Какой фундамент выбрать для пучинистых грунтов

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 18.09.2024

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:

глины;
суглинки и супеси;
песчано-пылеватые.

Выделяют такие типы:

слабопучинистые (увеличиваются в объеме до 4 %);
среднепучинистые (от 4 до 8 %);
сильнопучинистые (от 8 и до 12 %).

Почему земля вспучивается?

На пучинистость влияет ряд факторов, таких как:

дисперсионные свойства;
глубина промерзания;
уровень подземных вод;
высота капиллярного смачивания.

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:

тип сооружения (частный домик или многоэтажка);
материал (деревянный или бетонный);
место, где возводится дом (на ровной поверхности или на склоне);
финансовые возможности.

Если уровень промерзания – глубокий, то строительство выполняется водо- и морозостойкими материалами. Часто это соответствующие марки бетонов. Из общего перечня можно выделить несколько вариантов, которые подходят для подобных почв.

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:

бурение скважины с погружением обсадной трубы;
извлечение бура;
создание армокаркаса;
заливка бетона;
извлечение обсадной трубы.

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:

присыпать почву подушкой из песка;
использовать крепкие столбы (например, железобетонные);
хорошо утеплить пол первого этажа.

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;

7. весной фундамент с солнечной стороны оттаивает скорее. Во избежание неприятностей можно, например, теплоизолировать этот участок или прогревать грунт изнутри дома;

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.

При закладке фундамента для строительства дома обязательно следует учитывать тип грунта в том месте, где он возводится. На конструкцию основания и всей постройки большое влияние оказывает такое явление, как морозное вспучивание почвы.

Процесс пучения очень коварен. Он возникает во влажных мелкопесчаных, глинистых, суглинистых или пылеватых почвах. При минусовой температуре почва промерзает до определенной глубины, увеличиваясь в объеме. Влияние таких подвижек почвы следует учитывать еще до закладки основания. Напряжение в грунте вызывает его значительную деформацию, что приводит к плачевным последствиям. Сила пучения приподнимает и тяжелые конструкции.

При замерзании воды ее объем увеличивается от 4 до 12%. Чем больше влаги может впитать почва, тем большему вспучиванию она подвергнется зимой. Грунты, подверженные морозному вспучиванию, делятся на:

сильнопучинистые (до 12% вспучивания);
среднепучинистые (до 8%);
слабопучинистые (до 4%).

Причины вспучивания грунта

Величина вспучивания определяется несколькими факторами:

дисперсионными свойствами почвы,
глубиной залегания подземных вод,
высотой капиллярного смачивания почвы,
глубиной промерзания грунта.

В различных местностях подземные воды находятся на разных уровнях. Уровень залегания считают высоким при глубине не более 2 метров. При нахождении воды близко к уровню промерзания, почва становится сильно увлажненной, что приводит к сильному пучению грунта при минусовой температуре.

Высота капиллярного смачивания почвы зависит от ее типа. Толщину слоя капиллярного увлажнения от уровня грунтовых вод называют опасной морозной каймой. Ее толщина — от 30 см до 3,5 метра. Морозоопасная кайма зависит от степени дисперсности почвы и составляет:

30−50 см при пылеватой почве;
50−100 см у супесей (грунта, состоящего из пылеватых и песчаных частиц);
до 1,5 м у суглинков;
до 3 м у глинистых почв.

Глубина промерзшего грунта под домом зависит от температуры воздуха, теплоизоляции основания и толщины снежного покрова.

Из вышесказанного напрашивается вывод — чем ближе грунтовые воды, толще слой капиллярного увлажнения и ниже температура за окном, тем большему вспучиванию подвергнется грунт.

Как снизить воздействие пучинистых грунтов?

При возведении дома на пучинистых почвах можно пойти двумя путями — провести ряд мероприятий, помогающих снижению вспучивания и его негативного влияния, или заложить фундамент, которому морозное пучение неопасно.

Для предотвращения пучинистости грунта проводят ряд действий.

