Зведення стовпчастих фундаментів на різних ґрунтах: глині ​​та пучинистих ґрунтах. Заміна ґрунтів в основі фундаментів Види, особливості та переваги стрічкових фундаментів

Сьогодні дуже активно розвивається така галузь народного господарства, як приватне будівництво. Особливе місце у цій галузі займає зведення фундаменту. Фундамент – це основа будь-якої будівлі та конструкції, яка забезпечує стійкість та міцність усієї будівлі. Без знання характеру ґрунту правильно та безпечно звести фундамент практично неможливо. Щоб збудувати фундамент своїми руками, необхідно ретельно вивчити гідрогеологічні особливості конкретного земельної ділянки. Велике значення мають такі показники, як глибина промерзання ґрунту, вологість ґрунту, рівень стояння ґрунтових вод.

Від цих показників залежить така властивість ґрунту, як пучинистість. Будувати доволі небезпечно. Згодом це може спричинити перекіс фундаменту та всієї будівлі. Останнє може стати причиною появи тріщин та дефектів у стінах. Щоб фундамент був захищений від сил здирання, потрібно зводити його на сухих і непучинистих землях. Розглянемо докладніше які особливості має непучинистий ґрунт, що до нього відноситься, які заходи можна здійснити для того, щоб убезпечити фундамент та саму будівлю. Крім того, тут можна дізнатися про використання фундаменту непучинистого ґрунту.

Непучинистий тип ґрунту

Перевірка ґрунту – відповідальний етап усієї роботи будівельника. Перед тим, як безпосередньо зводити фундамент для будинку, потрібно знати, що таке пучення. Отже, непучинистим називається такий ґрунт, який не піддається морозному пученню. Пучення включає таке поняття, як ступінь безодню. Вона показує, наскільки грунт може збільшуватися в об'ємі в результаті замерзання при низькій температурі.

Надійним є фундамент, деформації якого (опади, пучення) протягом усього терміну експлуатації не перевищують значень, допустимих для конструкцій будинку.

Найважливішою умовою надійного улаштування фундаментів у пучинистих ґрунтах є їх стійкість під впливом дотичних сил пучення. Деформації фундаментів повинні дорівнювати нулю. Підошви фундаментів не повинні відриватися від основи, на яку вони спираються. Це можна досягти, коли навантаження від будинку рівні або більше дотичних сил пучення, що виникають по бокових гранях заглиблених у ґрунт фундаментів (рис. 1).

Мал. 1. Умова надійного улаштування фундаментів у пучинистих ґрунтах: а — надійно влаштований фундамент; б - ненадійно влаштований фундамент; gd - навантаження від будинку; τf - дотичні сили пучення; df - розрахункова глибина промерзання; hfr -величина пучення ґрунту; hfф - величина деформації обдимання фундаменту; 1 - фундамент; 2 - зазор (порожнина).

У діючих Будівельних Нормахз проектування основ будівель та споруд прийнято правило, за яким глибина закладення фундаментів у непучинистихґрунтах призначається конструктивно незалежно від глибини промерзання, середньо-і сильнопучинистихґрунтах - повинна бути не менше розрахункової глибини промерзання, а в слабопучинистих ґрунтах глибина закладення фундаментів повинна становити не менше половини розрахункової глибини промерзання (табл. 2, СНіП 2.02.01-83 *).

При такому заглибленні великі нормальні сили пучення, які могли б діяти на підошву фундаментів, в середньо- і сильнопучинистих ґрунтах виключаються, а в слабопучинистих ґрунтах знижуються до незначних величин. Дотичні ж сили пучення, що діють по бічній поверхні заглиблених фундаментів, повинні бути задавлені вагою споруди.

Ця умова, як правило, здійсненна для важких об'єктів у промисловому, цивільному та багатоповерховому житловому будівництві. У малоповерховому будівництві ця умова не виконується. Як показує практика, навантаження від малоповерхового будинку в більшості випадків значно менше від дотичних сил здирства.

Вимога закладення фундаментів нижче за розрахункову глибину промерзаннябуло введено у практику будівництва у період, коли обсяги малоповерхового будівництва з невеликими навантаженнями на фундаменти були незначними та не входили до номенклатури найважливіших об'єктів п'ятирічок. Тому для таких споруд (без зміни загального правилазаглиблення) Нормами передбачено комплекс заходів, що дозволяють забезпечити в пучинистих ґрунтах вимоги розрахунку стійкості малонавантажених фундаментів.

«Крім можливості зміни глибини закладення фундаментів слід розглянути необхідність застосування заходів, що зменшують сили та деформації морозного пучення, а також глибину промерзання» (п. 14.8., СНиП 2.02.01-83*).

Сюди можна зарахувати:

• запровадження додаткових зв'язків, що обмежують переміщення фундаментів;
• застосування інших типів фундаментів;
• заходи, спрямовані на перетворення будівельних властивостей ґрунтів: ущільнення, повна або часткова замінаґрунтів із незадовільними властивостями подушками з піску, гравію, щебеню тощо;
• будову насипів;
• закріплення ґрунтів;
• введення в ґрунт спеціальних добавок (засолення, просочення нафтопродуктами).

Всі заходи щодо зниження або виключення деформацій, сил морозного пучення та глибини промерзання можна розділити на конструктивні, інженерно-меліоративні, фізико-хімічні та теплозахисні. Зупинимося докладніше на найважливіших із них.

Конструктивні заходи

1. При облаштуванні заглиблених фундаментів під споруди з великими навантаженнями, що перевищують сумарні дотичні сили пучення, можливе застосування як збірних, так і монолітних конструкцій.

При влаштуванні заглиблених фундаментів під малоповерхові будинки з навантаженнями, меншими від дотичних сил пучення, при застосуванні збірних фундаментів у міру промерзання грунту можливий послідовний відрив верхніх блоків від нижніх. У простір між блоками може потрапляти ґрунт зворотного засипання (рис. 2), що призводить до утворення та накопичення залишкових деформацій пучення. І тут необхідний перехід варіант монолітних залізобетонних фундаментів.

