Какие виды грунта для строительства фундамента под дом и их особенности: расчет

Все существующие здания и конструкции строятся на грунте, который должен иметь такие качества, как прочность и достаточная несущая способность. Но земля, предназначенная для застройки, не всегда обладает такими качествами. Обычно ее качества ухудшаются грунтовыми водами, которые образуются в земле во время и после выпадения осадков. Помимо этого, зимой грунт, как правило, неравномерно промерзает, а это грозит его вздутием и неравномерным подъемом. Подобная механика грунта приводит к разрушающим последствиям для фундамента и всей конструкции в целом.

Критерии состояния почвы

Учитывая, что самые популярные и дешевые в строительстве – это ленточные фундаменты и столбчатые с перевязкой, то и встретить их сейчас не проблема, но далеко не всегда они способны выдерживать допустимые нагрузки, а свойства конкретной почвы не позволяют возводить большие дома.

Популярные основания не всегда будут оптимальными для конкретной территории, ведь они не всегда способны выдерживать большие постоянные нагрузки на мягких почвах. Поэтому, кроме критерия «цена-качество», фундаменты также подбираются по критериям состояния почвы, а именно:

• какой тип грунта на площадке приоритетнее;
• состояние и высота залегания грунтовых вод;
• вертикальная структура почвы;
• глубина промерзания;
• наличие просадочных пород;
• тип здания, его масса и размеры;
• характеристики основания и наличие твердых пород на различных глубинах.

Застройщику или хозяину участка важно знать, есть ли возможность присутствия одновременно разных типов грунтов.

Выбор фундамента. С чего начать

Прежде чем начать выбирать фундамент, необходимо понять, для чего он нужен и какую функцию выполняет.

Роман НиконовКонсультант по строительству

Фундамент – прокладка между зданием и грунтом. Он распределяет вес здания на грунт. Это не статичная конструкция – он может сжиматься, изгибаться, и, иногда, растягиваться. Чтобы дом на нем не деформировался, необходимо выполнить два условия:

• Осадки грунта под домом не должны быть больше определённых значений. Рассчитываются они по специальным формулам в зависимости от веса и конструкции здания, типа грунта, его влажности и пористости. Эти величины определяют по образцам, полученным при инженерно — геологических изысканиях;
• Грунт не должен менять структуру. Для каждого грунта, находящегося под постоянно увеличивающейся нагрузкой, наступает момент, когда его частицы начинают ломаться или смещаться относительно друг друга и он проседает. Значит, под подошвой фундамента не должно быть давления, при котором «сломается» грунт основания.

Ключевые свойства грунта при выборе типа фундамента

Эскиз разновидностей и основных отличий

Выбор типа фундамента напрямую зависит от глубины промерзания грунта. Скалистые почвы считаются непромерзаемыми, ведь в них содержится минимум грунтовой воды. Конечно, они также могут охладиться до отрицательных температур, но не содержат просадочных пород и укреплять основания тут не нужно. А вот глинистые и торфяные почвы промерзают на большую глубину, поэтому нужно сразу рыть глубокие котлованы, а это затратно.

Наличие просадочных пород в грунте, к которым относятся пласты глины, песка или торфа тоже имеют немалое влияние. Чем их больше, тем менее устойчивый грунт, и в этом случае нужно дополнительно проводить укрепление основания. Можно, конечно, поменять пласты глины на песок и утрамбовать, но это дорогое удовольствие, и далеко не каждому будет по карману.

Очень важна степень пучения и возможность подвижек при сейсмической или иной активности. Неустойчивые почвы склонны к горизонтальному движению, поэтому тут сразу проводится дополнительное укрепление почвы сваями или столбами ниже глубины промерзания. Такие грунты очень слабые, поэтому подошва основания устанавливается глубоко.

Планировка территории участка

Выбирая участок для своего будущего дома из нескольких вариантов, многие застройщики руководствуется лишь ценой, площадью и наличием подведённых коммуникаций. Но, как показывает практика, одним из решающих факторов при выборе участка под будущую застройку, а значит и фундаментных работ, должна стать возможность грамотной планировки территории.

Андрей Пашухин. Инженер по строительству компании Фундаментально. рф

Выбирать участок для дома желательно в соответствии с пониманием, как вы его планируете впоследствии использовать, а именно – какой дом и хозяйственные постройки будут на нём возводиться.

Уже на первоначальном этапе необходимо смотреть, подходит ли участок под ваши нужды, а не пытаться строить дом на совершенно неподходящей для этого территории.