Замена грунта под основанием дома крупнозернистым песком. Такой способ требует рытья глубокого котлована и большого количества непучинистого грунта. Метод является достаточно затратным.
Возведение ленточного фундамента на пучинистых грунтах ниже промерзающего слоя почвы. В этом случае процессы вспучивания будут действовать на боковые поверхности фундамента. Чтобы уменьшить их влияние, основу дома следует надежно утеплить. Это приведет к дополнительным расходам.
Обеспечение отвода воды от дома, оборудование дренажной системы. Для этого потребуется изготовление отмостков и ливневой канализации.

Предотвращение пучинистости требует дополнительных материальных затрат, удлиняет время строительства. Выходом из положения является возведение фундамента, которому процессы морозного пучения не нанесут вреда.

Типы фундаментов для пучинистых грунтов

Надежность конструкций, возведенных в местах, подверженных вспучиванию, определяется их устойчивостью к воздействию касательных сил пучения. Нельзя делать заглубленное основание под малоэтажный дом с небольшим весом. Нагрузка дома на основание в этом случае будет меньше, чем действие касательных сил пучения, что приведет к его разрушению. Допускается делать глубоко заглубленный ленточный фундамент лишь для домов, возведенных из тяжелых материалов.

Поскольку промерзание почвы в средней полосе России достигает 1,5 м, то глубина залегания фундамента должна быть ниже этого уровня. Это потребует больших материальных затрат и рабочей силы.

Выходом из сложившейся ситуации стали монолитные фундаменты на сваях (или столбах). Непременным условием надежности свайной конструкции является заглубление столбов на глубину, превышающую уровень промерзания. Оптимальный вариант для пучинистых грунтов — монолитное железобетонное основание столбчатого типа.

В местностях с пучинистыми почвами успешно возводят мелкозаглубленные фундаменты. Чаще всего их используют при строительстве легких домов с небольшой площадью.

Технология возведения столбчатого фундамента на пучинистых грунтах

Столбы или сваи заглубляют ниже линии промерзания грунта, что обеспечивает надежность и устойчивость основания дома. По своей конструкции они могут быть произведенными на промышленном оборудовании (металлические винтовые или железобетонные забивные сваи) или изготовленными на месте установки — наливные столбы. Винтовые или забивные сваи заглубляют при помощи дополнительного оборудования.

Для изготовления наливных столбов по периметру фундамента бурят скважины необходимой глубины. Затем в них закрепляют арматуру, после чего заливают бетоном высокого качества. Если фундамент будет заложен выше уровня земли (основание с висячим ростверком), то дополнительно под столбы возводится опалубка необходимой высоты.

После того как опоры под ленточный или плитный монолитный фундамент готовы к принятию нагрузок, приступают к изготовлению армирующего каркаса для ростверка (верхней части фундамента, равномерно распределяющей нагрузку от дома по всему основанию). Каркас содержит не менее 2-х горизонтальных рядов металлической арматуры, соединенных через равные промежутки (30−40 см) вертикальными стойками при помощи вязальной проволоки.

Каркас надежно крепят к столбам, затем возводят опалубку под ленточное или плитное основание дома. Она должна быть крепкой, чтобы выдержать большой вес заливаемого раствора.

На последнем этапе готовится бетонный раствор, который заливается в опалубку. Остается дождаться, когда бетон затвердеет и наберет необходимую расчетную прочность.

Возведение мелкозаглубленного основания на пучинистых грунтах

Альтернативой свайному фундаменту на пучинистых почвах являются мелкозаглубленные (или вовсе незаглубленные) железобетонные ленточные или плитные основания. Такие конструкции обладают достаточной прочностью и надежностью. Фундамент закладывается на глубину не более полуметра. В этом случае на основание дома будет действовать лишь небольшая касательная сила морозного вспучивания. У незаглубленных фундаментов такая сила воздействия равна нулю.

Под мелкозаглубленное основание укладывается подушка из крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной до 30 см. Она не только частично заменяет пучинистый грунт, но и уменьшает неравномерную деформацию основания.

Главным при закладке мелкозаглубленного фундамента на пучинистых почвах является то, что ленты фундамента под всеми стенами объединяются в единую систему и представляют собой жесткую раму. Она перераспределяет неравномерно возникающую деформацию при вспучивании на все основание.

