Устройство фундамента на глинистой почве

Основные виды фундаментов

Самый распространенный – это ленточный фундамент. Это один из самых простых и надежных фундаментов, его испортить довольно сложно. Он обладает достаточной жесткостью под многие технологии строительства дома. Существует несколько технологий устройства ленточного фундамента. Он может быть монолитным и сборным, а также сборно-монолитным.

Сборный ленточный фундамент – это самый простой вид ленточного фундамента. Такой фундамент применяют в местах, где есть хорошие геологические условия. Его фундаментная подушка составляется из сборных железобетонных элементов. Сборный блок позволяет сделать фундамент быстрее. Такие элементы есть в свободной продаже. Сверху железобетонных элементов устанавливаются сборные блоки фбс.

Сборный фундамент.

Чаще всего в практике применяется сборно-монолитный ленточный фундамент. Это когда фундаментная подушка выполнена путем заливки монолитной подушки с армированием. Затем на подушку устанавливаются сборные блоки ФБС и сверху делается еще один монолитный пояс с армированием. Такой фундамент быстрее строиться, чем полностью монолитный и в экономическом плане обходится дешевле. К тому же арматура, которая находится в верхнем и нижнем монолитных поясах, включается в работу в случае, если происходит просадка грунта под домом. Если просаживается грунт под углом дома, то работать будет арматура верхнего пояса, если же просадка под серединой дома, то работает арматура нижнего пояса. Эти дополнительные армированные монолитные пояса до определённого момента позволяют сохранить геометрию дома при возможной просадке грунта под фундаментом.

Сборно-монолитный ленточный фундамент.

Монолитный ленточный фундамент представляет собой цельную конструкцию из арматуры и бетона под всеми несущими стенами дома. Такой фундамент имеет высокую надежность и прочностные характеристики. Его выбирают при строительстве дома в сложных геологических условиях и при строительстве многоэтажных домов.

Свайный фундамент – это железобетонные стержни, которые погружается в грунт на глубину, где располагаются более прочные грунты, как правило, это глубина более 4м. В результате нагрузка от дома передается сквозь слабые более верхние слои грунта на боле прочные нижние слои.

Фундамент ТИСЭ. Это разновидность свайного фундамента. Но в отличие от традиционного способа, сваи, выполненные по технологии ТИСЭ, имеют снизу расширение, которое увеличивает площадь опоры сваи на грунт. Такие расширения выполняются специальным буром, который может раскрываться на глубине.

Сверху свай формируется монолитный ростверк, который перераспределяет нагрузку от дома на каждую сваю.

Данный способ применяется в местах с хорошими геологическими условиями и относительно не большими нагрузками на фундамент, например, одноэтажный дом, или двухэтажный каркасный дом с деревянными или металлическими панелями.

На участках с высоким уровнем грунтовых вод строительство фундамента ТИСЭ является практически невозможным или экономически не выгодным, так как придется откачивать воду и организовывать дренаж.

Винтовые металлические сваи. Такие фундаменты применяются, в основном, под легкие конструкции домов и различные одноэтажные строения. Сверху свай формируется металлический или железобетонный ростверк, на которой будут опираться стены дома. Это довольно дешевый и простой вариант, который не требует большого объема земельных работ.

Плитный фундамент. Это монолитная плита толщиной 40-50см, которая заливается под всей площадью дома. Требует большого количества арматуры и бетона. Из-за большого объема бетона обходится дороже, чем строительство ленточного фундамента. Фундамент может быть как мелкого, так и обычного заложения. При обычном заложении глубина фундамента должна быть ниже глубины промерзания грунта. При неглубоком заложении фундаментной плиты должны быть приняты меры против морозного пучения грунта иначе есть вероятность, что влажный грунт под краями плиты замерзнет и, расширяясь, может привести к разрушению плиты. Поэтому с целью недопущения морозного пучения грунта под мелко заглублённой плитой, устраивают дренаж грунтовой воды из-под плиты и утепляют отмостку.

Также в плитных фундаментах возникает проблема в проведении инженерных коммуникаций. Подвод воды и канализации должен быть выполнен до заливки плиты, иначе потом сделать это будет сильно затратно.

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

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.

