Фундамент на пучинистых грунтах испытывает огромные нагрузки. Пучение грунта действует следующим образом. Промерзший грунт увеличивается в объеме и выталкивает наверх всё, что расположено над ним.
Пучение грунта может разрушить фундамент
Пучение происходит потому, что находящаяся в грунте вода увеличивается в объеме при замерзании. Чем гигроскопичнее грунт, тем больше он может впитать воды и тем сильнее будет пучение при замерзании. Но если влаги в грунте мало, то и пучение независимо от его гигроскопичности будет минимальным.
Перед строительством фундамента (неважно, что вы планируете построить: одно-, двух- или трехэтажный частный дом), обязательно нужно определить типы грунта, его характеристики, а также произвести расчеты на возможные нагрузки, которое сможет выдержать основание. Лучше, если вы закажете инженерно-геологические услуги, но, если не позволяют условия или финансовая возможность, то хотя бы изучите грунт самостоятельно и проведите минимальные расчеты.
Грунт — это основа любого ландшафтного дизайна или садоводческого дела. Это сыпучий природный материал.
Существуют различные виды грунта: полускальный, скальный, дисперсный и другие виды.
В озеленении и ландшафтном дизайне применяют многие виды грунта. Самое большое значение имеет плодородный грунт.
Виды и применение грунтов
Как бороться с морозным пучением в строительстве – Сваи Мания
Пучинистый грунт: как определить тип
Пучинистый грунт что это – Что такое пучинистые грунты — SGround.ru » Торгтехника
Пучинистые и непучинистые грунты, классификация по степени морозной пучинистости
Плодородный грунт — вид грунта, основу которого составляют верхний слой почвы, торф и другие элементы. Минеральные удобрения и специальные органические добавки позволяют обогатить состав и улучшить полезные свойства смеси. Плодородный грунт содержит микроэлементы и питательные вещества, в которых нуждаются растения, а также обладает необходимыми воздушно-водными свойствами, благоприятно влияющими на развитие и рост растений. Можно приготовить такой грунт самостоятельно, но гораздо целесообразнее приобрести готовый плодородный грунт, в котором соблюдено оптимальное соотношение компонентов. Такой грунт хорош для озеленения территорий, выращивания рассады. При использовании плодородного грунта на садоводческих участках нужно смешивать его с почвой в пропорции 1:1.
Грунт растительный — это плодородный верхний слой почвы. Разным растениям нужны различные питательные вещества, поэтому добавки к растительному грунту отличаются по своему составу. Внешне растительный грунт напоминает чернозем. Основные компоненты растительного грунта — торф, почва плодородная. В меньшем количестве содержится песок. Такие пропорции позволяют добиться повышения органики в составе грунта и увеличить его плодородие. Плодородный слой почвы и торф увеличивают содержание питательных веществ и натурального гумуса в грунте, а песок используют для активизации процессов в грунте, улучшения его физических свойств и плотности.
Грунт растительный используют в благоустройстве территорий, для облагораживания бедных почв, для выравнивания газонов. Использование растительного грунта заметно повышает плодородные характеристики почвы.
Любое строительство начинается с исследования грунта. На уже застроенной территории этот этап можно пропустить и воспользоваться результатами исследований, проведенных для других построек. Но часто застройка участка начинается именно с гаража. Хороший пример – каркасный гараж-дом, который был построен нами в качестве склада стройматериалов и временного жилища для строителей.
Нужно хорошо представлять, на каком грунте вы строите гараж. Исходя из его свойств выбирается тип и рассчитываются параметры фундамента. Неправильно спроектированный фундамент в лучшем случае может обойтись дороже, чем это необходимо, а в худшем – разрушиться.
Пучение грунта – одна из самых серьёзных опасностей, подстерегающих построенные без проведения должных исследований фундаменты. Впрочем, о неправильной усадке тоже не стоит забывать.
Таблица для определения степени пучинистости грунта. Z – величина, показывающая на сколько метров уровень грунтовых вод находится ниже глубины промерзания
Если вы не хотите воспользоваться услугами специалистов, для начала придётся выкопать на месте будущей постройки яму два метра глубиной с аккуратными вертикальными стенками. Так вы сможете визуально определить тип грунта. Кроме того, вы можете провести простой эксперимент, который поможет развеять ваши сомнения, если они у вас будут.
Берёте горсть грунта и добавляете в неё воды. Скатываете «сосиску» и, внимание, самый ответственный момент, сворачивате из неё бублик. В зависимости от того, что произошло с «сосиской», делаем выводы:
Если на дворе осень, заодно с типом грунта вы можете определить уровень подземных вод. Хуже всего, если на дне ямы появилась вода. Если сухо – лучше всего воспользоваться ручным буром, и увеличить глубину своих знаний об уровне грунтовых вод еще метра на полтора-два. Воды не видно – до грунтовых вод достаточно далеко и вы даже можете сделать подвал или погреб.