Работа по закладке фундамента состоит из нескольких этапов:

По намеченному периметру и под внутренними стенами будущего дома выкапывается траншея.
На дно укладывается гидроизоляционный материал для исключения заиливания.
Траншея на 20−30 см засыпается песком или другим подходящим непучинистым материалом и тщательно утрамбовывается.
Проводится теплоизоляция будущего основания дома.
Создается армирующий каркас.
Возводится опалубка.
Готовится бетон, заливается фундамент.

Поскольку причиной пучинистости грунта является вода, после окончания работ по возведению основания необходимо обеспечить сток атмосферных осадков от дома и обустроить отмостки.

Недопустимо оставлять мелкозаглубленный (или незаглубленный) фундамент на пучинистых грунтах незагруженным на зиму. Возвести дом нужно до наступления морозов. Если по каким-либо причинам сделать этого нельзя, фундамент укрывают теплоизоляционным материалом. Для этого используют солому, опилки, шлак, стекловату и другие материалы, предотвращающие промерзание грунта.

Пучинистые почвы встречаются повсюду, поэтому строительство домов на них ведется давно и успешно. Соблюдение всех требований, предъявляемых к возведению домов на пучинистых грунтах, обеспечит надежность и долговечность конструкции.

Довольно часто строители сталкиваются с необходимостью возведения фундаментов на различных грунтах. Порой они вынуждены работать в очень сложных условиях. Например, обустройство фундамента на пучинистых грунтах.

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.

Чем чревато вспучивание почвы несущей конструкции

В случае заложения фундамента на уровне промерзания при склонных к пучению грунтах, то как только наступят холода и он начнет увеличиваться в объемах, фундаментная плита начнет подниматься. Данная ситуация может пагубно отразиться на целостности строения. После укладки основания ниже уровня земли, который подвергается замерзанию, процессы пучения будут воздействовать на дом по касательной, а не только на основание конструкции.

Данная ситуация также не гарантирует сохранность фундамента, так как деформирующие процессы оказывают сильное влияние на стены снаружи. Часто такие проблемы затрагивают деревянные и каркасные строения, которые отличаются незначительной массой.

Наиболее крупные проблемы с фундаментом возникают при оттаивании замерзшей воды, когда вспученная земля начинает опускаться и вызывать конструкционную просадку. Порой такая ситуация чревата перекосом дома, в худшем случае он становится вовсе не пригодным для использования по причине разрывов основания.

Вспучивание и методика борьбы с ним

При необходимости возведения фундамента на пучинистых грунтах, в процессе строительства необходимо воспользоваться следующими мерами для предотвращения воздействия на постройку:

Полнейшая замена почвы на не склонные к пучению виды. Под несущее основание засыпают песок и щебень. Из непучинистых составляющих осуществляется обратная отсыпка, которая позволяет уменьшить процессы воздействия на стены.
Обустройство основания идеально-гладкими стеновыми конструкциями снаружи, которые достигаются посредством слоев гидроизоляции. Наличие этих прослоек предотвращает сцепление почвы с основанием строения.
Обустройство несущего основания подобного расширенному монолиту в нижней его части. Этот способ уместен для свайного фундамента, ленточного и даже столбчатого.
Укладка теплоизоляции горизонтально по периметру всего строения. Этот способ особо действенен, если в строение проводится отопление и утепляется цоколь.

Влияние вспучивающих сил особо заметно в местах приближения влаги к поверхности. Избыток влажности в грунте чреват его размытием.

Возведение основания на склонных к пучению грунтах

Глубокое обустройство фундамента будет максимально уместным на пучинистых грунтах. Для возведения основания постройки пригодятся инструменты и материалы:

цемент;
песок;
вода;
гравий;
щебень;
арматура;
бетон и бетономешалка;
лопата.

Боковые стены конструкции будут под надежной защитой от пучения в грунте. Для укладки днища на большую глубину, потребуется много стройматериала, поэтому будут существенные затраты.

Неравномерная осадка основания постройки и ее особенности

В холодный сезон особенно подвержены промерзанию пучинистые слои грунта с повышенным содержанием влаги. Из-за кристаллизации воды они увеличиваются в объеме и выпучиваются. Грунтовые пласты начинают приподниматься в пределах глубины промерзания, поэтому все строения подвержены усадке. Серьезные неприятности возникают у построек, периметр которых не защищен и не способен противостоять пучению. Фундаментальная плоскость вскоре даст трещину, которая приведет к разрушению.