Мал. 2. Можливі деформації в пучинистих ґрунтах збірних фундаментів: gd - навантаження від будинку; τf - дотичні сили пучення на кордоні "грунт - зворотне засипання"; τfр - дотичні сили пучення на кордоні «зворотне засипання - фундамент»; df - розрахункова глибина промерзання; dfi - поточна глибина промерзання; 1- фундаментний блок; 2 - зазор (порожнина); 3 - ґрунт зворотного засипання.

2. Під важкими об'єктами засипка пазух траншей і котлованів після виготовлення фундаментів можлива місцевим пучинистим ґрунтом. Під малоповерховими будинками засипка пазух непучинистим крупним або середньої крупності піском дозволяє знизити величину дотичних сил пучення (мал. За).

Мал. 3. Засипання пазух траншей та котлованів піском: а — ширина пазух, прийнята з технологічних умов виконання робіт; б - розрахункова ширина пазух, прийнята з умови стійкості фундаментів; gd - навантаження від будинку; τf - дотичні сили пучення на кордоні "грунт - зворотне засипання"; τfp - дотичні сили пучення на кордоні "зворотне засипання - фундамент"; df - розрахункова глибина промерзання; 1 - фундамент; 2 - пазуха, що заповнюється піском.

Якщо ширина траншей або розміри котлованів, прийняті з технологічних міркувань, недостатні для засипання пазух піском для забезпечення стійкості фундаментів, можна збільшити їх розміри в плані. Чим ширші пазухи зворотного засипання непучинистим ґрунтом, тим менші дотичні сили пучення, що діють на кордоні з фундаментами ( Мал. 3б).

При деякій ширині траншей ціліки нерозробленого грунту, що залишаються між фундаментами, можуть бути настільки малі, що стає доцільною розробка котловану під усім будинком із заміною пучинистого грунту на непучинистий.

3. При значних обсягах земляних робіт раціональнішим може бути рішення про зміну глибини закладення фундаментів. Наприклад, закладення фундаментів на таку глибину, при якій сили тертя грунту, що не промерзає, спільно з навантаженням від будинку перевищують дотичні сили пучення ( Мал. 4а). Правда, при такому варіанті значно зростає витрата залізобетону.

Мал. 4. Варіанти заглиблення фундаментів: а - значно нижче за глибину промерзання; б - вище глибини промерзання; gd-навантаження від будинку; τf~ дотичні сили пучення на кордоні «грунт - зворотне засипання»; τfр - дотичні сили пучення на кордоні «зворотне засипання - фундамент»; τr - дотичні сили тертя талого ґрунту; df - розрахункова глибина промерзання; 1 - фундамент; 2 - пазуха, що заповнюється піском; 3 - пазуха, що засипається місцевим грунтом або піском; 4 - протипучинна піщана подушка.

Значно менша витрата залізобетону досягається при закладенні підошви фундаментів вище за розрахункову глибину промерзання — при влаштуванні дрібнозаглиблених фундаментів. У цьому випадку приймають таке заглиблення, при якому дотичні сили не перевищують навантажень від будинку ( Мал. 4б).
4. Більше економічне рішення, ніж заглиблення фундаментів в талий грунт, може бути отримано при збільшенні поперечного перерізу в нижній частині фундаменту ( Мал. 5а,б), що розміщується нижче глибини промерзання. У цьому випадку розширена частина працює як анкер, що перешкоджає переміщенню фундаменту під впливом дотичних сил пучення.

Мал. 5. Анкерний пристрій фундаментів: а - стрічковий або стовпчастий фундамент; б - бурова опора; df - розрахункова глибина промерзання; dfmax - максимальна глибина промерзання, зафіксована за час спостережень; τf - дотичні сили пучення на кордоні "грунт - зворотне засипання" або "грунт - бурова опора"; τfp - дотичні сили пучення на кордоні "зворотне засипання - фундамент"; σ - реактивний тиск промерзаючого пучинистого ґрунту; 1 - стовпчастий або стрічковий фундамент; 2 - Бурова опора.

Реактивний тиск пучинистого ґрунту на анкер сприяє стійкості фундаменту. При такому рішенні, як і при заглибленні в талий грунт, необхідно посилене армування фундаментів на розрив, оскільки бетон має низький опір зусиллям, що розтягують.
Для забезпечення надійного влаштування таких фундаментів на весь термін експлуатації будинку заглиблення анкерної частини рекомендується виконувати нижче за максимально зафіксовану глибину промерзання в регіоні будівництва.
5. У процесі розрахунку фундаментів на стійкість може виникнути необхідність переходу на інші типи фундаментів: замість заглиблених стрічкових використовувати стовпчасті заглиблені; замість стовпчастих заглиблених - дрібнозаглиблені стрічкові або стовпчасті; замість бурових опор - стовпчасті в котлованах; замість бурових циліндричних опор - бурові з розширенням та ін.
6. Для зниження нерівномірних деформацій пучення при застосуванні дрібнозаглиблених стовпчастих фундаментів можуть бути передбачені заходи щодо підвищення міцності та просторової жорсткості надфундаментних конструкцій. Це може бути влаштування залізобетонних поясів жорсткості в рівні перекриттів, армування кладки (цегляної та з інших штучних матеріалів) стін, влаштування монолітних перекриттів. При застосуванні стрічкових дрібнозаглиблених фундаментів можливе влаштування монолітних залізобетонних цоколів в єдиній конструкції з фундаментами.

Інженерно-меліоративні заходи

1. Підвищення загального рівня будівельного майданчика шляхом улаштування відсипання з непучинистого ґрунту (великого або середньої крупності піску) дозволяє зменшити глибину промерзання пучинистої основи. При цьому ступінь пучинистості ґрунтів будівельного майданчика знижується. Подібний захід особливо доцільний за високого рівня ґрунтових вод.
2. З метою зниження ступеня пучинистості ґрунтів будівельного майданчика шляхом зниження рівня ґрунтових вод може бути влаштований глибинний дренаж. Однак цей досить дорогий захід у безпідвальних будинках може бути малоефективним. Наприклад, при зниженні рівня ґрунтових вод з глибини 1 м від поверхні до 2 м у суглинках і глинах ступінь їхньої пучинистості змінюється мало.
У будинках з цокольним поверхомабо технічним підпіллям пристрій глибинного дренажу, як правило, необхідно виконувати з дещо іншою метою - усунення можливості підтоплення заглиблених приміщень ґрунтовими водами.
3. Можна досягти зниження пучинистості грунтів рахунок зниження їх пористості ущільненням важкими трамбовками. Витрамбовування та виштампування траншей та котлованів під фундаменти малоповерхових будинків застосовувалося в експериментальному порядку у 90-ті роки у централізованому сільському будівництві. Однак в індивідуальному будівництві цей спосіб не набув поширення через високу трудомісткість і вартість, а також через необхідність мати потужні механізми та обладнання, які досить швидко виходять з ладу.

Фізико-хімічні заходи

1. Норми пропонують заходи щодо зниження пучинистості ґрунтів введенням у ґрунт спеціальних добавок. Засолення грунтів дозволяє знижувати температуру їхнього замерзання. Просочення шару ґрунту нафтопродуктами суттєво знижує його змерзання.
2 . Для зниження змерзання пучинистих ґрунтів із фундаментами пропонується обмазка бічних поверхонь, що знаходяться в ґрунті, консистентними мастилами або покриття їх полімерною плівкою.
3. Існують технології зв'язування пучинистих ґрунтів різними способами: хімічним, електрохімічним, буро-змішувальним та ін.

Теплозахисні заходи

Можливе повне або часткове виключення промерзання пучинистого ґрунту з бічною поверхнею заглиблених фундаментів при закладанні навколо них у ґрунт утеплювачів. У сезонно опалюваних будинках утеплювач закладають з двох сторін фундаментів, а в будинках, що регулярно опалюються, — тільки із зовнішнього боку (рис. 6).

Мал. 6. Застосування утеплювачів для виключення промерзання пучинистого ґрунту: а — в будинку, що сезонно опалюється; б - в регулярно опалюваному будинку зимовий період; 1 - фундамент; 2 - утеплювач.

Слід використовувати утеплювачі, які не поглинають воду. Для цього годяться, у першу чергу, утеплювачі, що виготовляються на основі екструдованого пінополістиролу, наприклад, «Піноплекс», Styrofoam, Styrodur, Primap1ех, Тер1ех, Теплоізопліт та ін.

1 . Насамперед звернемо увагу, що необхідність застосування багатьох заходів щодо забезпечення стійкості заглиблених малонавантажених фундаментів у пучинистих ґрунтах виникає через відсутність основної умови, на якій ґрунтується правило заглиблення, — дотичні сили пучення не задавлюються навантаженнями від малоповерхового будинку. Навантаження від будинку в середньо- і сильнопучинистих ґрунтах у переважній більшості випадків значно менше від дотичних сил пучення. Тому запропоновані заходи видаються як рятувальні заходи для влаштування заглиблених малонавантажених фундаментів.
Можна погодитися із застосуванням запропонованих заходів як виняток при невеликих обсягах малоповерхового будівництва. Однак за масового будівництва малоповерхових будинків проектування фундаментів із застосуванням рятувальних заходів суперечить логіці будівельного мистецтва.
2. Такі заходи, як заглиблення фундаментів значно нижчі від розрахункової глибини промерзання, пристрій анкерного розширення нижче глибини промерзання, заміна всього пучинистого ґрунту на непучинистий, закладка утеплювачів у ґрунт та ін., ведуть до істотного подорожчання будівництва.
3. Заходи, пов'язані із засоленням ґрунтів, просоченням їх нафтопродуктами, з покриттям поверхні фундаментів консистентними мастилами, були запропоновані в часи, коли питання екології не стояли так гостро, як нині, і тому не бралися до уваги. Слід визнати такі заходи шкідливими для довкілля та непридатними для застосування у малоповерховому будівництві.
4 . Ряд заходів: витрамбовування та штампування траншей і котлованів, зміцнення ґрунтів введенням зв'язувальних добавок, влаштування глибинного дренажу під безпідвальними будинками не знайшли застосування в практиці будівництва малоповерхових будинків через їх малу ефективність, нетехнологічність або відсутність відповідних механізмів та обладнання.
5. Все ж таки використання низки заходів дозволяє забезпечити стійкість і, отже, надійність фундаментів під малоповерховими будинками, але це досягається значним подорожчанням будівництва.
6. Застосування в пучинистих ґрунтах заглиблених фундаментів при перевищенні дотичних сил одужання над навантаженнями від будинку тільки ускладнює та здорожує вирішення завдання з улаштування надійних фундаментів.
Найбільш перспективними за надійністю та економічністю зведення під безпідвальними малоповерховими будинками в пучинистих ґрунтах є монолітні залізобетонні дрібнозаглиблені фундаменти, що влаштовуються на протипучинній піщаній подушці. Невеликі навантаження від малоповерхового будинку дозволяють спирати фундаменти на ґрунти, що знаходяться близько до поверхні. Можна застосовувати незаглиблені та дрібнозаглиблені фундаменти. У цьому випадку потреба в багатьох заходах просто відпадає, а необхідні проводять у набагато менших обсягах.
7. При заглибленні фундаментів нижче за розрахункову глибину промерзання допустимі лише деформації осад. Деформації пучення не допускаються. При застосуванні дрібнозаглиблених фундаментів допускаються як деформації осад, так і в обмежених розмірах деформації пучення. Абсолютні значення деформацій для дерев'яних будинківстановлять 5,0 см, для деформації дорівнюють 0,002 і 0,0005 відповідно.
8. Надійність дрібнозаглиблених фундаментівпри вибраній глибині закладення забезпечують:

• розрахунком необхідної площі опорної частини з урахуванням навантажень від будинку та розрахункового опору ґрунтів;
• розрахунком з умови стійкості необхідної ширини траншей і котлованів, пазухи яких засипають непучинистим ґрунтом - залежно від навантажень від будинку, обраної глибини закладення та ступеня безодня ґрунтів;
• розрахунком за допустимими деформаціями пучення товщини протинадбавного навантаження.