Эта таблица поможет определить, какая глубина фундамента для гаража требуется
Но нас интересует не абсолютное значение уровня грунтовых вод, а то, насколько он находится ниже глубины промерзания. Глубина промерзания – величина нормативная, и определяется из таблицы. Тут стоит учесть, что зимы в последнее время стали мягче, чем раньше, но раз в несколько лет выпадает наоборот, более суровая. Так что если в расчётах предусмотрите дополнительный запас – не ошибётесь.
Не забывайте о том, что сделать фундамент на пучинистом грунте будет гораздо проще, если вы сможет уменьшить воздействие на грунт факторов, вызывающих пучение. Например, сделаете дренаж и утеплите отмостку.
При промерзании грунта, влага из замерзших слоёв выдавливается вниз. И если она не успевает выдавливаться, как раз и происходит пучение.
Следует помнить, что силы пучения велики и могут поднимать целые здания, поэтому строительство сооружений на пучинистых грунтах должно происходить только с принятием мер против пучения.
Рассмотрим способы противодействия пучинистым грунтам:
После реализации представленных здесь способов, фундамент будет служить вам верой и правдой долгие годы.
Непучинистый тип почвы
Проверка почвы – ответственный этап всей работы строителя. Перед тем как непосредственно возводить фундамент для дома, требуется знать, что такое пучение. Итак, непучинистым называется такой грунт, который не подвергается морозному пучению. Пучение включает в себя такое понятие, как степень пучинистости. Она показывает насколько почва может увеличиваться в объеме в результате замерзания при низкой температуре.
Непучинистые – это грунты, которые имеют степень пучинистости менее 0, 01.
Это свидетельствует о том, что при промерзании земли на глубину 1 м, почва увеличивается в размерах менее чем на 1 см.
Почему же происходит это явление? Все довольно просто. В холодный период года (осень или зимой) вода, которая находится непосредственно в почве, начинает замерзать, превращаясь в лед. По законам физике лед имеет меньшую плотность, нежели вода, поэтому объем его увеличивается. Это и называется пучением. Увеличенный по сравнению с исходным состоянием грунт способен оказывать на фундамент большое давление и изменять его расположение, то же самое касается и всего здания. Кроме того, влага, попавшая непосредственно в сам фундамент, способна его постепенно разрушать и приводить в негодность. Все это характерно для пучинистого грунта. Для непучинистого грунта – все иначе.
Как решить проблему пучинистых грунтов
Большинство домов строится в регионах с умеренным климатическим климатом, однако это не означает, что при возведении построек не возникает проблем. Пучинистые грунты являются одной из них. Дело в том, что в условиях морозного пучения фундаментальное основание постройки может быстро потрескаться, вследствие чего пострадает его целостность, а соответственно и прочность основы.
Существует масса методов решения подобных проблем. Однако прежде чем начать предпринимать какие-либо действия, необходимо учесть особенности пучения земли.
Как решить проблему пучинистых почв
Существует масса способов, которые позволят понизить уровень пучения почвы. Рассмотрим самые распространенные.
Замена пучинистого грунта считается наиболее трудозатратным и дорогостоящим процессом, так как предполагается полное удаление почвы, находящейся на месте будущей постройки. После этого засыпается новая земля или крупнозернистый песок и гравий, и фундамент укладывается на непучинистую почву.
Чем меньше вес постройки, тем больше вероятность того, что на нее будет оказывать давление земля, разбухающая в холодное время года. Чтобы этого не происходило, рекомендуется возводить более массивные постройки. Однако, это также ведет к серьезным финансовым затратам.
Возведение плитного фундамента
Придать дополнительный вес зданию и предотвратить давление грунта можно установив в качестве основания для дома плитный фундамент. Цельная монолитная плита высотой более 20 см, заглубленная в землю будет подвергаться силам морозного пучения, однако в этом случае она просто равномерно приподнимется зимой и займет исходное положение, когда температура воздуха повысится.
https://youtube.com/watch?v=KsoiHYKRZT4%3Ffeature%3Doembed
Технически построить плитный фундамент не сложно (трудности могут возникнуть только на этапе армирования), тем не менее, такая основа тоже обойдется недешево.
Установка свайного фундамента
Если вы хотите обойтись малой кровью, то дешевле всего будет установить свайный фундамент. Однако стоит учитывать, что подобные конструкции подходят только для домов небольшого веса (каркасных, сооружений из сип-панелей и так далее).
В качестве фундаментального основания подойдут:
После установки свай, элементы соединяются при помощи распределяющих нагрузку плит или балок (ростверка), которые укладываются по периметру будущей постройки и утепляются пенопластом или пенополистиролом.
Некоторые строители возводят на пучинистых почвах кирпичные столбчатые конструкции высотой до 60 см и заглубляют их примерно на 15 см, однако такие основания подходят только для беседок, летних кухонь и прочих сооружений, не предназначенных для проживания.
Постоянное отопление дома
Если сравнивать температуру почвы, расположенной под отапливаемым и неотапливаемым домом, то в первом случае она будет выше почти на 20%. Соответственно, если в здании круглогодично будут проживать люди и постройка будет отапливаемой, то сила пучения сведется к минимуму.
Чтобы предотвратить распирание почвы, можно снизить содержание воды в земле. Для этого необходимо соорудить дренажный колодец, который будет находиться на некотором отдалении от постройки. Чтобы построить такую систему необходимо:
Чтобы снизить пучинистость грунта, можно возвести отмостку. Обычно такая конструкция изготавливается по периметру постройки для того, чтобы защищать фундаментальное основание от дождевых вод. Но, если произвести более мощную теплоизоляцию отмостки, можно будет снизить уровень расширения земли в зимний период.
Чтобы изготовить утепленную отмостку, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
Зная какие грунты преобладают на участке, можно вычислить уровень их пучения, соответственно можно подобрать лучший вариант обустройства фундаментального основания или снизить объем влаги в почве. Некоторые строители дополнительно утепляют фундамент, так как это также позволяет понизить уровень влияния влаги на бетонную основу дома.
Показатель давления грунта и его влияние на фундамент
Данный показатель означает давление паутинистого грунта, в частности — на фундамент постройки. Лед в земле может достигать огромных масс, которые способны вымещать фундамент на поверхность.
Выделяют два вида типа выталкивающего воздействия на основание дома:
Вертикальная сила наносит меньше вреда фундаменту. Деформации незначительные, и их можно заранее предотвратить. Для этого необходимо использовать для устройства фундамента только качественные компоненты, и делать основание строения ниже глубины промерзания.
При воздействии касательной силы, грунт не просто поднимается вверх, но и расслаивается. Это может повлечь полноценное разрушение здания, стоящего на нем. Особенно опасно такое явление, если дом имеет небольшую массу.
Схематически воздействие выталкивающих сил на основание дома представлено в следующей таблице:
Плитный фундамент на пучинистом грунте
Не боится пучения грунта плитный фундамент. Монолитная армированная плита толщиной не менее 0,2 м будет надёжным основанием, например, для гаража. Неглубокий котлован под плиту засыпается песком и накрывается слоем гидроизоляции. Кроме того можно предусмотреть слой утеплителя. Но такой фундамент довольно дорог. Но с другой стороны, в гараже такой фундамент выполняет функцию пола, так что иногда именно плита является оптимальным вариантом.
Клиентам, решившим заказать у нас гараж, но желающим залить фундамент самостоятельно, мы предоставляем всю необходимую документацию и даём практические советы по его обустройству.
Замена пучинистого грунта на непучинистый под фундамент
Первым делом нужно определить тип грунта, на котором будет возводиться дом. На некоторых поверхностях строить очень сложно, к таким относятся пучинистые.
Пучение как процесс
Подобные почвы склонны к поглощению влаги. Зимой, когда температура опускается ниже нуля, жидкость замерзает и увеличивается в объеме.
Весной процесс происходит в обратную сторону. Если фундамент возведен без учета данных нюансов, он будет деформироваться.
Это может привести к разрушению здания.
Виды пучинистых грунтов
К данным почвам относятся:
Выделяют такие типы:
Почему земля вспучивается?
На пучинистость влияет ряд факторов, таких как:
Почвы с высоким уровнем грунтовых вод (2 метра и менее) больше всего меняются в объеме. Глубина промерзания зависит от температуры воздуха, толщины выпавшего снега (снежного покрова), тепловой защиты основания.
Высота капиллярного смачивания является разной у каждого вида. Толщина слоя называется морозоопасной каймой.
У пылеватых грунтов она составляет 30-50 см, у супесей – от 50 см до метра, у суглинков – до полутора метров, а у глинистых – до трех.
Чем ближе находятся воды, чем больше кайма, чем ниже опускается температура, тем больше будет пучинистость. Поэтому нужен более крепкий фундамент.
Как противодействовать пучинистым почвам?
Самый надежный метод – это вывоз с последующей его заменой. В этом случае глубина у котлована должна быть больше, чем у промерзания.
На это место засыпается, например, песок крупной фракции. Такой способ является самым дорогим, но обладает наибольшей надежностью.
Более дешевый вариант – строительство ниже уровня промерзания. На стены все равно будет воздействовать сила пучинистого грунта, хоть и в меньшей степени. Подходит только для тяжелых построек (из железобетона).
Еще один способ – теплоизоляция. Для этого утеплитель укладывается вокруг основы и под ней. Ширина материала должна быть не меньше глубины промерзания, а толщина подбирается индивидуально.
Сам метод подходит только для легких строений с мелкозаглубленным фундаментом; дом должен иметь систему обогрева, а цокольный этаж следует утеплить, иначе достигнуть высокой эффективности не получится.
Также можно избавить грунт от воды: нет влаги – нет пучения.
Для этого на расстоянии от основания (где-то на полметра) роется канава, в которую под углом ложится перфорированная труба (ее необходимо завернуть в фильтрующую ткань).
Нижний конец выводится подальше от постройки, например, в вырытый для этого колодец, канава же засыпается крупным песком.
Ещё один способ – выполнение дренажных скважин с шагом 2-3 метра. Здесь требуются точные расчеты, которые рядовой строитель не проведет.
Какой фундамент лучше выбрать для такой почвы?