Если изначально планируется строить большой каменный дом в два-три этажа, то и участок нужно подбирать соответствующий. Он должен быть больше границ дома минимум на 10-15 метров и иметь грунты с хорошей несущей способностью.

Нужно чётко понимать, что чем сложнее геология и грунты на участке, тем дороже обойдётся строительство основания дома. Конструкция должна основываться на технико-экономическом обосновании проекта дома и геологических изысканиях для определения вида грунта.

Основные факторы, определяющие, какой будет конструкция, следующие:

• Характеристики будущего дома и его конструктивные особенности;
• Материал, из которого будет строиться дом;
• Тип грунта и уклон участка;
• Уровень грунтовых вод и глубина промерзания почвы зимой.

Чем тяжелее дом и чем сложнее его конструкция, тем сложнее фундамент и тем дороже он будет стоить.

Грунт как основа дома

Имея на руках проект дома, необходимо как можно скорее понять, что за грунт на вашем участке и, соответственно, какая у него несущая способность.

Роман Никонов

Обычно в основании здания оказывается несколько типов грунтов. Для окрестностей Москвы глубина полнозаглубленного фундамента – 1,5 метра. Зона влияния фундамента, то есть глубина, на которой будет заметно дополнительное давление от здания, – это ещё от 2 до 4,5 метров. Это значит, что при расчёте фундамента под тяжёлые дома нужно учитывать свойства грунтов на глубину до 6 метров. Теперь представим, что на глубине 3 метра находится слой слабого грунта. Он может не выдержать дополнительной нагрузки от здания.

На прочность грунтов влияет УГВ: влажные грунты менее прочные, чем сухие. А пылеватый песок, насыщенный водой вообще может превратиться в «плывун».

Александр Земсков, Руководитель компании BAUBILD

Вид, свойства и характеристики грунта, имеют первостепенное значение при строительстве фундамента для дома.

А выбор конструкции фундамента, его размеры, глубина заложения и технология строительства основывается на данных геологических исследований местности.

При высоком уровне грунтовых вод желательно сделать дренаж участка и дренаж вокруг дома.

Благодаря этому понижается их уровень и соответственно уменьшается насыщенность грунта водой, что уменьшает силу морозного пучения.

Морозное пучение происходит из-за того, что вода, находящаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объёме. Под действием этого давления происходит подвижка грунта, что может привести к выталкиванию фундамента наружу, его разрыву или неравномерному подъёму дома, а значит и деформации всей конструкции.

Классификация грунтов в строительстве

Выбор фундамента для дома начинается с изучения грунта на участке, понимания его несущих способностей и особенностей, влияющих на конструкцию основания дома и материал изготовления стен. Рассмотрим основные типы грунтов.

Тип грунта	Описание	Плюсы	Минусы
Скальные	Состоят из массива горной породы.	Не сжимается под нагрузками; Не требуют устройства заглублённого фундамента; Несущая способность обычно достаточна для того, чтобы держать здание, просто поставленное на них сверху.	Промерзают на большую глубину, сравнительно с другими видами грунтов. Необходимо утеплять вводы коммуникаций и с помощью утепления «отсекать» грунт от здания.
Песчаные	Состоят из более или менее крупных песчаных частиц. Различаются по крупности: крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые, плотности: плотные, средние, рыхлые.	Не склонны к морозному пучению. Легко уплотняются.	Легко осыпаются, требуют серьёзных работ по укреплению стенок траншей и котлованов.
Заторфованные грунты и растительный слой	почти наполовину состоят из гумуса и растительных остатков.	Отсутствуют.	Не могут являться основанием сооружений. Роман Никонов: Если в основании здания попадается такой грунт, нужно заменить его на песок, сделать подошву фундамента ниже слоя такого грунта или пройти его насквозь с помощью свайного фундамента.
Пылевато-глинистые	Состоят из смеси песчаных и глинистых частиц в разных пропорциях – супеси, суглинки и глины	Удерживают вертикальные стенки, что упрощает земляные работы. Являются водоупором	Являются пучинистыми.

Только изучение совокупности свойств и характеристик грунта позволит построить прочный, надёжный и долговечный фундамент.

Характеристика грунта

Каменистые и скалистые грунты — грунтом их назвать можно условно, поскольку они представляют собой камень, который не подвержен никакому влиянию влаги, не промерзает, и не изменяет своих свойств в нормальных погодных условиях. Это идеальный фундамент сам по себе.