У будинках з цокольним поверхом стійкості заглиблених конструкцій у пучинистих ґрунтах досягають пристроєм розрахункової ширини пазух, що засипаються непучинистим ґрунтом, при виготовленні монолітних залізобетонних стін.
9. У 2005 році в розвиток СНіП вийшло Звід Правил (СП 50-101-2004), в якому викладено основні положення щодо проектування дрібнозаглиблених фундаментів на пучинистих ґрунтах у малоповерховому будівництві. Дані таблиці. 2 СНиП 2.02.01-83* не придатні для застосування при виборі глибини закладення фундаментів під малоповерхові будинки в пучинистих ґрунтах.

Л. Гінзбург, кандидат технічних наук Журнал Поради професіоналів №2/2010

Характерною особливістю пучинистих грунтів є їх схильність до морозного пучення.

Процес пучення грунту - це результат замерзання вологи, що перебуває в ньому, яка перетворюється на лід.

Сила пучення глинистих ґрунтів здатна зруйнувати будь-яку будову, тому зведення на таких ґрунтах потребує особливої ​​технології виконання робіт.

Так як щільність льоду менша, ніж у води, його обсяг більший. Пучинисті ґрунти включають три види глинистих ґрунтів: супіски, суглинки та глини. У глині ​​міститься дуже багато пір, що дозволяє їй утримувати вологу. Відповідно, чим більше глини та води міститься в ґрунті, тим вища його пучинистість.

Під ступенем морозної безодню розуміється величина, що показує схильність ґрунту до можливого пучення. Визначають ступінь безодню як відношення абсолютної зміни обсягу ґрунту в результаті замерзання до висоти ґрунту до того, як сталося промерзання.

Таким чином, тут можна визначити, як впливає процес замерзання ґрунту на його обсяг. Якщо показник ступеня безодню грунту становить більше, ніж 0.01, то такі грунти називають пучинистими, тобто збільшуються на 1 см і більше при промерзанні грунту на глибину, що становить 1 м.

Заходи проти пучення

Сила пучення настільки велика, що здатна підняти велику будівлю. Тому на пучинистих ґрунтах проводять спеціальні заходи щодо зниження та запобігання пучинистості. Можна виділити такі заходи, що вживаються проти обдимання ґрунтів:

Пучіння піддаються всі глинисті види грунів.

1. Заміна ґрунту непучинистим великим або гравистим піском. Для цього знадобиться великий котлован, що має глибину, що перевищує глибину промерзання ґрунту. З проритого котловану видаляють пучинистий шар ґрунту, що дозволяє засипати туди пісок і ретельно його утрамбувати. Такий матеріал, як пісок, є дуже придатним для установки, так як він має дуже велику несучу здатність. Цей спосіб є витратним, оскільки вимагає виконання великого обсягу робіт.
2. Можна також досягти стійкості, укладаючи його на пучинисті ґрунти на рівні, нижчому, ніж глибина промерзання. У разі сили пучення впливатимуть лише з його бічні поверхні, а чи не на основу. Примерзаючи до бічної поверхні основи будинку, грунт рухатиме його вгору та вниз. Внаслідок навантаження сили пучення на 1 кв.м бічної поверхні основи будинку може досягти 5 тонн. Якщо будинок, побудований на основу, що дорівнює 6х6 метрів, то площа його бічної поверхні буде мати 36 кв. метрів. Розрахунок дотичної сили пучення при закладці на глибину 1,5 метра становитиме 180 тонн. Це є достатнім для того, щоб дерев'яний будинокпіднявся, тому що дерево не зможе чинити опір силі здирання. Тому цей спосіб використовують для зведення важких будинків із цегли або залізобетонних блоків. Вони будуються саме на стрічкових видах.
3. Щоб зменшити вплив дотичної сили пучення ґрунту використовують шар утеплювача, який укладають на шар ґрунту. Цей спосіб підходить під легкі будови та дрібнозаглиблені. Товщину застосовуваного утеплювача враховують залежно від кліматичних умов для будівництва будинку.
4. Можна вжити заходів щодо відведення води, щоб унеможливити пучення. З цією метою за периметром ділянки проводять облаштування дренажної системи. Для цього на відстані півметра від фундаменту на його глибину закладки прокладають канаву аналогічної глибини. У неї закладається перфорована труба, яка повинна бути укладена в тканині, що фільтрує, з дотриманням невеликого ухилу. Канаву з трубою, обгорненою тканиною, потрібно засипати гравієм або великим піском. Вода, що стікає з ґрунту, повинна надходити потім по дренажної трубив дренажний колодязь через отвір. Щоб забезпечити природне відведення води, необхідна досить низька ділянка для відведення води. При цьому потрібен пристрій вимощення та зливової каналізації.

Влаштування стрічкової основи

Загальні вимоги

Основні правила влаштування основ будівель та споруд викладені у СНІП 2.02.01-83.

Для укладання потрібно створити таку конструкцію, яка мала б допустимий рівень деформації протягом терміну експлуатації будинку. При цьому повинна дотримуватись умова високої стійкості під впливом дотичної сили пучення ґрунту. Показник їх деформації при укладанні на пучинистих ґрунтах повинен дорівнювати нулю. Щоб підошва фундаменту не відривалася від основи будівлі, при її закладці слідують прийнятому в СНіП 2.02.01 – 83 правилу. Розрахункова глибина промерзання по відношенню до глибини закладення для ґрунтів:

• непучинистих – не впливає на глибину закладання;
• слабопучинистих - перевищує глибину закладення;
• середньо-і сильнопучинистих - менше, ніж глибина закладення.

Дане правило забезпечує виключення дії великих нормальних сил пучення на підошву основи будинку для середньо-і сильнопучинистих ґрунтів. Для слабопучинистих дія сил пучення незначна. Дійсні дотичні сили пучення на бічні поверхні фундаменту виявляються задавленими під впливом ваги всієї споруди. Тому чим важчий об'єкт будівництва, тим більш здійсненна ця умова.

Застосування стрічкових конструкцій

Фундамент, будучи підземною частиною будівлі, приймає навантаження від ваги споруди та передає її на щільні шари ґрунту, тобто основу. Його обріз - це площина, що знаходиться в підземній верхній частині, яка стикається з підошвою або основою фундаменту.

Стрічковий має високу надійність і довговічність, тому широко застосовується в будівництві.

Пристрій стрічкових фундаментівпростіше, ніж інших, хоча потрібна велика витрата матеріалів та застосування автокрана. Стрічка є залізобетонною смугою, що закладається під стіни будівлі за її периметром. При закладці необхідно стежити, щоб поперечний переріз кожному ділянці було однакової форми.

Використовується цей вид для наступних типів будинків:

• зі стінами, складеними з каменю, цегли, бетону, що мають щільність, що становить більш ніж 1000-1300 кг/куб. м;
• з монолітними чи залізобетонними, тобто важкими перекриттями;
• із запланованим підвалом або цокольним поверхом, у якому стіни підвального приміщення утворюються за рахунок стін стрічкового фундаменту.

Застосування стрічкового армованого фундаменту забезпечує надійність конструкції стін будинку, побудованого на пучинистих ґрунтах. При цьому він перерозподіляє навантаження від ділянки з одним видом ґрунту до ділянки з іншим видом.

Види

Схема пристрою

Стрічкові фундаменти ділять на два види: заглиблені та дрібнозаглиблені. Такий поділ залежить від навантаження несучих стін будівлі на їхню підземну основу. Обидва види підходять для будівництва на пучинистих і слабопучинистих ґрунтах, забезпечуючи достатню стійкість будівлі. Стрічковий фундамент утворює залізобетонну раму, що йде по всьому периметру конструкції будівельної споруди. Витрати будівництво даної конструкції дозволяють досягти оптимального співвідношення «надійність – економія». Бюджет на пристрій складатиме не більше 15-20% вартості будівництва всієї споруди чи будівлі.

Для зведення будівель на слабопучинистих ґрунтах підходить дрібнозаглиблений фундамент. Застосовується цей вид для будівництва пінобетонних, дерев'яних, невеликих цегляних та каркасних будинків. Його закладають на глибину 50-70 див.

Для будівництва споруд на пучинистих ґрунтах підходять заглиблені стрічкові фундаменти. Перекриття та стіни будинків для такого фундаменту повинні бути важкими, а вага всієї конструкції перешкоджатиме витріщуванню ґрунту під вагою будівлі або споруди.

Для будинків, що будуються на пучинистих ґрунтах, планують одночасне влаштування підвалу або гаража. Укладання роблять на глибину 20-30 см нижче, ніж глибина промерзання пучинистого грунту. Витрата матеріалу для другого виду буде потрібна більше, ніж для першого. Під внутрішні стіни будівлі можна покласти глибиною від 40 до 60 см.

Низ стрічкового заглибленого фундаменту закладається нижче, ніж проходить рівень промерзання вод у ґрунтах. Цим можна пояснити високу міцність та стійкість у порівнянні з дрібнозаглибленим. Тим не менш, трудові та матеріальні витрати на заглиблений вид більші.

Пристрій на пучинистих ґрунтах

Бетонозмішувач допоможе прискорити процес приготування бетонної суміші.

Стрічковий фундамент закладається в теплу пору року. Закладка не вимагає застосування дорогих видів техніки, застосовується тільки бетонозмішувач та мала механізація.

Ґрунти, що спучуються і глибоко промерзають, не підходять для укладання стрічкового фундаменту. У таких грунтах його укладання проводиться в окремих випадках. Ділянка, на якій планується влаштування стрічкового або іншого типу, має пройти ряд інженерно-геологічних вишукувань. Вони повинні включати:

1. Визначення типу ґрунту та його стан.
2. Ступінь промерзання ґрунту.
3. Присутність води, що міститься у ґрунтах.
4. Величину навантаження від конструкції будівлі.
5. Наявність підвалу.
6. Термін експлуатації споруди.
7. Необхідні матеріали для укладання.
8. Оснащення ділянки для будівництва підземних комунікацій.

Відповідальний та грамотний підхід до вибору виду для майбутньої будови визначає його якість. Від цього залежать майбутні експлуатаційні характеристикибудівлі. У процесі будівництва можуть виникнути непередбачені витрати на виправлення помилок внаслідок перекосів. Несучі конструкції можуть бути схильні до вертикальних і горизонтальних деформацій, нерівномірних опадів, що відбуваються в грунтах. Можуть виникнути проблеми, пов'язані із ґрунтовими водами.

Закладка заглибленого стрічкового фундаменту

Попередній етап та підготовка матеріалів

Заглиблені стрічкові фундаменти - це конструкції з товстими стінами, товщина яких визначається матеріалом. На товщину стінок впливає сила тиску будівлі та ступінь промерзання та вологості ґрунту. Стрічковий фундамент може бути спроектований з розширенням донизу або мати ступінчастий вигляд.

Конструкція пристрою на пучинистих ґрунтах поділяється на два типи:

Блоковий фундамент стрічки монтують за допомогою спеціальної підйомної техніки.