Это зависит от многих факторов, таких как:
Если уровень промерзания – глубокий, то строительство выполняется водо- и морозостойкими материалами.
https://youtube.com/watch?v=6mJaohBVGHM%3Ffeature%3Doembed
Часто это соответствующие марки бетонов.
Из общего перечня можно выделить несколько вариантов, которые подходят для подобных почв.
1. Монолит. Практически лучший вариант, представляет собой цельную бетонную плиту, на которой и размещается здание.
Монолит можно заливать не только на поверхности, но и глубоко – для последующего возведения таких же стен.
Если уровень воды находится высоко, или грунт промерзает на большую глубину, выбирается только мелкозаглубленный фундамент (то есть без подвала).
Для масштабных домов это основание не подбирают из-за дороговизны, на склоне его не сделаешь.
2. Сваи. Здесь есть несколько видов для разных случаев. Большой популярностью пользуются винтовые, которые вкручиваются в грунт.
Высоту следует подбирать, исходя из глубины промерзания (винт должен находиться ниже). Монтаж проводится в среднем за день, срок службы составляет не один десяток лет.
После демонтажа здания их можно вытащить и использовать заново.
3. Буронабивные сваи. Их устройство выглядит примерно так:
Технология сложнее, но при строительстве различных заводов и фабрик на проблемных участках они незаменимы.
Отдельно стоит сказать про основание для деревянного дома.
Проблемы дают знать о себе не сразу (поскольку деревянные брусья не трескаются).
Для суглинков хорошо подойдет столбчатый тип, на неровном ландшафте лучше использовать сваи.
4. Столбчатые и ленточные фундаменты.
Они не особо подходят для строительства на пучинистых грунтах, но в некоторых случаях применяются.
Столбчатая конструкция хороша своей надежностью и относительной дешевизной. Для возведения нужно:
Мелкозаглубленные ленты также требуют наличия песчаной подушки, необходимо позаботиться и об армировании (стальной проволокой или арматурой). Подвал не предусматривается, зато вес здания распределяется равномерно по фундаменту, из-за чего процессы вспучивания переносятся проще.
Несколько дополнительных советов
1. ни в каких случаях не стоит пренебрегать дренажной системой;
2. насосами при их дороговизне иногда можно отвести меньше воды, чем самотеком;
3. осушающие каналы могут привести в негодность слишком много плодородной земли;
4. не нужно экономить: стоит выбирать бетон от марки 200 и выше;
5. битумные материалы и отработанные масла могут снизить пучение в разы. Но чрезмерное увлечение может погубить грунт, пригодный для огородов;
6. используя против пучения соль, помните о том, что она повреждает металлы; позаботьтесь об изоляции трубопроводов;
8. защищают от пучения не только основание, но и трубы водопровода и канализации;
9. применяя керамзит для утепления, не стоит его заглублять, иначе он насытится водой;
10. не нужно срезать дерн: растительность на нем испаряет лишнюю влагу;
11. водостоки и лотки ливневой канализации важно чистить вовремя, а именно до начала осени.
Говоря о фундаментах на пучинистых грунтах, важно:
https://youtube.com/watch?v=rFivuJTYL9I%3Ffeature%3Doembed
Как происходит пучение
Так как плотность воды больше чем у льда, то в процессе ее замерзания ее объем изменяется в большую сторону. Исходя из этого влага, находящаяся в почве, становится причиной расширения ее массы. Отсюда и появилось такое понятие, как силы морозного пучения, то есть – силы, влияющие на процесс расширения грунта. Сама же почва в этом случае называется пучинистой.
Полезно! Уровень расширения грунта обычно составляет 0,01. Это означает, что если верхний слой земли будет промерзать на глубину 1 м, то объем почвы увеличится на 1 см и больше.
Само морозное пучение происходит по нескольким причинам:
Исходя из состава почвы и климатических условий, выделяют пучинистые и непучинистые грунты.
Чем отличаются пучинистые и непучинистые основания
Согласно ГОСТ 25100-2011 существует 5 групп грунтов, которые отличаются по уровню пучения:
- Сильнопучинистые – 12%;
- Среднепучинистые – порядка 8%;
- Слабопучинистые – около 4%;
- Непучинистые – менее 4%.
Последняя категория считается условной, так как почвы, в которой не содержится воды, практически нет в природе. К таким основаниям можно отнести только гранит и крупнообломочные породы, но в наших условиях такие грунты встречаются крайне редко.
Говоря о том, что такое пучинистый грунт и как его определить, стоит учитывать его состав и УГВ.
Как самостоятельно определить степень пучения грунта
Чтобы «в домашних» условиях определить есть ли на вашем участке пучинистые грунты, то проще всего выкопать шурф (вертикальную выработку) глубиной около 2 м и подождать несколько дней.
Дренаж грунта
Можно пойти по другому пути, не удалять гигроскопичный грунт, а просушить его. Для этого нужно обеспечить отведение излишков воды с помощью дренажа. Для этого по периметру фундамента укладывается перфорированная дренажная труба, расположенная не выше слоя песчаной подсыпки под фундамент. Труба располагается с уклоном таким образом, чтобы попадающая в неё вода стекала в специальный дренажный колодец.