Для эффективного противостояния возможной осадке основания, в том числе свайного, необходимо взвешенно подходить к вопросу о строительстве стен здания, так как они могут иметь очень разнообразный вес. Обустройство фундамента должно учесть конечные нагрузки стен на основание, они не должны быть слишком тяжелыми.

Борьба с пучением при помощи инженерно-мелиоративных методов

Приподнятие уровня строительной площадки благодаря способу отсыпки среднего или крупного песка из непучинистых грунтов. Данный способ поможет сократить глубину возможного промерзания склонной к вспучиванию земли.
Глубинный дренаж. Данный метод малоэффективен, если подвальное помещение отсутствует. Его нельзя назвать крайне доступным, но именно этот способ позволит избежать подтопления или деформационных вмешательств при наличии цокольного этажа или погреба, которым нужно утепление.
Уплотнение тяжелой трамбовкой, снижающей пористость грунта. Для индивидуального строительства этот способ является довольно трудоемким и достаточно дорогим, поскольку требует применения мощных механизмов и оборудования.

Заливка монолитной плиты

Для начала вырывается котлован, в котором необходимо обустроить качественную песчаную подушку. Специальную дренажную систему следует пустить по периметру будущего основания, чтобы защитить подвальное помещение от подтопления. На подушке из песка обустраивают слой подбетонки, которая нужна для расположения гидроизоляционного материала. Вскоре следует главная часть работы — укладка арматуры и фундаментной плиты. Как только заливка будет осуществлена, часть арматуры будет выглядывать из нее. Это необходимо для надежного соединения стен с основанием дома. Далее следует обустройство мощного арматурного каркаса, который охватит даже опалубку. Расстояние между металлическими стержнями не должно быть более 30 см.

Не стоит забывать, что основанию необходимо утепление. Важным завершающим этапом считается само бетонирование. Каждый его слой должен составлять не менее 15 см. Каждая заливка сопровождается трамбовкой не застывшего содержимого до образования на его поверхности воды. Завершает эту процедуру конечное снятие опалубки по краю монолитного основания, но процедура выполняется после качественного затвердения бетона.

Строительные бригады легко справляются с задачей возведения фундамента на пучинистых грунтах, но для новичков в строительстве это может оказаться проблемой, поскольку они не подозревают о грядущих опасностях при сооружении основания своими руками.

Если на этапе проектирования в расчетах учитывать не только постоянно действующие силы, но и силы временного действия, которые особо заметны в холодные сезоны, то процесс пройдет правильно, и зданию не будет ничего угрожать.

Перед тем как начать строительные работы, а также создание проекта, нужно определить тип грунта и уровень его промерзания.

К пучинистым видам относятся грунты, способные накапливать воду:

глинистая почва;
;
пылеватые и мелкозернистые грунты.

В зимний период вода, содержащаяся в водонасыщенных грунтах, при замерзании неравномерно вспучивается. От этого происходит неравномерная осадка сооружения, повреждение и деформация несущей конструкции.

Поэтому необходимо сразу определиться с типом конструкции (например, столбчатый фундамент или какой-либо другой), его размерами и глубиной закладки. Сегодня известны и распространены на пучинистом грунте два вида конструкций, так как они слабо подвержены негативным влияниям. Их применяют независимо от типа элемента, так как они слабее подвержены разрушению во время изменения состояния земли:

строительство основания здания, которое имеет минимальную глубину;
углубить фундамент, чтобы он был ниже уровня грунтового промерзания.

В этом случае используются плитные, столбчатые, свайные и ленточные фундаменты.

Расчет показателя гибкости конструкций здания

1. Показатель гибкости
конструкций здания l определяется по формуле

гдеEJ — приведенная жесткость на
изгиб поперечного сечения конструкций здания в системе фундамент-цоколь-пояс
усиления — стена, тс.м2, определяемая по формуле (4);

С — коэффициент жесткости
основания при пучении грунта для оснований ленточных фундаментов;

L —
длина стены здания (отсека), м;

для оснований
столбчатых фундаментов

Здесь p_r, h_fi, b₁ — те же обозначения, что в пп. — ;

A_f — площадь подошвы столбчатого фундамента, м2;

n_i — число столбчатых фундаментов в пределах длины стены здания (отсека).