1. Стрічкові збірні конструкції можуть будуватися з використанням заводських залізобетонних блоків. Серед переваг цього виду можна виділити можливість зведення в будь-який сезон. Такий фундамент простий при його монтажі на пучинистих ґрунтах, який можна зробити в короткі терміни. Недоліком є ​​висока ціна конструкції та можливість пропускання вологи в умовах недостатньої гідроізоляції. Це вимагає пристрій вимощення та водовідведення.
2. Стрічкові, що мають монолітний тип, будуються з бетонних розчинів високої якості. Їх конструкції, які мають будь-яку складність, обладнані армованим каркасом, закладеним в єдину. монолітну стрічку. Недоліком конструкції є більша тривалість процесу кладки.

У ході підготовчих робіт до кладки стрічкового фундаменту, що встановлюється на пучинистих ґрунтах, необхідно врахувати наступні моменти:

Дерев'яна опалубка фундаменту має бути надійно зафіксована, щоб не відбулося її руйнування під тиском залитого бетону.

1. Ширину основи слід взяти більше за ширину стін будівлі, що враховується при проектуванні, на 15 см.
2. Виключити можливі простої шляхом складання плану роботи під час виготовлення стрічкового типусвоїми руками.
3. Облаштувати склади шляхом завезення необхідних матеріалівна місце будівництва, щоб залити конструкцію за один підхід.
4. Обов'язково зафіксуйте положення всіх елементів стрічкового фундаменту з використанням шнура з кілками.
5. Заздалегідь вирівняти всі нерівності рельєфу дома майбутнього фундаменту з допомогою рейок і рівня.

Отже, для укладання заглибленого стрічкового фундаменту знадобляться інструменти та матеріали:

1. Рівень.
2. В'язальний дріт.
3. Штикові та совкові лопати.
4. Шнур для розмітки.
5. Ребриста арматура (перерізом 10-14 мм).
6. Пиломатеріали, сокира, молоток, цвяхи та ножівка для влаштування опалубки.
7. Цемент, пісок, щебінь.
8. Бетонозмішувач як обладнання.

Поетапне укладання

Стінки глибоких траншей необхідно зміцнювати розпірками, щоб уникнути обвалу ґрунту.

Порядок закладки передбачає виконання наступних робіт:

1. Розбивка плану будівлі чи споруди.
2. Визначення необхідної глибини закладення.
3. Підготовка траншеї.
4. Укладання подушки з гравію та піску, якщо це необхідно.
5. Встановлення опалубки.

Перед початком робіт після очищення місця будівництва розбивають план будівлі або споруди. При цьому з готових креслень на поверхню земельної ділянки переносяться всі розміри запланованого фундаменту. Встановлюються стовпи, що слугують обноскою, що знаходиться на відстані від 1 до 2 метрів до майбутніх стін будинку, з боку яких прибивають дошки. На цих дошках відзначаються розміри траншей котловану, а також фундаменту та стін будинку. Відстань вимірюється рулеткою для забезпечення точності виміру, а кути обчислюють за допомогою трикутника. Вони визначають розташування перпендикулярних осей.

Зведення починається з влаштування піщаної подушки на дні траншеї.

Дуже важливо для пучинистих ґрунтів визначити глибину їх промерзання, наявність ґрунтових вод, зробити розрахунок навантаження ґрунту на фундамент. Він закладається на глибину нижче за промерзання пучинистих ґрунтів, тому є заглибленим.

Технологія укладання на початковому етапі пов'язана з проривання траншеї. Підготувати її можна за допомогою екскаватора або своїми руками за допомогою лопати. Траншея буде підставою, яку потрібно наприкінці підготовки зробити рівною без обрушень та нерівностей. Траншею риють глибиною до 1 метра, при цьому не встановлюючи кріплення. Її стіни мають бути вертикальними. Якщо глибина більше метра, то роблять укоси, щоб не відбувалося обсипання ґрунту із розпірок.

Готова траншея має бути укладена шарами гравію та піску, висотою 12-15 см кожен. Обидва шари після укладання утрамбовуються з використанням води. Готова подушка прокладається шаром плівки із поліетилену. Альтернативним варіантомє проливка бетонного розчину, що витримується протягом тижня. В результаті рідкіший бетонний розчин міцно схоплюється.

Етап підготовки опалубки та в'язка арматури

Діаметр і кількість рядів поздовжньої арматури в каркасі залежить від конструкції споруди, що зводиться.

Для будівництва опалубки беруть стругані дошки, товщина яких становить від 40 до 50 мм. Можна використовувати щитову опалубку, змочену водою перед тим, як зробити заливку бетонного розчину. Для використання з цією метою застосовують шифер, фанеру та інші відповідні матеріали. Зводячи опалубку, її одночасно тримають під контролем на правильний рівень вертикальності. Для заводу у будову каналізації з водопроводом в опалубку укладаються труби з азбестобетону.

У міру облаштування опалубки до неї закладають армований каркас. Арматуру монтують у опалубці, отримуючи каркас по всьому периметру майбутнього фундаменту. Прутки арматури, що використовуються, повинні мати скрізь однаковий діаметр. Каркас з арматури монтується за допомогою в'язки, що має проводитись відповідно до проектних документів. При його монтажі ретельно дотримуються технології пристрою обраного типу, збірного або монолітного.

За відсутності спеціального проекту, стандартний армований каркас складається у вертикальному положенні. Береться два ряди арматурних лозин по ширині фундаменту, які скріплюють горизонтально, застосовуючи в'язальний дріт. Необхідна кількістьарматури визначається шириною фундаменту та проводиться через кожні 10, 15 чи 25 сантиметрів.

Заливання конструкції

Для ущільнення бетонної суміші, що укладається в опалубку, слід використовувати глибинний вібратор.

Після підготовки опалубки та в'язання армованого каркаса роблять заливку бетоном. Товщина кожного шару заливки має бути близько 15-20 см. Утрамбувати заливку слід спеціальним трамбуванням з дерева. Так, щоб унеможливити всі порожнечі в конструкції, простукують стінки опалубки за допомогою або дерев'яного молотка.