Дренаж может защитить фундамент на пучинистых грунтах
Можно обойтись без дренажной трубы: пробурить и засыпать щебнем специальные скважины. Они должны располагаться под фундаментом на расстоянии 2-3 метра одна от другой. Через эти скважины избытки влаги будут легко опускаться в нижние слои почвы.
Отмостка
Обустройство отмостки – один из самых простых способов уменьшения пучения. Правильно сделанная отмостка уменьшает пучение комплексно, влияя на промерзание и уровень влажности. Отмостка препятствует попаданию дождевой воды в прилегающие к фундаменту слои почвы.
Почва промерзает из-за контакта с холодным воздухом. Почва ниже глубины промерзания имеет температуру около +10°C. Если защитить её от воздействия воздуха, она промерзать не будет и, соответственно, не будет пучения. Таким образом утепление отмостки препятствует промерзанию грунта в непосредственной близости от фундамента.
Таким образом отмостка для пучинистого грунта – это не просто слой бетона, залитого вокруг фундамента, а многослойная структура с гидроизоляцией и слоем утеплителя (обычно пенополистирола).
Какой фундамент лучше под непучинистый грунт. Пучинистый грунт – как делать фундамент? Применение ленточных конструкций
Характерной особенностью пучинистых грунтов является их подверженность морозному пучению.
Процесс пучения грунта – это результат замерзания находящейся в нем влаги, которая превращается в лед.
Сила пучения глинистых грунтов способна разрушить любое строение, поэтому возведение на таких грунтах требует особой технологии производства работ
Так как плотность льда меньше, чем у воды, его объем больше. Пучинистые грунты включают три вида глинистых почв: супеси, суглинки и глины. В глине содержится очень много пор, что позволяет ей удерживать влагу. Соответственно, чем больше глины и воды содержится в грунте, тем выше его пучинистость.
Под степенью морозной пучинистости понимается величина, показывающая склонность грунта к возможному пучению. Определяют степень пучинистости как отношение абсолютного изменения объема грунта в результате замерзания к высоте грунта до того, как произошло промерзание.
Таким образом, здесь можно определить, как влияет процесс замерзания грунта на его объем. Если показатель степени пучинистости грунта составляет больше, чем , то такие грунты называют пучинистыми, то есть увеличивающимися на 1 см и более при промерзании грунта на глубину, составляющую 1 м.
Меры против пучения
Сила пучения настолько велика, что способна поднять крупное здание. Поэтому на пучинистых грунтах проводят специальные мероприятия по снижению и предотвращению пучинистости. Можно выделить следующие меры, принимаемые против пучения грунтов:
Пучению подвержены все глинистые виды грунов.
Замена грунта на непучинистый
Можно использовать обычный фундамент, но заменить грунт на непучинистый. Но для этого придётся на месте будущей постройки выкопать котлован и засыпать его песком и щебнем. Процедура это недешевая. Зато влага не будет задерживаться в насыпанном вами негигроскопичном грунте.
Разновидности грунта согласно ГОСТ 25100-2011
Все грунты можно классифицировать по гранулометрическому составу на:
Упростим сложную и подробную классификацию, приведенную выше:
По классификации гранулометрического состава, приведенной ниже в таблице несложно определить размерность частиц.
Как построить фундамент на пучинистых грунтах
Какие грунты считаются пучинистыми. Суглинок пучинистый или нет. Пучение грунта — что это
Пучение грунта что это, виды пучения, как уменьшить влияние пучения грунта на фундамент
Самарская область пучинистый грунт или нет
Строительство фундамента на пучинистых грунтах своими руками
Если вы по какой-то причине не можете отнести в лабораторию пробы грунта (например, нет в вашем городе лаборатории), то без лаборатории, так сказать «в полевых условиях», грунт можно диагностировать по описанию в следующей таблице:
Еще один популярный способ определения в полевых условиях типа грунта – во влажном состоянии, будем “катать колбаски”. Разумеется, щебень или торф вы и так определите визуально, такой способ подходит для глиносодержащих видов грунта. Смачиваете образец грунта водой и пытаетесь скатать жгутик ладонями. По признакам определяете тип.
Для того, чтобы у вас было представление о том, как выглядят суглинок, супесь, глинистая почва, песчаная почва приведем следующее изображение:
Есть некоторые способы, по которым можно определить типы грунта, гранулометрический их состав, а также некоторые их характеристики, вроде плотности, влажности, но для этого вам придется проводить опыты (которые, к слову, мы бы не советовали вам проводить самостоятельно, проще обратиться в лабораторию, и заниматься тем, что у вас отлично получается, предоставив лабораторные опыты специалистам, которые смогут замерить грунтов, их состав наиболее точно, без больших погрешностей).
Ленточный фундамент с наклонными стенами
Пучение грунта не является непреодолимой проблемой. Ленточный фундамент можно сделать не с вертикальными стенами, а с наклонными. В разрезе он будет иметь форму трапеции. Подымающиеся при пучении слои грунта будут скользить по таким стенам. Но основание фундамента конечно же должно находиться ниже максимальной глубины промерзания.