Хрящеватые грунты — состоят из гравия и обломков камней. Так же отличается высокой прочностью и является прекрасной основой под фундамент. Глубина закладки фундаментов при таких грунтах не зависит от глубины промерзания.

Песчаные грунты — слабопромерзаемые грунты на незначительную глубину (50-100 см). Хорошо пропускают воду, уплотняются, трамбуются. Фундаменты в таком грунте не замокают.

Глинистые грунты — состоят из очень мелких частиц чешуйчатой формы. В отличие от песка, глина хорошо вбирает и удерживает влагу (в основном своей поверхностью). Поэтому при замерзании неуплотнённой глины происходит вспучивание глины (из-за расширения воды при замерзании). Уплотнённая глина менее склонна к расширению и является слабопучинистой.

Суглинки и супеси — представляют собой смесь песка и глинистых частиц. В зависимости от превалирования того или иного компонента, грунт ведет себя соответственно.

Торфяные грунты — представляет собой осушенные и не очень болота. Обычно сильно насыщены влагой (торф может впитать в себя примерно 6-8 объемов воды, относительно своего первоначального объема). С чрезвычайно высоким уровнем залеганием грунтовых вод.

Классификация почв и их свойства

Они называются грунтом довольно условно, так как представляют собой прочный камень, не подвергающийся влиянию осадков, промерзанию, и не изменяющий своих свойств в обычных климатических условиях. Его можно было бы назвать идеальным основанием под фундамент, если бы не сложность разработки участка на нем. Данный вид грунта является наиболее надежным и фундамент на нем можно устанавливать без дополнительных вскрытий и заглублений.

• Хрящеватый грунт

Вполне надежен для строительства хрящеватый грунт.Он не подвержен пучению и размыванию. Хрящеватые грунты – это смесь глины, песка, обломков камней, щебня и гравия. Они плохо размываются водой, не подвержены вспучиванию и вполне надежны. На таком грунте даже не очень глубокий ленточный фундамент выдерживает крупные строения. Специалисты не рекомендуют заложение фундамента на подобном грунте на глубину меньше 50 см.

• Песчаные грунты

Песчаные грунты являются малопромерзаемыми и не скапливают воду. Они отлично уплотняются и утрамбовываются, но могут просесть при большой нагрузке, поэтому оптимальная глубина фундамента на таком грунте до 70 см. Чем более крупные частицы содержит песок, тем более сильную нагрузку он может выдержать. Отдельно классифицируется пылеватый песок, на нем фундамент нуждается в еще большем усилении.

• Глинистые грунты

Глинистые грунты, суглинки и супеси – самый сложный вид грунта, состоящий из песка и частиц глины. Супесь состоит примерно на 10% из глины, а суглинки — на 30%. Они размываются, разжижаются и проседают, глубоко промерзают и вспучиваются в холода. Фундамент на глинистом грунте должен быть заложен на всю глубину промерзания. Зимой они могут промерзать на глубину до полутора метров.

• Торфяные грунты

Торфяные грунты, представляющие собой осушенные болота, как правило сильно насыщены влагой. В них очень высока вероятность наличия грунтовых вод. Перед закладыванием фундамента в таком месте необходимо провести осушение почвы или прокладку дренажных каналов, или утрамбовывание и укрепление грунта с помощью укладывания слоя, состоящего из песка, цемента и битума.

В ходе инженерно-геотехнических изысканий осуществляется комплексное изучение природных условий строительной площадки.

Для закладки фундамента достаточной прочности решающее значение играет состав грунтов и их свойства. В строительной отрасли имеется четкая система классификации почв, которая выделяет следующие их виды:

• Скальные породы.
• Полускальные грунты.
• Крупнообломочные.
• Песчаные и супесчаные несвязанные почвы.
• Глинистые или связанные грунты.

Cтроителям часто приходится работать со всеми перечисленными типами. Каждый из видов грунтов имеет присущие только указанной категории свойства.

При закладке фундамента учитывается не только тип почвы, которая по мере заглубления не является однородной.

Предлагаем ознакомиться Как своими собственными руками сделать складной мангал?

Обычно земельные участки имеют верхний растительный или плодородный слой, ниже могут располагаться песчаные, супесчаные породы, глина и суглинки.

Толщина слоев грунта при выборе конкретной схемы расчета фундамента также учитывается наряду с другими факторами.

Методики самостоятельного определения видов почв

Практика индивидуального строительства предполагает необходимость экономии средств. Многие операции, в том числе и по определению состава грунта, выполняются своими силами без привлечения специалистов.