Бетонний розчин готують на місці, використовуючи бетонозмішувач. При цьому цемент, пісок та щебінь береться у пропорції 1:3:5 відповідно. Даний склад варіюють залежно від того, яку пору року та яку складність має будова.

Консистенція та склад кожного шару мають бути однаковими. Взимку користуються підігрівачем бетону, обкладаючи всю конструкцію мінеральною ватоюта застосовуючи спеціальні морозостійкі присадки. Бетон ллють з невеликої висоти, використовуючи жолоби, інакше заливка може закінчитися розшаруванням бетону.

Щоб видалити повітря з бетону, його наприкінці всіх робіт із заливання протикають у різних місцях за допомогою щупа. Щоб стрічковий фундамент став рівномірним міцним, його покривають плівкою.

На заключному етапі знімають опалубку через 4-6 діб після того, як зроблено заливку бетону. Термін залежить і від того, за якої температури виконувалася заливка, і від її товщини. Після зняття опалубки проводиться зворотне засипання з використанням глини та піску. Утрамбується засипка за допомогою води та вирівнюється.

У верхній частині фундамент обробляють спеціальним гідроізоляційним розчином. Вид складу залежить від того, наскільки глибоко залягає конструкція. Проводиться теплоізоляція, якщо це потрібно.

При облаштуванні заглибленого стрічкового фундаменту на пучинистих ґрунтах враховується глибина промерзання, яка є постійною величиною для кожного населеного пункту. Вона залежить від кліматичних умов та рівня вологості. На відміну від дрібнозаглибленого фундаменту, що використовується для слабопучинистих ґрунтів, заглиблений не включає піщану подушку. Опорою для заглиблених стрічкових фундаментів служить невирішена структура ґрунту, який не є перезволоженим.

Дрібнозаглиблений на пучинистих ґрунтах

Будівництво заглиблених стрічкових фундаментів в умовах місцевості з пучинистими ґрунтами є дорогим. Воно потребує великих фінансових витрат. Підвищений вплив дотичної сили навантаження на конструкцію, що перевищує навантаження від самої будівлі, ускладнює технологію будівництва. Тому найбільш перспективним рішенням є зведення безпідвальних малоповерхових будинків на пучинистих ґрунтах. Для таких будов характерне використання стрічкових монолітних залізобетонних дрібнозаглиблених фундаментів. Для них потрібна протипучинна піщана подушка. При найменшому навантаженні від будинку його фундамент спирається на ґрунт, що знаходиться близько від поверхні. Через відсутність необхідності проведення додаткових заходів витрати на влаштування даного виду фундаменту значно зменшуються.

Чи не знайшли відповіді у статті? Більше інформації

При зведенні фундаменту на пучинистому ґрунті, необхідно враховувати постійні та тимчасові дії на ґрунт. У зимовий період ґрунт впливає на ґрунт із подвоєною силою, а пов'язано це з пученням. Сучасні технології дозволяють обійти пучення, і звести надійну основу.

Пучення грунту - це збільшення обсягу ґрунту при переході з талого стану в мерзле і різке зменшення обсягу при таненні мерзлого ґрунту. Пучення залежить від складу ґрунту, рівня ґрунтових вод та пористості ґрунту. При замерзанні вода в грунті збільшується на 10-14%, грунт вирує і може підняти будинок.

До пучинистих ґрунтів відносять дрібні та пилуваті піски, всі види м'якопластичних ґрунтів (супеси, суглинки). Рівень ґрунтових вод відкрито впливає на пучинистість ґрунту. Якщо вода знаходиться ближче до поверхні, то вплив пучинистих сил на будову в 2-3 рази сильніший. Чим дрібніша структура ґрунту, тим швидше ґрунт стане вологим.

Фундамент, закладений лише на рівні промерзання грунту, може постраждати. Навіть при значній вазі споруди, вона може піднятися під час пучення грунту. У момент розморожування ґрунт опускається, і конструкція нерівномірно просідає. Стіни починають перекошуватись, а через 5-7 років основа фундаменту прийде у повну невідповідність будівельним нормам.

Способи боротьби з пученням ґрунту

1. Заміна пучинистого ґрунту. Цей спосіб найефективніший. При закладанні фундаменту ґрунт на глибину 50-70 см забирається, а на його місце засипають щебінь та піщану подушку.
2. Видалення вологи з ґрунту. Для огородження ґрунту від рясних опадів по всьому периметру фундаменту конструюють вимощення. Ширина вимощення повинна бути ширшою за зворотне засипання, щоб вода не проникала під фундамент.
3. Утеплення ґрунту. Для боротьби з пученням можна утеплити ґрунт біля фундаменту. Якщо ґрунт промерзає на 1,5 метра, то й утеплюють смугою завширшки 1,5 метра навколо периметру будинку.

При зведенні фундаменту на пучинистому ґрунті враховуйте зміну ґрунтових вод у різні сезони. У різних регіонах вода піднімається різну висоту.

Варіанти закладення фундаменту на пучинистому ґрунті

При виборі фундаменту необхідно враховувати сили впливу ґрунту, розрахувати масу будівлі, щоби фундамент не тріснув.

1. Стрічковий заглиблений фундаментна пучинистих ґрунтах використовують рідко. Глибина закладки такого фундаменту не повинна бути вищою за 1,5 метра, інакше сили пучення безпосередньо діятимуть на основу. Даний тип фундаменту закладають під важкими кам'яними та цегляними будинками. Якщо будова передбачає використання бетонних блоків і дерева, то заглиблений стрічковий фундамент на пучинистому грунті може повестися непередбачувано, наприклад, підняття будівлі та перекошування стін.
2. Дрібнозаглиблений стрічковий фундаментшироко застосовується на пучинистих ґрунтах, так як закладається вище глибини промерзання. Даний тип підходить для будинків з бруса, колоди та бетонних блоків. Монтування такого фундаменту проводять у промерзаючому шарі ґрунту. Цей фундамент відрізняється високою надійністю та міцністю для будівель з невеликою вагою.
3. Палевий фундаментна пучинистому грунті застосовують, якщо глибина промерзання грунту не більше 1,5 метра, і використовується каркасний тип кістяка. Розмір паль становить від 3 до 4 метрів. Такий фундамент є стійкою основою, але для його закладання буде потрібна спеціальна техніка. У приватному будівництві використовують гвинтові палі, які вкручуються в ґрунт.
4. Стовпчастий фундаментОптимальний для пучинистого ґрунту. Його простота закладки та економічність є головними критеріями вибору. Закладають стовпчастий фундамент у шарі грунту, що промерзає, використовуючи стовпи. Відстань між стовпами має перевищувати 2 метрів.