Расширяющийся к низу ленточный фундамент для пучинистого грунта, обратите внимание и на наличие отмостки
Как правильно заложить фундамент на пучинистом грунте?
При возведении фундамента на пучинистом грунте, необходимо учитывать постоянные и временные воздействия на почву. В зимний период почва влияет на грунт с удвоенной силой, а связано это с пучением. Современные технологии позволяют обойти пучение, и возвести надёжное основание.
Пучинистый грунт, его свойства и особенности
Пучение грунта — это увеличение объема почвы при переходе из талого состояния в мерзлое и резкое уменьшение объема при таянии мерзлой почвы. Пучение зависит от состава грунта, уровня грунтовых вод и пористости почвы. При замерзании вода в почве увеличивается на 10-14 %, грунт пучинится и может поднять здание.
К пучинистым грунтам относят мелкие и пылеватые пески, все виды мягкопластичных почв (супеси, суглинки). Уровень грунтовых вод открыто влияет на пучинистость почвы. Если вода находится ближе к поверхности, то воздействие пучинистых сил на строение в 2-3 раза сильнее. Чем мельче структура почвы, тем быстрее грунт станет влажным.
Фундамент, заложенный на уровне промерзания грунта, может сильно пострадать. Даже при значительном весе постройки, она может подняться при пучении почвы. В момент оттаивания почвы грунт опускается, и конструкция неравномерно проседает. Стены начинают перекашиваться, а через 5-7 лет основа фундамента придет в полное несоответствие строительным нормам.
Способы борьбы с пучением грунта
При возведении фундамента на пучинистой почве учитывайте изменение грунтовых вод в разные сезоны. В различных регионах вода поднимается на разную высоту.
Варианты заложения фундамента на пучинистом грунте
При выборе фундамента необходимо учитывать силы воздействия грунта, рассчитать массу здания, чтобы фундамент не треснул.
Фундамент нельзя оставлять на простой, его сразу нагружают, распределяя нагрузку на опоры вертикально, используя уровень. Укладывают столбы на стяжку из песка и цемента.
Используя в качестве столбов железобетонные конструкции можно производить закладку основания на грунт:
Осаждению здания может способствовать неравномерное распределение нагрузки на основание. Если в одной части дома глухие стены, а в другой только арочные, то вес давит на фундамент с разной силой, в основании появляются трещины, а конструкция перекашивается.
https://youtube.com/watch?v=Pbkb_7wBUSc%3Ffeature%3Doembed
Некоторые особенности возведения здания также влияют на осадку. Часть дома, выстроенная летом, просядет меньше части, достроенной зимой. Чтобы избежать неравномерной осадки, здание лучше строить в одно время года, или зимой использовать легкие виды материалов.
Строительство на пучинистом грунте — процесс сложный, не допускающий ошибок. Соблюдение мер по защите от действия пучинистых сил сохранит здание от разрушения и перекашивания конструкции.
Группы грунтов — классификация
Все горные породы, которые залегают в основном в выветриваемой зоне Земли и служат элементами использования при деятельности человека, направленной на строительство, принято называть грунтами.
Они могут быть использованы в качестве среды, основания или материала, который лежит в основе строения зданий и сооружений.
Грунты и их категории
Грунтами можно считать разнообразные горные породы, почвы и различные образования с техногенными свойствами.
Они могут представлять собой как многокомпонентную, так и многообразную систему в сфере геологии, без которой не обойтись человеку в его инженерно-строительной деятельности.
Грунты можно подразделить на несколько категорий:
Первая. Категория, которая в большей степени состоит из песков, торфов и суглинка, особенно влажного и легкого.
Ко второй относят суглинок, гравий, а также влажную и легкую глину.
Третья – это глина, которая относится к средней, тяжелой и разрыхленной, а также суглинок с немалой плотностью.
Четвертую категорию грунтов представляют тяжелую глину, а также промерзающие грунты.
Пятой категорией грунтов является крепкий сланец, известняк и песчаник, которые не отличаются своей крепостью, а также глина, которая содержит в себе гравий, гальку, щебень.
Шестая – это сланец, глинистый песчаник и известняк, змеевик и доломит и т.д.
К седьмой категории относят окварцованные и слюдяные сланцы, также это может быть песчаник и довольно твердый известняк, мрамор и др.
Действующим документом на сегодняшний день, согласно которому классифицируют разнообразные грунты, является ГОСТ 25100 всего разнообразия грунтов можно выделить две основные группы грунтов:
1. Скальные. Такими грунты отличаются более жесткими связями в структуре. Ими принято считать магматические, метаморфические, осадочные и искусственные.
Каждый грунт данной группы имеет определенный предел прочности, размягчаемости в воде, растворимости и насыщения водой.
2. Нескальные. Такие грунты не имеют жестких структурных связей. К таким грунтам относят горные породы, отличающиеся рыхлостью и сыпучестью.
В составе грунтов данной группы можно встретить органические соединения. Нескальные грунты в свою очередь могут разделяться на крупнообломочные и песчаные.
