Замена грунта на непучинистый

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 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:

• Из-за глубины залегания верхнего водоносного слоя. Если вода расположена близко к поверхности, то даже при условии замены глины на гравелистый песок будет неэффективна.
• Исходя из глубины промерзания земли в холодный период в конкретном регионе.
• В зависимости от типа почвы. Больше всего воды содержится в глине и суглинках.

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:

• Чрезмерно пучинистые (уровень расширения грунта составляет более 12%);
• 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. Если на дне вырытого шурфа не образовалась вода, то необходимо пробурить (для этого используется садовый бур) скважину еще на 1,5 м. Когда в скважине появится вода, при помощи планки замеряется расстояние от уровня грунтовых вод до поверхности.

Для определения типа грунта достаточно произвести визуальный осмотр почвы. На основе этих данных можно сделать примерные выводы о степени расширения земли в холодное время года.

Если грунт слабопучинистый, то УГВ будет находиться ниже расчетной глубины промерзания. Это значение напрямую зависит от типа почвы:

• пылеватые пески – 0,5 м;
• супеси – не более 1,0 м;
• суглинки – 1,5 м;
• глина – 2 м.

Если грунт относится к среднепучинистым, то уровень грунтовых вод будет находиться ниже глубины промерзания на:

• 0,5 м, если преобладают супеси;
• 1,0 м – суглинки;
• 1,5 – глина.

Если грунт сильнопучинистый, то УГВ будет ниже на:

• 0,3 м – если почва в основном состоит из супеси;
• 0,7 м – суглинка;
• 1,0 м – глины.

Если глина и суглинки расположены довольно близко к расчетной глубине промерзания почвы – это не самое лучшее основание под фундамент мелкозаглубленного типа. Однако, это не означает, что строить на таких почвах нельзя.

Как решить проблему пучинистых почв

Существует масса способов, которые позволят понизить уровень пучения почвы. Рассмотрим самые распространенные.

»

Типы грунтов, наиболее подверженных действию пучения.

Несмотря на то, что, строго говоря, абсолютно любой грунт в той или иной степени склонен к пучинистости, в строительстве принято выделять ряд грунтов, которые наиболее сильно подвержены процессу пучения.

Относятся к таким грунтам главным образом все грунты, содержащие глинистые частицы в своем составе. Причем, чем больше глины в грунте, тем более сильно он подвержен пучению.

Условно непучинистыми грунтами принято считать следующие: скальные обломочные горные породы, крупнозернистые пески без примесей глинистых частиц, среднезернистый песок, гравелистые пески. К пучинистым же можно смело отнести мелкие пески содержащие в большом количестве глину.

Чем пучинистый грунт опасен для здания?

При наступлении морозов вода в грунте под фундаментом и рядом с ним превращается в лед. Плотность грунта в целом уменьшается, а объем возрастает. Соответственно, грунт под зданием и рядом с ним начинает вспучиваться.

Силы морозного пучения, которые будут действовать на здание в этом случае можно условно разделить на два типа. Во-первых, силы, действующие вертикально снизу вверх, в направлении поверхности земли. Такие силы способны поднять все здание или его часть.

Во-вторых, касательные силы пучения, которые действуют на боковую поверхность фундамента. Такие силы способны повернуть, сдвинуть здание.

Весной же, когда наступает оттепель и лед снова превращается в воду, происходит обратный процесс — плотность грунта под зданием возрастает, объем уменьшается, здание, соответственно, упускается. Движения здания могут привести к появлению деформаций, трещин и даже разрушению всего здания.

Подходы к решению проблемы пучинистости.

Можно выделить несколько ключевых для решения проблем пучинистости моментов.

Факторы, способствующие снижению пучинистости грунта следующие:

1. Исключение (удаление) глины из песка: глина способна удерживать воду в грунте.

2. Укрупнение песка: в таком грунте не происходит застой воды; вода не задерживаясь быстро уходит в слои грунта, расположенные ниже.

3. Пучинистость возможна лишь в пределах глубины, на которую промерзает под зданием грунт.