Фундамент не можна залишати на простій, його відразу навантажують, розподіляючи навантаження на опори вертикально, використовуючи рівень. Укладають стовпи на стяжку з піску та цементу.

Використовуючи як стовпи залізобетонні конструкціїможна робити закладку основи на ґрунт:

• з високим рівнемвологи;
• сирий та сильно зволожений;
• заболочений.

Осада фундаменту

Осадженню будівлі може сприяти нерівномірний розподіл навантаження на основу. Якщо в одній частині будинку глухі стіни, а в іншій лише арочні, то вага тисне на фундамент з різною силою, в основі з'являються тріщини, а конструкція перекошується.

Деякі особливості будівництва будівлі також впливають на осаду. Частина будинку, збудована влітку, просяде менше, ніж частина, добудована взимку. Щоб уникнути нерівномірної опади, будівлю краще будувати в одну пору року, або взимку використовувати легкі види матеріалів.

Будівництво на пучинистому грунті - процес складний, що не допускає помилок. Дотримання заходів щодо захисту від дії пучинистих сил збереже будівлю від руйнування та перекошування конструкції.

Будівництво фундаменту на пучинистих ґрунтах справа дуже не проста. Тут необхідно врахувати сили впливу, розрахувати навантаження та маси, щоб фундамент став надійною опорою для того типу споруди, яку ви плануєте зводити. Отже, почнемо із визначення.

Пучинистим грунтом називається грунт, схильний до морозного пучення. Обчислюється величина пучення за такою формулою:

E = (H - h) / h,

де E - ступінь безодню, h - висота грунту до замерзання, H - висота замерзлого грунту, що спучився.

Таким чином, можна визначити величину зміни об'єму ґрунту при промерзанні. Пучинистими є ґрунти, ступінь безодню яких більше 0,01 (при промерзанні на 1 метр, ґрунт збільшується в об'ємі на 1 см).

Сам процес пучення ґрунту відбувається через замерзання вологи в ґрунті, а, як відомо, лід розширюється, тим самим розширюючи об'єм ґрунту. Тому поняття пучинистості ґрунту повністю визначається наявністю в ґрунті води. Чим більше води, тим більше ґрунт спучується. Пучинистими є всі глинисті ґрунти, суглинки та супіски. Глинисті ґрунти мають багато пір, що утримують вологу, тому чим більше глини в ґрунті, тим більш пучинистим є ґрунт.

Етапи робіт

Слід пам'ятати, що сили пучення великі і можуть піднімати цілі будівлі, тому будівництво споруд на пучинистих ґрунтах має відбуватися тільки з вживання заходів проти пучення.

Розглянемо способи протидії пучинистим ґрунтам:

1. Найрадикальнішим методом є заміна пучинистого ґрунту на непучинистий. Для цього риють великий котлован, глибиною більшого рівня промерзання. Пучинистий ґрунт прибирають, а замість нього засипають утрамбований пісок, що є чудовою основою для фундаменту, тому що пісок має високу здатність, що несе, і не утримує в собі вологу. Такий спосіб є найбільш надійним, але має на увазі дуже серйозні витрати, тому що включає великий обсяг земельних робіт.
2. Другим способом протидії пучинистості є будівництво фундаменту, що закладається на глибину нижче за промерзання грунту. У цьому випадку фундамент позбавляється впливів пучинистості на підставі фундаменту. На стіни ж фундаменту сили безодню продовжують впливати. Хоча цей вплив і буде на порядок меншим, але й він може спричинити суттєві проблеми. При прикладзанні до стін фундаменту, ґрунт тягтиме його за собою вгору/вниз із силами, що досягають 5 тонн на 1 м 2 . Прикинемо силу дії на будинок 6 на 6 метрів і з глибиною стрічкового фундаменту 1,5 метра. Таким чином, площа бічної поверхні становить 36 м 2 . Сили впливу пучинистого ґрунту можуть досягати до 180 тонн, чого буде достатньо, щоби підняти дерев'яний будинок. Тому цей метод схожий при будівництві важких залізобетонних та цегляних будинків.
3. Третім способом боротьби з пучинистими ґрунтами є утеплення. Даний спосіб найкраще підходить для будівництва легких малозаглиблених будинків. Укладаючи на ґрунт біля будинку утеплювач, можна домогтися, щоб цей ґрунт ніколи не замерзав. Ширина утеплювача у разі повинна відповідати глибині промерзання. Таким чином, якщо грунт промерзає на глибину 1,5 метра, потрібно укладати утеплювач шириною також в 1,5 навколо будинку. Товщину утеплювача необхідно підбирати індивідуально.
4. І ще одним способом будівництва фундаменту на пучинистих ґрунтах є відведення води. Якщо не буде води, значить, не буде й обурення. Для реалізації відведення води створюють дренажну систему, А саме риють канаву в півметрі від фундаменту, глибиною, що дорівнює рівню закладення фундаменту. У цю канаву під невеликим кутом укладають перфоровану трубу, загорнуту в тканину, що фільтрує. Після чого трубу засипають гравієм чи великим піском. Таким чином, вода, що утворюється в грунті, буде просочуватися в трубу через її отвори, і далі виводитися по трубі в нижчу область або спеціально приготований для цих цілей колодязь.

Після реалізації представлених тут способів фундамент буде служити вам вірою і правдою довгі роки.