Для того, чтобы применять грунт, сначала нужна выемка грунта, которую можно производить вручную с использованием инструментов или с использованием специальной техники.
При этом будет рассчитываться цена за куб. Например, стоимость выемки 1м3 грунта вручную будет отличаться от выемки с использованием специальной техники.
Стоимость работ по выемке грунта может также зависеть и от того, какой вес грунта.
Иногда при строительстве используют так называемые пучнистые грунты. Особенностью таких грунтов является их сила пучения, способная поднимать здания.
Поэтому прежде чем использовать в строительстве такой тип грунта, следует избавиться от пучения. Но тут же возникает вопрос «Как сделать это правильно?».
Лучше всего заменить такой грунт и купить грунт более подходящий, но можно решить проблему и заложением его на глубину ниже промерзания.
Если же вы решили заняться работами, связанными с благоустройством, то лучше всего использовать грунт плодородный. Продажа грунта можешт осуществляться в мешках и находить широкое применение в связи с работами для участка.
Цена грунта может зависеть от того, к какой группе он относится. Так, например, чернозем богат кальцием, а торф содержит в себе большое количество горючих веществ.
Разновидности суглинистых почв
Суглинки тоже делят на три категории:
Фундамент для постройки на пучинистом грунте
Ленточный фундамент на пучинистых грунтах
Стоит обратить внимание на то, что грунт, увеличиваясь в объеме, сжимает словно тисками находящиеся в нём конструкции. Поэтому даже если фундамент заглублен ниже границы промерзания, грунт может воздействовать на его вертикальные поверхности. Примерзнув к стенам фундамента и сжав их, грунт начинает подниматься вверх и тянет фундамент за собой. Если постройка лёгкая, выталкивающие силы могут приподнять её вместе с фундаментом.
https://youtube.com/watch?v=5cFAMYnwIXw%3Ffeature%3Doembed
Свайный фундамент на пучинистом грунте
Свайный фундамент сочетает невысокую стоимость и надёжность и идеально подходит для пучинистых грунтов. Монтаж свайного фундамента можно производить в любое время года. Причём на все работы обычно требуется всего один день.
Свайный фундамент на пучинистых грунтах
Хороший пример нашей работы – гараж на пучинистом грунте, который мы построили зимой.
Способы предотвращения пучения грунта
1. На первый взгляд самый простой, но довольно радикальный метод – замена грунта в зоне строительства. На площадке, где планируется возводить здание, роется котлован. Глубина его должна быть больше глубины промерзания грунта. Таким образом, из-под будущего фундамента убирается пучинистый грунт, после чего в котлован засыпается и утрамбовывается песок. Песок не удерживает воду и обладает высокой несущей способностью. Это очень надежный способ предотвращения пучения грунта, но он требует больших затрат средств и рабочей силы.
2. Еще один способ предотвращения пучения грунта – закладка фундамента на глубину, до которой грунт не промерзает. В этом случае фундамент опирается на слои грунта, не подверженные пучению, и можно избежать воздействия изменений объема грунта на основание фундамента. Однако на стенки фундамента воздействие будет продолжаться, пусть и в меньших масштабах, чем при менее глубокой закладке.
Пучинистые грунты: что это такое и как с ними бороться
Грунт непучинистый – Непучинистый грунт для строительства фундамента – sk-amigo.ru – Строительная компания Амиго
Что такое пучинистый и непучинистый грунт?
3. При строительстве небольшого легкого дома, для которого не будет использоваться массивный фундамент, можно прибегнуть к такому варианту решения проблемы, как утепление. В этом случае стараются просто не допустить промерзание грунта до такой степени, когда он начнет деформироваться. Для этого вокруг здания укладывают утеплитель, закрывая им фундамент. Толщина слоя утеплителя должна соответствовать глубине, на которую может промерзнуть грунт. Для каждого случая ее нужно определять индивидуально.
Усадка фундамента
Теперь у вас есть все необходимые данные для того, чтобы выбрать тип и глубину фундамента. Осталось рассчитать его ширину. Тут нужно ориентироваться на несущую способность грунта. Если на фундамент могут воздействовать горизонтальные силы пучения – ширина и конструкция фундамента это тоже необходимо учитывать, но тут в двух словах о расчёте не расскажешь.
Расчётное сопротивление грунта поможет определить минимальную площадь фундамента для гаража
Если постройка каркасная, например, гараж из сэндвич-панелей, то нагрузка на фундамент создаётся минимальная и мощная конструкция не требуется. Вопрос, как лучше сделать фундамент, сводится скорее к выбору типа фундамента.
А вот тяжелые капитальные постройки требуют серьёзного подхода к расчёту фундамента, так как нагрузка на грунт тут уже может оказаться вполне сопоставима с предельно допустимой.
Фундамент на пучинистом грунте и его особенности
Одним из самых важных элементов конструкции любого строения, является фундамент. От его надежности и качества зависят все технические характеристики дома. А если пропустить этот момент и сделать фундамент на пучинистом грунте не учитывая его особенности, то могут возникнуть проблемы. Исходя из этого, необходимо внимательно подходить к выбору типа фундамента в зависимости от вида грунта, так как пучинистый грунт имеет несколько особенностей.