4. Под круглогодично отапливаемым зданием температура грунта всегда выше и глубина, на которую будет промерзать грунт в районе фундамента такого здания будет минимальной.

5. Если грунтовые воды достаточно низко залегают, то снижается вероятность пучения, поскольку первый водоносный слой будет находиться ниже глубины, на которую промерзает грунт.

Методы решения проблемы пучинистости.

В настоящее время известно много хорошо зарекомендававших себя в строительной практике способов решения проблем строительства на пучинистом грунте. Перечислим и проанализируем их.

1. Полная замена пучинистого грунта грунтом непучинистым.

Этот способ, как видно из названия, требует для своей реализации большого объема земельных работ. Пучинистый грунт в месте, выделенном для строительства полностью удаляется и на его место укладывается непучинистый грунт, главным образом, крупно- или среднезернистый песок.

Этот метод полностью решает проблему пучинистости, поскольку в таком грунте вода не будет застаиваться и сразу будет уходить в нижележащие слои грунта, при том, конечно, что глубина, на которой залегают подземные воды достаточно большая — больше, чем глубина, до которой промерзает грунт в зимний период.

2. Дренаж грунта.

Метод может быть выполнен как самостоятельно, так и в комбинации с другими методами. Суть сводится к осушению грунта, расположенного под и в районе фундамента здания.

Для этого вдоль всего периметра здания роется траншея, в которую укладываются перфорированные (содержашие отверстия на своих поверхностях) дренажные трубы, соединенные друг с другом в единую сливную систему.

Трубы окутываются в геотекстиль и со всех сторон присыпаются галькой или щебнем. Это нужно для того, чтобы в такую трубу поступала только вода из грунта, а сам грунт в нее не проникал.

На небольшом расстоянии от такой трубопроводной системы роется дренажный колодец, который затем соединяется с трубопроводной системой. Функция колодца — сбор воды, из дренажной системы.

Чтобы вода поступала из грунта в колодец самотеком трубы укладываются с неким уклоном, то есть наиболее отдаленные от колодца трубы располагаются несколько выше, чем трубы, которые непосредственно примыкают к колодцу.

Сделать такой уклон можно легко, если траншею перед укладкой в нее дренажных труб засыпать на разном уровне щебнем: вблизи колодца минимальным слоем, а в самих далеких точках дренажной системы максимальным слоем.

Глубина закладки дренажных труб зависит от той глубины, на которой расположена подошва фундамента и от глубины нахождения подземных вод в данной местности и обычно составляет примерно 0,5 м.

3. Выбор соответствующего фундамента под пучинистый грунт.

От грамотного выбора того или иного вида фундамента зависит очень многое. На пучинистых грунтах наиболее приемлемыми могут быть свайные и монолитные. Рассмотрим более подробно их.

Идея строительства свайного фундамента состоит в том, что свая заглубляется ниже глубины, на которую способен промерзать под зданием грунт и, таким образом, не будет подвержена вертикальному морозному пучению — наиболее опасному для здания.

Типичный свайный фундамент, использующий промышленные, заводские сваи требует для строительства использование сваезабивной машины и считается дорогим и сложным в исполнении.

Поэтому в малоэтажном коттеджном строительстве получил распространение его бюджетный вариант — свайно-винтовой фундамент, основанный на винтовых сваях, которые ввинчиваются, вкручиваются в грунт без использования сваезабивной машины и другой сложной техники.

Другой вариант — использование плитного монолитного фундамента. Этот фундамент считается дорогим по затратам. Суть его в том, что на заранее подготовленной песчаной подушке сооружается монолитный плитный фундамент, на основе которого затем уже строится здание.

Таким образом, фундамент будет располагаться выше уровня, до которого промерзает грунт под зданием и такой фундамент будет подвержен пучению, однако монолитный фундамент представляет из себя жесткую железобетонную структуру, способную подниматься и опускаться при пучении без каких-либо деформаций и разрушений.

Плитный фундамент требует проведения многочисленных земляных работ, а также большого количества бетонной смеси, однако считается хорошей защитой от негативных влияний пучинистого грунта.