Существуют достаточно простые способы определения вида почвы участка, где будет возводиться фундамент.

Земля, изъятая с площадки, смешивается с небольшим количеством воды и раскатывается в виде цилиндра.

Полученную массу пытаемся свернуть в колечко, если это удается, грунт имеет в своем составе не менее 2/3 глины и суглинков. В случае распада на отдельные фрагменты небольшого размера почва содержит большое количество песка.

Еще один несложный тест – немного грунта помещается в прозрачную емкость с водой, помутнение жидкости означает большое присутствие мелких суглинистых частиц.

Виды фундаментов для частного дома

Фундаменты для дома можно разделить на четыре основных вида конструкции:

• Столбчатый;
• Свайный;
• Ленточный;
• Плитный.

По глубине заложения они различаются на:

• Мелкозаглубленные;
• Глубокозаглубленные.

Основание дома закладывают ниже глубины промерзания в целях предотвращения его деформации силами морозного пучения. Мелкозаглубленные конструкции сооружают для лёгких зданий на грунтах, не подверженных морозному пучению. Чем больше глубина закладки фундамента, тем дороже обойдётся его возведение.

По способу сооружения фундаменты могут разделяться на:

• Монолитные;
• Сборные;
• Комбинированные.

Александр Земсков

Монолитные фундаменты сооружают на месте строительства из армированного бетона. При соблюдении технологии строительства и использовании качественных материалов они считаются наиболее прочными и надёжными. Для сборных конструкций используют готовые железобетонные элементы: балки, плиты, блоки и пр. Комбинированные фундаменты возводят из готовых заводских элементов и бетонного раствора.

Столбчатые

Под углы здания в местах наибольшей нагрузки ставятся кирпичные, бетонные или деревянные столбы, закопанные на глубину больше полутора метров, чтобы при морозном пучении его не выдёргивало из земли.

Такие фундаменты чаще всего используется при строительстве временных и лёгких сооружений.

Свайные

Винтовая свая – это стальные трубы с винтом на конце. Ее вкручивают в землю как шуруп, а потом ставят на них конструкции. Это самый быстровозводимый фундамент, под дачный домик в 60 – 80 квадратных метров он делается за пару дней.

Плюсы:

• Быстро возводится;
• Не требует выполнения земляных работ.

Минусы:

• Ограниченный срок службы – определяется скоростью коррозионного разрушения лопастей свай.

Также сваи может поднимать, т.к. метал хорошо проводит холод, и грунт вокруг сваи промерзает на большую глубину, чем вокруг традиционного фундамента.

Буронабивная свая – отверстие в грунте длиной от 1,5 метров и более метров, в которую вставлена арматура и залит бетон. Особым видом такого фундамента являются сваи ТИСЭ — с уширением в нижней части, которое позволяет увеличить несущую способность сваи, но может быть успешно выполнено только в полутвёрдых и тугопластичных глинах.

Плюсы:

• Позволяет ставить тяжёлый дом, если прямо под ним слой слабого грунта – тогда сваи передают вес на прочный грунт, который может быть достаточно глубоко – т.н. «сваи-стойки».
• Позволяет уменьшить объем земляных работ в сравнении с любым типом фундамента, если дом – лёгкий.

Минусы:

• Сложен в выполнении, и дорог при устройстве свай в сыпучих и текучих грунтах.

Требует инженерно-геологических изысканий на большую глубину, чем обычные фундаменты для загородных домов.

Плитные

Роман Никонов

Такой фундамент представляет собой единую плиту под всем домом – плоскую или ребристую, утеплённую – так называемую УШП или неутеплённую. Один из самых универсальных типов фундамента. Очень часто является фундаментом «по умолчанию» в типовых проектах загородных домов, так как может без особенных проблем устанавливаться на всех типах грунтов, кроме: пылеватых влажных песков «плывунов», текучих глин, насыпных и заторфованных грунтов.

Плюсы:

• Универсальность.
• Надёжность.

Не требуется большого заглубления в грунт, что особенно важно при высоком уровне грунтовых вод.

Минусы:

• Для крупных частных домов сложной формы превращается в очень сложную конструкцию.
• Требуется много материалов, особенно с учётом песчаной подушки, засыпки пола.
• Требует устройства отдельной конструкции цоколя, так как располагается обычно в уровне земли.

Такой фундамент неудобно возводить для домов на склонах при перепаде высот больше 1 метра на всю длину дома.

Ленточные

Делится на два основных типа:

• Полнозаглубленный.
• Мелкозаглубленный – МЗЛФ.

Полнозаглубленный – делается на всю глубину промерзания грунта. Это расчётная величина, учитывающая тип здания, грунта, режим эксплуатации дома.

Один из самых надёжных типов фундамента для дома любой формы, веса и площади. Что немаловажно, несущая способность такого фундамента почти не зависит от его армирования.

Плюсы:

• Прост в изготовлении.
• Надёжен.

Минусы:

• Очень высокая материалоёмкость, так как требуется заложение ниже глубины промерзания.
• Сложность в устройстве при высоком уровне грунтовых вод.

Мелкозаглубленный фундамент представляет собой монолитную железобетонную балку на песчаной подушке.

Роман Никонов

Этот тип фундамента разработан в 60-х годах 20 века, когда выяснилось, что несущая способность полнозаглубленной ленты для лёгких домов – избыточна, более того, морозное пучение иногда ломает такие фундаменты, если они выполнены с нарушением технологий (залиты в землю без опалубки).

Плюсы:

• Для возведения требуется меньше материала, чем для полнозаглубленной ленты.
• Возможность делать такой фундамент при высоком УГВ.

Минусы:

• Низкая жесткость (очень часты случаи образования трещин в конструкциях домов из мелкоштучных материалов – блоков и кирпича, установленных на таких фундаментах).
• Высокие требования к качеству армирования.
• Обязательное устройство дренажа и песчаной подушки.

Мелкозаглубленный фундамент используют на участках, состоящих из сложного грунта, с высоким УГВ, при большом перепаде высот и т.п.

Андрей Пашухин

При высоком УГВ нужно использовать мелкозаглубленные фундаменты. Смысл фундаментной подготовки заключается в том, чтобы обеспечить полный контакт грунта с фундаментом, и, если требуется – повысить несущую способность грунта до значений, соответствующих расчётным.

Если закладывается МЗЛФ, то обязательно устройство утеплённой отмостки. Это позволит обеспечить стабильное положение и исключить пучение грунта. В остальных случаях достаточно устройства неутеплённой отмостки для отведения дождевой воды от фундамента, чтобы исключить его подтопление.

Важно помнить, что уже на стадии проектирования фундамента необходимо задуматься о том, что наличие большого уклона на участке потребует мероприятия по «якорению» и планировке, а наличие грунтовых вод на высоком уровне потребует его понижения и отведения.

Александр Земсков

Очень часто встречаются участки со значительным уклоном, с одной стороны это плюс с дизайнерской точки зрения, тут можно интересно построить ландшафтный дизайн. Но такой участок, по сравнению с ровным, более затратен при возведении фундамента.

Таким образом, выбор основания для дома заключается в решении множества разнообразных задач, а при проектировании необходимо учитывать целый комплекс факторов влияющих на долговечность фундамента, а значит и на надёжность вашего будущего дома.

На FORUMHOUSE собрана вся возможная информация о фундаментах.

Предлагаем вам подробный и наглядный рассказ участницы нашего портала о строительстве дома на ТИСЭ. У нас вы найдете информацию о планировке и устройстве цокольных этажей и подвалов и всю информацию по УШП, от конструктива до расчёта.

Присоединяйтесь к нашей дискуссии о том, как поднять дом и заменить под ним основание. Посмотрите наше видео про то, как в одной конструкции объединить три вида фундаментов.

Самые распространенные ошибки при строительстве фундаментов

• Строительство фундаментов на не уплотненной основе
• Строительство монолита без вибрирования бетона
• Непринятие в расчет силы бокового давления грунта
• Неверный расчет несущей способности грунта
• Отсутствие расчета минимальной опорной площади оснований
• Отсутствие мероприятий по отводу воды при строительстве
• Недостаточное заглубление опор находящихся под внутренней частью дома

Следствия ошибок устройства фундаментов

• Разломы, перекосы, трещины стен и перегородок
• Нарушение теплоизоляции здания вследствие образования щелей, зазоров, трещин
• Трещины в цокольной части
• В весенний период затруднено нормальное закрывание дверей и окон
• Отклеивание обоев
• Выкрашивание (рассыпание) бетона
• Боковое выжимание и перекос блоков силами морозного пучения
• Просадка углов дома
• Наклон дома силами пучения, неравномерно действующими с северной и южной сторон
• Боковой сдвиг

Что бы еще почитать?

Поделитесь ссылкой на статью в социальных сетях

Вы можете оставить свой комментарий

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...