2. Приведенная жесткость на
изгиб поперечного сечения конструкций здания в системе фундамент-цоколь-пояс
усиления-стена, тс/м2, определяется по формуле

[EJ] = [EJ]_f + [EJ]z + [EJ]p + [EJ]s,(4)

где EJ_f,
EJ_z, EJ_p,
EJ_s — соответственно жесткость
на изгиб фундамента, цоколя, пояса усиления, стены здания.

3. Жесткость на изгиб, тс/м2,
фундамента, цоколя и пояса усиления определяется по формулам

где E_f, E_z, E_p — соответственно модули деформации тс/м2,
материала фундамента, цоколя и пояса;

J_f, J_z, J_p— соответственно моменты
инерции, м4, поперечного сечения фундамента, цоколя и пояса усиления
относительно собственной главной центральной оси;

A, A_z, A_p— площади поперечного
сечения, м2, фундамента, цоколя и пояса усиления;

y, y_z, y_p — соответственно расстояния, м, от главной
центральной оси поперечного сечения фундамента, цоколя и пояса усиления до
условной центральной оси сечения всей системы;

g_f, g_z, g_p
— соответственно коэффициенты условий работы фундамента, цоколя и пояса
усиления, принимаемые равными 0,25.

Жесткость на изгиб
фундамента, состоящего из блоков, не связанных между собой, принимается равной
нулю. Если цоколь является продолжением фундамента или обеспечена их совместная
работа, цоколь и фундамент следует рассматривать как единый конструктивный
элемент. При отсутствии поясов усиления EJ_p
= 0. При наличии нескольких поясов усиления жесткость на изгиб каждого из них
определяется по формуле (7).

4. Жесткость на изгиб, тс/м2,
стен из кирпича, блоков, монолитного бетона (железобетона) определяется по
формуле

где E_s — модуль деформации
материала стены, тс/м2;

g_s
— коэффициент условий работы стены, принимаемый равным: 0,15 — для стен из
кирпича, 0,2 — для стен из блоков, 0,25 — для стен из монолитного бетона;

J_s— момент инерции поперечного
сечения стены, м4, определяется по формуле (9);

А_s
— площадь поперечного сечения стены, м2;

у_s—
расстояние, м, от главной центральной оси поперечного сечения стены до условной
нейтральной оси сечения всей системы.

Момент инерции поперечного сечения стены
определяется по формуле

где J₁ и J₂ — соответственно момент инерции сечения стены
по проемам и по простенкам, м4.

Площадь поперечного сечения
стены определяется по формуле

где b_s — толщина стены, м.

Расстояние от центра тяжести
приведенного поперечного сечения стены до ее нижней грани определяется по
формуле

5. Состояние от главной
центральной оси поперечного сечения фундамента до условной нейтральной оси
системы фундамент-цоколь-пояс усиления — стена определяется по формуле

где E_i, A_i— соответственно модуль деформации и площадь
поперечного сечения i-го конструктивного элемента
(цоколя, стены, пояса);

j_i — коэффициент условий работы i-го конструктивного
элемента;

y_i — расстояние от главной центральной оси поперечного сечения i-го
конструктивного элемента до главной центральной оси поперечного сечения
фундамента.

6. Жесткость на изгиб, тс.м2,
стен из панелей определяется по формуле

где E_j, A_j— соответственно модуль деформации, тс/м2, и площадь поперечного
сечения, м2, j-той связи;

m —
число связей между панелями;

d_i— расстояние от j-той связи до главной
центральной оси поперечного сечения фундамента, м;

y — расстояние от главной
центральной оси поперечного сечения фундамента до условной нейтральной оси
системы фундамент-стена здания, определяемое по формуле

в которой n —
число конструктивных элементов в системе фундамент-стена.