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

Схема ленточного фундамента на глине.

Плитный фундамент

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.

Схема плитного фундамента.

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.

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.

Плитный фундамент под деревянное строение

Плавающий фундамент, устойчивый к деформации, может обеспечить армированная железобетонная плита под всю площадь постройки. Глубина залегания сплошного основания будет зависеть от веса коттеджа.

Технология монтажа плиточной конструкции похожа на предыдущий вариант. Только вместо траншеи копают котлован. В готовую яму засыпают гравий, песок и укладывают слой гидроизоляции. Затем устанавливают готовую плиту или заливают монолит на армированный каркас.

Ленточный заглубленный фундамент

К преимуществам такой конструкции относятся:

надежность;
срок службы до 150 лет;
устойчивость на сложных, движущихся грунтах.

Недостатками плиточного основания можно считать:

сложность технологии;
трудоемкий и длительный монтаж;
необходимость использования тяжелой строительной техники для копки котлована;
высокий расход материалов, а значит, высокая стоимость;

Сооружение столбчатой конструкции

Свайный фундамент на глинистой почве имеет свои преимущества. При установке свай можно войти в твердый слой, не подверженный отрицательному влиянию перепадов температуры и грунтовых вод. Этот вид основания эффективен при близко расположенных подземных водах. Расширения нижней части опор увеличат устойчивость конструкции, ее противодействие выталкивающим усилиям. В качестве столбчатого фундамента могут применяться:

железобетонные столбы, забиваемые в виде специальных свайных полей. Под капитальные стены, армированные бетонные опоры погружают рядами, под опорные колонны – кустовыми группами, а под отдельные стойки монтируют индивидуальные столбы. Уложенные на сваи ростверки объединяют конструкцию в монолитную основу;
буронабивные сваи, формируются путем предварительного бурения скважин увеличенного диаметра с интервалом в 2,5 метра. Они располагаются по углам постройки и под капитальными стенами. Основание заполняется песочной щебеночной подушкой, которая бетонируется 10-сантиметровым слоем. В полости опускаются металлические, полимерные или асбоцементные трубы, которые армируются и заполняются бетонным составом;
Винтовые опоры, основой которых являются прочные стальные трубы. Они легко закручиваются в грунт с помощью простых механических устройств.

Достоинства и недостатки глиняной почвы

Достоинства

Глинистая почва богата питательными веществами, такие как калий, магний, потому что она сохраняет их и делает доступными для корней, а в результате мы получаем плоды, обогащенные этими минералами.

А также частички глины удерживают органическое вещество, образуя глинисто-гумусовый слой.

Хорошо удерживает воду. Влагоудерживающая способность глинистых почв делает их очень хорошим субстратом для растений, которые боятся засухи.

Недостатки

Насыщенная водой глинистая почва препятствует циркуляции воздуха, в результате чего воздух становится недоступен для обитателей почвы (бактерии, дождевые черви и т.д.), которые делают ее плодородной.

Становится очень сухой в теплую погоду.

Медленно прогревается.

Посевы в такой почве очень чувствительны к морозу.

Причины деформаций фундамента и мероприятия по их предотвращению

При строительстве дома на глине следует знать об их особенностях. В зависимости от типа глины, содержание песчаных частиц достигает минимум 5%. Под действием грунтовых вод, песок может вымываться, что повлечет за собой просадку, пучинистость и пластичность.

Просадка фундамента на глине

Наиболее распространенные причины повреждений фундаментов зданий из-за глины:

Просадка дома. При вымывании грунтовыми водами песчаной составляющей, появляются полости, что влечет проседание дома. Это характерно при высоком расположении грунтовых вод и большим давлением на основание.
Пучинистость. Она появляется при строительстве фундамента выше уровня промерзания грунта, который содержит суглинки или водонасыщенные глины. При замерзании вода увеличивается в размерах и воздействует на основание снизу.
Воздействия на фундамент сбоку. Чем больше он в глубину, тем выше это нагрузка. Глина, из-за своей пластичности, воздействуют на основание сбоку, что влечет за собой возможность появления трещин или расколов.

Чтобы учесть воздействие земли снизу, необходимо по всему объему закладывать арматурный каркас, который связывает верх и низ основания.

Для минимального бокового воздействия подошву основания делают шире, чем верхняя часть. Для гидроизоляции, с боковой стороны желательно покрыть машинным маслом или обвязать основание пленкой. При уменьшении площади основания сбоку, действие сил при пучении почвы уменьшается.

Описание плитного фундамента

Фундаментная плита – это разновидность фундамента. Она имеет горизонтальную ориентацию в пространстве и по площади соответствует площади здания в плане, превышая её лишь на толщину утепления и облицовки стен. Толщина плиты определяется расчётом, исходя из величины нагрузок, пролётов между стенами, наличия колонн.

Существует несколько конструкционных различий такого фундамента, который может быть не только плоским, но и ребристым, опираться не только непосредственно на материковый грунт, но и на подстилающие слои из бетона, песка, щебня или ПГС, а так же быть холодным или утеплённым. Применительно к малоэтажному строительству, различают три основных типа фундаментных плит.

Плоская поверхностная плита

Такая плита не имеет вертикальных ответвлений, а потому называется плоской – а так как устраивается она только с мелким заложением или вообще поверхностно, строители часто именуют её плавающей. На непучинистых грунтах такая плита может формироваться непосредственно по естественному основанию, без промежуточных слоёв. Но такие идеальные условия встречаются редко.

Чаще всего поверхностная плита формируется поверх нежёсткого подстилающего слоя из уплотняемого песка, который насыпается взамен слоя вынутого, подверженного пучению грунта. Благодаря песку действие морозного пучения ослабляется, но не пресекается полностью. Остаточное действие всё равно есть, и чтобы успешно ему противостоять, плита должна быть достаточно толстой (в зависимости от габаритов здания от 25 до 50 см).

В столь неглубокое земляное корыто закладывается только песчаная подушка

Такая толщина обеспечивает высокую сопротивляемость конструкции изгибающим нагрузкам, и позволяет обходиться без устройства цоколя. В этом случае поверхность плиты служит дому полом, и избавляет от необходимости его формирования по грунту или каркасу. А это, наряду с малым объёмом земляных работ, ещё одна статья для неплохой экономии.

Плита с направленными вниз рёбрами

На глинистых грунтах с высокой степенью пластичности, которые не только сильнее всего подвержены морозному пучению, но и набуханием провоцируют скольжение фундамента в подошве, плиты проектируют в ребристом варианте.

При этом под плитой есть небольшие выступы с прямоугольным или трапециевидным сечением, связанные с горизонтальной частью арматурой. Эти выступы, именуемые рёбрами жёсткости, очень похожи на присоединённый к плите ленточный фундамент, поэтому такой конструктив часто именуют ленточно-плитным.
Рёбра заходят в грунт, даже когда сама плита остаётся на поверхности, что и обеспечивает фундаменту наилучшую устойчивость. Если он заглублён, под стены дома приходится возводить ещё цокольную часть из кирпича.
В этом случае, поверх цоколя формируется цокольное перекрытие, а пространство, образующееся между ним и фундаментной плитой, используется в качестве технического подполья. Устройство ребристой плиты на поверхности избавляет от необходимости устройства цоколя, и точно так же, как и в случае с плоской плитой, её поверхность может выполнять функции пола.
Под такой плитой всегда устраивается песчаная подушка, так как глинистые грунты сильно подвержены пучению. При высоком уровне грунтовых вод может быть устроен и пластовый дренаж – слой щебня в 10-15 см, отсыпаемый не в смеси с песком, а послойно.

Плита с нижними рёбрами и утеплением по всему контру

Плита с ростверком

Ростверк – это опорная конструкция ленточного типа для стен, которая располагается выше фундамента и опирается на него. Он может не только связывать головы свай, но и формировать монолитное основание под стены поверх фундаментной плиты, играя при этом роль цоколя. По сути, это тоже рёбра жёсткости, только здесь они направлены не вниз, а вверх.

Вариант плиты с ростверком

Главное достоинство такого конструктива заключается в том, что ростверк, так как он есть под всеми стенами, воспринимает основные нагрузки на себя, а потому горизонтальная часть плиты может иметь меньшую толщину. При этом плиту можно заложить на любую величину, а за счёт увеличившейся высоты рёбер сформировать стены цокольного этажа.

При глубоком заложении подошва фундамента приближается к зеркалу грунтовых вод, поэтому в качестве подстилающего слоя предусматривают не только утрамбованную песчаную подушку, но и бетонную подготовку. Несмотря на то, что выполняется она из тощего неармированного бетона, подбетонка прекрасно противостоит и подпору грунтовой воды в момент её сезонного подъёма, и помогает компенсировать воздействие сил морозного пучения.

Перед выбором типа фундамента

Если вы не рассчитываете делиться деньгами со специалистами по геологоразведке, то анализировать грунт придется самостоятельно. Для этого на предполагаемой стройплощадке необходимо выкопать несколько шурфов (ям) на глубину ниже ГПГ (примерно на 30 см). Значение последней можно ориентировочно узнать по рисунку из этой статьи. Вместо шурфов удобно бурить скважины, для чего можно задействовать обычный садовый бур. Уже на этапе бурения (копки) оценивается характер грунта, равномерность его залегания, изменения его состава с увеличением глубины. Вполне вероятно, что ниже суглинка будет залегать слой глины, и придется строить фундамент на глине.

Стоит заметить, что подобные разведочные работы рекомендуется проводить весной, когда уровень грунтовых вод ближе всего к поверхности. Грунтовые воды могут доставить лишние хлопоты при устройстве фундамента, от них же зависит и выбор оптимального типа основания для дома. Уже на этапе геологической разведки будет понятно, находятся они ниже ГПГ (идеальный случай) или выше (придется прибегнуть к дополнительным работам, о которых пойдет речь ниже).

Строительство дома на склоне — на участке с уклоном

На участке с уклоном, с перепадом высот в границах фундамента до 1 м., выгодно делать выравнивающую отсыпку грунта на площадке строительства.

Подошву всех частей фундамента на склоне размещают в одном горизонтальном уровне.

При перепаде в границах фундамента высоты естественного грунта до 0,3-0,4 м., площадку строительства выравнивают отсыпкой в горизонтальный уровень.

Высота надземной части фундамента-цоколя на такой выровненной в горизонт площадке получается одинаковой по всей площади дома.

При перепаде высот естественного грунта менее 0,4 м площадку строительства дома выравнивают отсыпкой в горизонтальный уровень. 1 – фундамент-цоколь; 2 – отсыпка грунта; 3 – отсыпка грунта под отмостку; 4 – отмостка; 5 – ливневый лоток.

Устройство фундамента на склоне получается наиболее экономным,

если подошву фундамента в нижней части склона разместить на поверхности, на уровне природного грунта, а заглубляют фундамент только в нагорной части площадки.

Отсыпку грунта в насыпь, для выравнивания площадки, производят после окончания всех работ по устройству фундамента.

Если перепад высот природного грунта на площадке более 0,4 м., до 1 м.,

то отсыпку грунта выгодно выполнять не в горизонт, а только с целью некоторого снижения величины перепада высот на площадке строительства.

При перепаде высот естественного грунта более 0,4 м. отсыпку грунта выполняют не в горизонт, а только с целью искусственного уменьшения перепада высот.

В этом варианте бывает выгодно в нижней части склона сделать ленточный фундамент на насыпи, поднять подошву всего фундамента выше уровня природного грунта (выше, чем это показано на рисунке). Это приведет к снижению высоты всей ленты фундамента-цоколя, но потребует увеличения объема грунтовой отсыпки.

В нижней части склона срезают растительный слой грунта и отсыпают под лентой фундамента подушку из песчано-гравийной смеси. В нагорной части склона роют траншею и отсыпают подушку фундамента в одном горизонтальном уровне. Толщину и ширину песчаной подушки определяют в результате расчёта ленточного фундамента.

Выравнивающую отсыпку грунта на площадке строительства удобнее производить после окончания всех работ по устройству фундамента.

Под подошвой фундамента высоту подушки не рекомендуется делать более 0,6 м. Насыпной грунт послойно уплотняют, но все равно, его не удается уплотнить до природного состояния. Грунт со временем доуплотняется. Толстый слой насыпного грунта под фундаментом может привести к недопустимым деформациям.

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