Понятие пучинистый грунт
Под воздействием низких температур грунт претерпевает ряд изменений, которые подвергают его пучению. Отсюда возникло понятие «пучинистости». Так как истоки данного определения идут из физических состояний воды, то существуют различные понятия. Например, степень морозной пучинистости — склонность грунта к увеличению внутреннего объема.
Она рассчитывается как относительное изменение объема грунта при промерзании. Незначительные колебания не принимаются в счет. Значение имеет грунт со степенью пучинистости свыше 0,01%. В таком случае пучинистым можно назвать грунт, когда при промерзании на 1 метр в глубину его размеры увеличивается на 1 см и более.
Процесс основывается на том, что в толще грунта содержится вода, которая при замерзании расширяется. Ввиду того, что лед обладает меньшей плотностью по сравнению с водой, и создается эффект пучинистости. Ее степень можно определить именно по содержанию в грунте количества воды. Таким образом, чем больше воды, тем больше он вспучивается.
Если переходить на конкретные примеры с почвой, то пучинистостью обладают глинистые грунты (глина, суглинок и супесь). Основная разница между песком и глиной заключается в том, что глина более пористая, это дает ей возможность удерживать больше влаги, которая не способна в этом случае проникнуть к более низким слоям. Отсюда вытекает вывод: более пучинистым является тот грунт, в составе которого больше глины.
Следует учитывать некоторые нюансы при возведении фундамента. Сила расширения при пучинистости очень велика и способна поднимать даже очень большие постройки и здания. Во избежание этого необходимо принимать меры при проведении строительных работ.
Одним из вариантов может быть замена грунта непучинистыми, к которым относятся гравелистый грунт, песок крупной фракции. Они не задерживают воду и не расширяются. В этом случае необходимо извлечь пучинистый грунт с такой глубины, чтобы она была больше глубины промерзания, а на его место укладывают и утрамбовывают слой песка. В свою очередь, песок — превосходное основание для фундамента, отлично выполняющее несущую функцию. Из-за объемистости работы этот вариант является неэкономичным, хоть и самым надежным.
Фундамент на глубину промерзания почвы
Второй вариант заключается в закладке фундамента глубиной больше промерзания почвы. Положительным качеством этого способа является то, что пучинистость не будет действовать на основание фундамента. Но это не исключает возможности расширения грунта в стороны, то есть боковой пучинистости, что, в свою очередь, даже при меньшей силе воздействия создаст проблемы. В фундаменте боковые поверхности способны к колебанию, а грунт при низких температурах примерзает и тянется за ними.
Сила пучения, направленная по касательной, способна достигнуть величины на 1 кв. м. поверхности до 6 тонн. Например, если для дома размерами 6 на 6 квадратных метров залить фундамент глубиной 1,5 метра, то касательная сила пучения способна поднять 180 тонн. Соответственно, деревянное здание поднимется, без сомнений, так как силы пучения не будут уравновешены.
Таким образом, для того чтобы возвести тяжелые здания из кирпича или из железобетонного монолита, закладывать фундамент необходимо на глубине, которая превысит величину пучинистого слоя. Для легких домов с мелкозаглубленным фундаментом подойдет третий вариант.
Он заключается в утеплении пучинистого грунта, расположенного вокруг фундамента, путем укладывания на него утеплительного слоя. В этом случае промерзание влаги в грунте предупреждается.
Утеплительная полоса, в зависимости от своей теплоизоляции, может иметь различную толщину, а ширина ее должна быть равной величине промерзания почвы.
Отток воды один из вариантов при закладке фундамента на пучинистых грунтов
Одним из вариантов при закладке фундамента на пучинистых грунтах может быть отток воды. В случае отсутствия влаги пучинистости не будет. Добиться этого эффекта можно одним путем. Он заключается во встраивании дренажной системы. По периметру фундамента дренажная система будет способствовать оттоку воды. Она представляет собой специальную перфорированную трубу, сверху покрытую фильтрующим материалом. Такая труба располагается в канаве.
Для того чтобы ее проложить, необходимо соблюдать величину глубины заложенного фундамента и расположить трубу на расстоянии 0,5 метра от него, соблюдая небольшой уклон. Сверху все засыпается крупнозернистым песком или же гравием. Дренажная труба в моменты попадания в нее воды будет отводить ее в колодец. Ливневые канализации с отмостками защитят от атмосферных осадков.
Заключение по теме
В любом случае пучение грунта — это именно давление. Поэтому к его ослаблению надо подходить комплексно. То есть, сооружать отмостки, укладывать армирующий каркас в опалубку фундамента перед заливкой бетонного раствора, проводить мероприятия по гидро — и теплоизоляции, собирать дренажную систему отвода атмосферных осадков в первую очередь, а во вторую понижать уровень грунтовых вод.
Пучинистые грунты. Что это такое?
Относиться к этому свойству земли можно по — разному, но пренебрегать им нельзя ни в коем случае. Упустили что — то, получите трещины по всей конструкции фундамента, что ослабит основу здания.