Ленточные конструкции – особенности строительства на пучинистых почвах

Подземная часть постройки способна принять массу дома и передать ее плотным слоям грунта

Планируя, какой фундамент будет актуальным в местностях с пластичными вспучивающимися грунтами, обратите внимание на надежность и долговечность ленты. Чтобы выполнить железобетонную полосу, понадобиться максимум материалов, но затраты будут оправданы

Условия возведения ленточного фундамента

Мелкозаглубленный ленточный тип основы на вспученных грунтах предусматривает инженерно-геологические изыскания

Пучинистые почвы могут привести к растрескиванию подошвы, поэтому важно учесть:

разновидность почвенного массива;
уровень промерзания земли и количество воды;
несущую нагрузку постройки;
наличие подпола и подземных магистралей;
период эксплуатации здания.

Сооружение-лента актуально для кирпичных, бетонных домов с плотными стенами, конструкций с перекрытиями из железобетона. Стенки ленты могут образовывать стены подвального помещения или погреба.

Инструменты и материалы для закладки

Строительство заглубленного фундаментального сооружения проводится с применением следующего инвентаря и расходного сырья:

уровня и вязальной проволоки;
лопат – штыковой и совковой;
шнура для разметки территории;
арматуры с ребристым сечением диаметром 10-14 мм;
деревянных досок, топора, молотка, гвоздей и ножовки;
цемента, щебня и песка;
бетономешалки.

Перед началом работ важно составить проект, на котором будут указаны необходимые параметры изделия

Последовательность закладки ленты

Строительство ленточного основания проводится в несколько этапов:

Заглублять основание строительные эксперты рекомендуют ниже промерзания земли и выдерживать до 28 дней, а потом снимают опалубку.

Уменьшение пучинистости грунтов

Как вы уже знаете, пучинистость грунтов является результатом намокания грунта и увеличения его объема вследствие замерзания содержащейся в нем влаги.Чтобы несколько уменьшить увлажнение суглинков, можно предусмотреть некоторые мероприятия. К таким мероприятиям относятся:

Устройство пристенного дренажа для снижения обводненности грунтов.
Устройство отмостки по периметру постройки и водостоков с крыши с отводом в ливневую канализацию.
Замена пучинистых грунтов основания на песчаный грунт перед началом строительства.
Утепление отмостки для уменьшения промерзания суглинков.

Также рекомендуем вам посмотреть интересное видео, как уменьшить морозное пучение:

Как правильно возводить фундамент на пучинистых грунтах

Составляющие конструкции фундамента

Схема армирования углов ленточного фундамента.

При проведении инженерно-геологических работ на участке не следует экономить на исследованиях. Это поможет не тратить лишние силы и средства при строительстве более заглубленных фундаментов

Выбору типа фундамента следует уделить особое внимание. Только тогда опора здания или сооружения будет максимально прочной и устойчивой

Фундамент не считается подземной частью здания, так как он находится не только под землей, но частично над поверхностью земли. Конструкция опоры здания должна передавать всю нагрузку строения на грунт

В первую очередь внимание уделяют устройству подземной части конструкции

При следует помнить, что его качество определяется спустя некоторое время после возведения опоры. Самое главное – это точное проведение всех расчетов при проектировании опоры здания. Деформации, вызываемые неправильным устройством фундамента, могут быть следующими:

Температурные, связанные с перепадами температуры.
Осадочные, связанные со смещением грунта в результате движения на определенной глубине грунтовой воды.
Усадочные, происходящие из-за потерь влаги, исчезающей из тех материалов, которые входят в состав опоры.

При устройстве фундамента учитывают основные элементы, из которых состоит опора здания или сооружения:

Подошву, представляющую собой горизонтальную плоскость, которая является нижней поверхностью фундамента.
Боковые поверхности, представляющие собой внутренние и наружные вертикальные плоскости.
Цоколь, находящийся над землей, высота которого может составлять от 30 см.
Слой гидроизоляции, который представляет собой конструктивную прослойку, укладываемую в горизонтальном или вертикальном положении.

Несущим является верхний слой, а другие слои грунта под фундаментом называются подстилающими. Расстояние между поверхностью земли и подошвой называют глубиной заложения фундамента. Границу, проходящую между опорой здания и наземной частью, называют обрезом. При строительстве фундамента учитывают длину и ширину подошвы и обреза.

