме почвы.

В случае присутствия в грунте чрезмерного количества влаги — пучение неизбежно. К такой разновидности относятся грунты с преобладанием в их составе глинистых составляющих: суглинков, супесей и глин. Некоторые типы почв лишь слегка поддаются процессам пучения, а другие слишком заметно подвергаются этому воздействию.

Строители рекомендуют осуществлять заглубление фундамента в пучинистых грунтах, ниже уровня промерзания. Только в таком случае риск его разрушения в процессе эксплуатации постройки сводится к минимуму. Интенсивность и параметры глубины промерзания почвы определяются следующими параметрами в пределах каждого отдельного региона:

  • длительность холодов;
  • количество дней с минусовой температурой;
  • объем снега и толщина его покрова;
  • время выпадения твердых и жидких осадков относительно сезона; вид грунта, а также его состав;
  • показатели влажности;
  • растительность и экспозиция участка;
  • наличие грунтовых вод и их уровень;
  • рельеф территории.

Для самостоятельных подсчетов пучинистости земли стоит использовать формулу Е = (H-h)/h. Символ «h» — является высотой почвы до замерзания, а «Н» — высота грунтового массива после замерзания. По этой формуле можно вычислить внутренние изменения в объемах земли после ее замерзания. В случае превышения показателя в 0,01, почва относится к числу пучинистых. Другими словами: при промерзании почвы вглубь на 1 м, грунт вырастает на 1 см.

Глинистый грунт виды и особенности

Конечно, мы не можем рекомендовать вам, какие материалы стоит предпочесть для возведения чего-либо на глинистом участке, так как это сугубо индивидуальный выбор. Однако рассказать о видах и особенностях самой глинистой почвы будет не лишним.

Итак, в зависимости от процента содержания глины глинистые почвы делятся на три вида:

  1. Глины, состоящие из очень мелких частиц (их диаметр менее 0,005 мм), а также примеси песчаных и пылеватых частиц. Такие грунты пластичные, чрезмерно пучинистые, так как накапливают в себе влагу, и просадочные из-за размывания под действием грунтовых вод. Просадка фундамента на глинистой почве может продолжаться долгие годы и в результате привести к сильнейшему перекосу строения. Глины являются хорошим участком под основание лишь в том случае, если они однородные по составу, а самый верхний слой грунтовой воды залегает ниже глубины промерзания почвы.

Вот что собой представляет глинистый грунт:

  1. Суглинки. состоящие из песков с примесью 10-30% глины. В зависимости от того, сколько процентов глины в них содержатся, суглинки бывают легкие, средние и тяжелые. Заложить фундамент на суглинистой почве получится, но ввиду ее пучинистости и малой несущей способности, придется предварительно укрепить грунт (об этом мы еще поговорим чуть позже).
  2. Супеси или «плывуны». Здесь процент глины совсем невелик – 5-10%. Такие почвы подвижны под воздействием грунтовых вод, а потому, почти не пригодны в качестве участка под фундамент. Но если другого выбора нет, то на супесях наиболее рациональным решением будет свайный фундамент.
Глинистый грунт виды и особенности

Внимание! При выборе фундамента для будущего дома, помимо типа грунта также нужно учитывать величину нагрузки строения на землю под ним. В случае с легкими каркасными постройками требований гораздо меньше, нежели при возведении, например, основательного дома с толстыми стенами и сложной крышей.

Здесь фундамент должен залегать глубже и быть больших размеров. Также нужно заметить, что различается и сама глина – она может быть красной и голубой. В составе первой содержится много песка, через который вода легко проникает в почву. Голубая же глина, наоборот, не пропускает влагу, поэтому вода скапливается на ее поверхности.

Совет! Получить информацию о типе почвы на конкретном участке вы можете, обратившись в отдел архитектуры и землеустройства вашего района или заказав геолого-изыскательные работы.

Читайте также:  Как поставить трубу в бане через потолок и крышу

Грунты

Скалистый грунт представляет собой прочный камень, плохо подвержен любому влиянию внешних воздействий: поверхностных и грунтовых вод, заморозков. Такой грунт не замокает и не промерзает. Имеет небольшую глубину промерзания. Любой фундамент на таком грунте будет надежным. Грунты со схожими свойствами встречаются в строительстве довольно редко. Разработка этого грунта достаточно трудоемка, поэтому лучше использовать мелкозаглубленные конструкции: ленточные сборные или монолитные, в виде сплошной плиты.

Песчаный грунт легко пропускает через свою толщу воду. Достоинство такого грунта – довольно низкие грунтовые воды и небольшой уровень промерзания, обычно 70-110мм. При подмачивании песчаный грунт оседает и уплотняется. На таком грунте можно использовать фундамент на естественном основании: ленточный мелкозаглубленный. Главное чтобы он был расположен ниже глубины промерзания. При устройстве ленты фундамента в траншеях необходимо пролить площадь водой, чтобы дать песку уплотниться и осесть. Одной разновидностью песчаных грунтов является мелкий пылеватый песок. Такая почва считается условно пучинистой и слабой. При подобных грунтовых условиях рекомендуется устройство свайных фундаментов.

Это часто встречающийся тип грунта. Глинистый грунт, пожалуй, одно из самых неблагоприятных оснований для строительства при обилии осадков. Глина сложена мелкими частицами, которые плохо пропускают воду. От этого жидкость застаивается, грунт становится жидким и текучим. Глубина промерзания таких грунтов значительно больше, чем у песков: порядка 160см. Уровень грунтовых вод высокий, часто встречаются напорные воды. При обильных осадках почва постоянно находится в водонасыщенном состоянии, что плохо сказывается на прочностных характеристиках. Хорошим решением фундамента на таком грунте будут лента из свай, плитный фундамент или свайное поле. При этом рекомендуется возводить легкое здание, например в деревянном каркасе или из облегченных конструкций, таких как керамзитовые блоки или пеноблоки.

Грунты

Супеси и суглинки

Такие грунты представляют собой смесь глины и песка. Название происходит от преобладающего компонента. Именно от концентрации песка или глины зависят прочностные характеристики грунта. При преобладании песков грунт имеет название супесь. Характеристики схожи с песчаными грунтами, однако глубина промерзания значительно больше и уровень грунтовых вод, как правило, выше. Оптимальным решением будут монолитные или сборные ленты, столбчатые фундаменты с перевязкой. Супесь может содержать мелкий пылеватый песок, это значительно снижает прочность. В таком случае необходимо устройство свай. В суглинках больше содержание глины. Так же подойдут ленточные и столбчатые фундаменты, но с большим заглублением. Хорошим вариантом станет свайный ленточный фундамент.

Торфяник – это территория бывшего болота, которая была осушена искусственным или естественным путем. Строительство на такой почве не рекомендуется вовсе. Торф – органическая почва, сложно предугадать ее поведение под нагрузкой. К тому же, для подобных грунтов свойственна неравномерная осадка. Допускается лишь установка свай, чтобы пройти торф и передать нагрузку от строения на более мощный слой грунта. В этом случае лучшим вариантом будет свайное поле и легкая конструкция сооружения. Такое решение позволит передать нагрузку на прочный грунт и не допустить образования трещин в конструкциях от неравномерных осадок.

При поиске наилучшего решения для каких грунтов какой фундамент выбрать можно наметить несколько вариантов конструкций. Эти варианты могут отличаться по глубине заложения, материалу и способу устройства. Затем, очевидно, выбрать оптимальное решение.

Плитный фундамент для дома из газобетона

По мнению большинства профессионалов и пользователей, это самый надежный вид основания. Фундамент из железобетонных плит успешно справляется с задачей обеспечения равномерного распределения нагрузки с двух сторон.

  • Во-первых, исключается давление снизу, со стороны почвы. Ведь морозное пучение грунта не в силах разрушить плиту. Двигаясь синхронно с почвой, монолитный фундамент обеспечивает целостность построенному на нем доме.
  • Во-вторых, более равномерно распределяется давление со стороны дома. Таким образом, вероятность деформации газобетонной конструкции стремится к нулю. Важным аспектом в его обустройстве является наличие дренажной системы.

Плитный фундамент, часто называют монолитным или плавающим, но это не совсем верно. Плитный фундамент – это готовые ж/б плиты, уложенные на предварительно подготовленное основание. Места соединения плит заливаются бетоном. Таким образом, обеспечивается жесткость (целостность) основания под газобетонный дом. Преимуществом является то, что его обустройство не занимает много времени.

Самым трудоемким этапом при устройстве плитного фундамента для дома из газоблоков является подготовка котлована. Устройство котлована состоит из нескольких этапов: засыпка дна щебнем с последующей трамбовкой и формированием тонкого бетонного основания, которое заливается между двумя слоями защитной гидроизолирующей пленки.

Уложенные плиты выстаиваются в течение периода, достаточного для схватывания соединяющего слоя бетона. Сложность при возведении плитного фундамента заключается в немалом весе железобетонных плит и необходимости применять специальную технику (кран), что существенно увеличивает стоимость работ.

Вывод. Плитный фундамент рекомендуется выбирать если отмечается значительная пучинистость грунта на участке.