4. Устройство отмостки и ливневой канализации.

Ливневая канализация позволяет собирать воду, выпадающую в виде атмосферных осадков в определенные емкости и, тем самым, предохраняет грунт, примыкающий непосредственно к зданию от переувлажнения. Той же цели служит и отмостка, отводя воду на некоторое расстояние от здания.

Отмостку сооружают по периметру здания, обычно используя бетон или другой подобный стройматериал, не пропускающий воду. Ширина отмостки должна составлять не менее 1 метра и она должна иметь небольшой уклон в сторону, противоположную стороне расположения стены (цоколя, фундамента) здания, к которой такая отмостка примыкает.

5. Утяжеление здания.

Очевидно, что чем больше масса здания, приходящаяся на единицу поверхности грунта, тем менее вероятным становится процесс подъема или сдвига здания при пучении.

Отсюда вытекает и данный метод: если позволяет проект, то массу здания намеренно увеличивают, в том числе как средство борьбы против пучения.

6. Утепление фундамента.

Идея метода — подъем температуры грунта, прилегающего непосредственно к зданию выше отрицательных значений. Таким образом, грунт, находящийся в районе фундамента и не промерзает и пучения не происходит. Этому же способствует и постоянное отопление подвала и дома в целом в зимний период.

Выбор того или иного метода в первую очередь должен опираться на проект здания, геологию грунта и климат в месте строительства. Немаловажным является и факт расхода сил, времени и денег на реализацию того или иного метода. Все это следует предусмотреть еще на этапе проектирования здания, до начала строительства.

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

1. Замена пучинистого грунта. Данный способ самый эффективный. При заложении фундамента грунт на глубину 50-70 см убирается, а на его место засыпают щебень и песчаную подушку.
2. Удаление влаги с почвы. Для ограждения грунта от обильных осадков по всему периметру фундамента конструируют отмостку. Ширина отмостки должна быть шире обратной засыпки, чтобы вода не проникала под фундамент.
3. Утепление грунта. Для борьбы с пучением можно утеплить грунт возле фундамента. Если грунт промерзает на 1,5 метра, то и утепляют полосой шириной 1,5 метра вокруг периметра дома.

Варианты заложения фундамента на пучинистом грунте

При выборе фундамента необходимо учитывать силы воздействия грунта, рассчитать массу здания, чтобы фундамент не треснул.

1. Ленточный заглубленный фундамент на пучинистых почвах используют редко. Глубина закладки такого фундамента не должна быть выше 1,5 метра, иначе силы пучения будут напрямую действовать на основу. Данный тип фундамента закладывают под тяжёлыми каменными и кирпичными домами. Если строение предполагает использование бетонных блоков и дерева, то заглубленный ленточный фундамент на пучинистой почве может повести себя непредсказуемо, например, поднятие здания и перекашивание стен.
2. Мелкозаглубленный ленточный фундамент широко применяется на пучинистых почвах, так как закладывается выше глубины промерзания. Данный тип подходит для домов из бруса, бревна и бетонных блоков. Монтирование такого фундамента производят в промерзающем слое грунта. Этот фундамент отличается высокой надежностью и прочностью для зданий с небольшим весом.
3. Свайных фундамент на пучинистом грунте применяют, если глубина промерзания почвы не более 1,5 метра, и используется каркасный тип остова. Величина свай составляет от 3 до 4 метров. Такой фундамент является устойчивым основанием, но для его закладки потребуется специальная техника. В частном строительстве используют винтовые сваи, которые вкручиваются в грунт.
4. Столбчатый фундамент оптимален для пучинистого грунта. Его простота закладки и экономичность являются главными критериями выбора. Закладывают столбчатый фундамент в промерзающем слое грунта, используя столбы. Расстояние между столбами не должно превышать 2 метров.

Используя в качестве столбов железобетонные конструкции можно производить закладку основания на грунт:

• с высоким уровнем влаги;
• сырой и сильно увлажненный;
• заболоченный.

Осадка фундамента

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.

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.

>