Критерии выбора типа фундамента

Высокий уровень надежности
Повышенная прочность
Возможность работы с любым типом зданий
Возможность выполнения строительства в короткие сроки

Длительный период времени на земляные работы
Большая масса материалов
Высокая стоимость материалов
Сложность работы

При установке фундамента на сваях надо учитывать его основные положительные и отрицательные особенности.

Минимальное количество используемых строительных материалов
Доступная стоимость
Низкая усадка материалов
Простота исполнения
Возможность установки на самых трудных участках

Из основных недостаток можно выделить только один – при проведении работ требуется использовать специализированное оборудование.

В качестве материала для установки свай можно брать дерево, бетон, а также железобетонное полотно.

Типы свай. Разделяются в зависимости от способов установки в землю:

Забивной тип свай. Предварительно изготавливаются и затем опускаются в почву.
Набивной вид. Установка производится непосредственно в земле в специальном канале.

Также сваи классифицируются по способам состояния в почве:

Стойка. Устанавливается в плотную землю. Оказывает дополнительное давление на грунт
Висячий вид. Устанавливается в случаях низкой плотности грунта.

Для достижения высокой экономичности рекомендуется использовать деревянные сваи. Однако при их установке следует учитывать характеристики грунта. При постоянной его влажности произойдет быстрая порча оборудования, и снизится срок его эксплуатации.

Для увеличения срока службы и достижения наибольшей прочности рекомендуется использовать сваи из железобетона. Они не подвержены разрушениям из-за влажности, но находятся в высокой ценовой категории.

Фундамент столбчатого типа с ростверком

Ростверк устраивают для устойчивости столбов в пучинистом грунте и для создания опор для стен.

Делают его только после того, как все столбы подогнаны к одному горизонтальному уровню.

Конструкция столбов, расположенных над уровнем земли, вместе с ростверком может быть следующей:

блоки фундамента, лежащие у основания каждого столба. У такого блока могут иметься размеры 118х80х30 см;
блоки из бетона для столбов, у которых могут быть размеры 88х50х58 см;
на верху блоков размещается непосредственно ростверк из плит железобетона или перемычек с размерами 246х25х20.

Схема устройства опалубки для ленточного фундамента.

2 соседние перемычки ростверка связывают специально оставленным куском арматуры. Сам ростверк укладывают не на плиту из бетона, а на уложенный на нее армированный монолитный пояс, на котором тоже оставлены куски арматуры. Такие куски прикрепляют к нижним частям арматуры перемычек ростверка.

Если промежуток между столбами более 2,5 м, тогда вместо вышеуказанных перемычек используют другие размерами 298х25х20 см.

Зачастую происходит так, что масса сооружения оказывается больше, чем расчетная возможная масса, которую имеют возможность выдерживать перемычки. В таком случае сверху их устанавливают армированный пояс, тогда конструкция столба с ростверком такая:

Малозаглубленное основание столбчатого типа бывает или кирпичным, или монолитным, в отличие от нормально заглубленного фундамента, исключающего 2 таких вида столбчатого фундамента.

Чтобы выполнить устройство малозаглубленного основания на пучинистых грунтах, для начала нужно вырыть яму с соответствующими размерами и насыпать песчаную подушку толщиной в 50-60 см. Засыпать необходимо послойно, с толщиной каждого слоя 10-15 см, каждый слой нужно уплотнять и смачивать водой.

Схема устройства монолитного ленточного фундамента.

Далее на песок настилают слой толя или рубероида. Они выполняют роль гидроизоляции, которая не позволяет цементному молоку уйти в грунт.

Когда все столбы возведены, требуется подогнать их под один уровень по горизонтали. Выравнивание производят при помощи цементного раствора. После этого приступают к сборке монолитного или сборно-монолитного железобетонного пояса. При строительстве деревянного дома на выровненные столбы начинается укладка первой связки бревен или брусов.

Необходимо отметить, что устройство монолитного пояса из железобетона является достаточно важным конструктивным моментом, поскольку именно он обеспечит жесткость вдоль всех столбов и их устойчивость. Перед сборкой пояса требуется сделать связку всех перемычек друг с другом. Это можно осуществить сваркой или связкой петель проволокой.

Читайте также: