Фундамент на неоднородном грунте

Обновлено: 14.05.2024

Неоднородный грунт под подошвой фундамента

Неоднородный неустойчивый грунт основания под подошвой фундамента здания характеризуется наличием наклонных, либо горизонтальных трещин по стенам здания.

Фундамент на неоднородном грунте

уплотнение прямоугольник граничные условия 1. Абелев М.Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. – М.: 1983. – С. 59–66. 2. Абжапбаров А.А. К решению нелинейной двумерной задачи механически упруго-ползучих неоднородных грунтов // Актуальные вопросы развития образования и науки: мат. межд.науч.-теорет.конф., посв. 10-летию образования ЮК ПУ. – Шымкент, 2003. – Т. 2. – С. 371–376. 3. Попов Г.Я. К теории изгиба плит на упругом неоднородном полупространстве // Строительство и архитектура. – 1959. – № 12. – С. 11–19. 4. Флорин В.А. Основы механики грунтов. – М.: Госстройиздат, Т.2. 1961. – С. 60–276. 5. Ширинкулов Т.Ш., Дасибеков А.Д., Бердыбаева М.Ж. О трехмерном уплотнении упругоползучих неоднородных грунтов с неоднородными их граничными условиями // Механика и моделирование технологических процессов. – Тараз, 2006. – № 1. – С. 30–35.

К разработке данной темы подтолкнули разрушения отдельных высотных сооружений, построенных в регионах Южного Казахстана. Безусловно, такие разрушения зданий явились последствием неправильного расчета грунтовых оснований и в основном связаны с тем, что здесь не учитывались вопросы консолидации, ползучести и их неоднородность.

Результаты многочисленных исследований фундаментов и грунтовых оснований жилых сооружений позволяют предположить наличие крупных зон деформации верхней части земной коры, в которых породы обладают пониженной прочностью и по которым могут активно циркулировать подземные воды. Над такими зонами обычно происходят аномальные осадки зданий, результатом которых являются их деформации и повреждения. Этого можно избежать, если при проектировании своевременно учесть некоторые факторы, сильно влияющие на уплотнение массива. Одним из таких факторов является неоднородность грунтов по составу, генезису, физико-механическим свойствам в основании фундаментов инженерных объектов, обусловленная сложным геолого-тектоническим строением верхней части земной коры того или иного региона Казахстана. Верхняя часть земной коры многих регионов Казахстана характеризуется высокой степенью неоднородности слагающих ее грунтов, пород, и невнимание к таким неоднородностям земляных масс во время проектирования оснований может привести в будущем к повреждениям инженерных сооружений вследствие их неравномерной осадки. В качестве такого примера можно привести некоторые жилые здания, которые не дошли до эксплуатации (рисунок).

В связи с этим в данной работе приведены разработанные реологическая математическая модель и аналитический метод исследования линейного деформирования неоднородного упругоползучего грунтового основания. Здесь математическая модель неоднородного грунтового основания состоит: из типовой схемы, представляющей самого основания; из уравнения состояния элементов структуры грунтового основания σ_i = f(ε_i) из системы краевых условий, которые определяются в соответствии с классификацией поставленной задачи как краевой задачи математической физики; из условия равновесия системы; из искомого решения. Причем неоднородность грунтового массива учитывается через модуль его деформации, который в математическом виде может быть представлен в виде экспоненциальной функции глубины, использованной Г.Я. Поповым в [3] при исследовании контактных задач теории упругости, т.е.

где E₀, α – опытные данные. Выражение (1) также использовано в работах [2, 5].

Упругоползучее состояние неоднородного грунта описывается зависимостью вида:

(2)

Здесь мера ползучести неоднородного грунта выражена следующей зависимостью:

(3)

где a₀ – коэффициент сжимаемости однородного грунта; e₀ и e – коэффициенты пористости для начального и конечного моментов времени; σ – напряжение в скелете грунта; C(τ, t) – мера ползучести однородного грунта. Она определяется по формуле [4]:

(4)

где a1, γ1 – параметры ползучести; t – момент приложения внешней нагрузки; E(z) – модуль общей деформации, зависящий от координаты z; a1, γ – параметры ползучести; δ(z, t, τ) – относительная деформация от единичной силы.

Из (4) при величине C(τ, t) = 0 находим выражение, совпадающее с компрессионной зависимостью, которая отражает упругое состояние неоднородного грунта. При значениях α = 0, C(τ, t) ≠ 0 имеем случай уплотнения упругоползучего однородного грунта. Однако при дальнейшем исследовании считаем, что α ≠ 0, и этот параметр принимает значения, лежащие только в интервале (0, 1).

Далее пусть грунт считается неоднородной упругоползучей двухфазной средой, и она подвержена действию внешней нагрузки q(z, t). Ёе верхняя поверхность уплотняемой грунтовой среды находится под песчаной подушкой, т.е. поверхность водопроницаема, а её нижняя поверхность водонепроницаема. Тогда граничные условия данной задачи при ламинарном законе Дарси примут вид:

(5)

Жилые здания, которые не дошли до эксплуатации

В (5) при z = 0 величина, μ = 0, а при z = h значение η = 0. Здесь, когда величина μ = 0, первое граничное условие задачи относится к уплотнению слоя грунта с устройством песчаной подушки на нем, а при значении μ = 0, второе граничное условие относится к глубине h, ниже которой фильтрации не происходит. Величина порового давления P(z, t) при t = τ1 будет равна

(6)

т.е. часть нагрузки, равная величине структурной прочности сжатия Pстр [1], сразу же воспринимается скелетом грунта. Это означает, что любой грунт можно рассматривать как состоящий из отдельных структурных элементов, связанных между собой через контакты силами различной природы. При этом прочность самих структурных элементов намного выше прочности контактов между этими элементами. Поэтому прочность и другие свойства грунтов определяются в основном прочностью контактов.

Исследуемая задача консолидации неоднородных упругоползучих двухфазных грунтов при (1)–(6) выражениях сводится к решению интегро-дифференциального уравнения вида:

(7)

Решение уравнения (7), удовлетворяющее граничным (5) и начальному (6) условиям, можно представить в виде:

(8)

(9)

r1i, r2i – решение следующего квадратного уравнения

Функции , входящие в (8) и (9), имеют вид:

(10)

Параметр νk является корнями трансцендентного уравнения вида

(11)

Рассмотрим случай, когда q(z, t) = q = const, тогда давление в поровой жидкости из (8)–(11) вычисляется по следующей формуле:

(12)

где (13)

Напряжение в скелете грунта вычисляется по формуле:

(14)

Полученные выражения (12)–(14) соответственно позволяют определить изменения давления в поровой жидкости и напряжений в скелете грунта для любой точки рассматриваемой конечной области уплотнения неоднородного двухфазного грунта, обладающего упругим свойством. После того как определено напряжение в скелете уплотняемого неоднородного грунтового массива, можно вычислить и вертикальные перемещения точек верхней поверхности уплотняемого слоя грунта (осадок). Действительно, если к поверхности слоя грунта приложена некая вертикальная нагрузка, то соответствующая ей осадка s(t) может быть определена по формуле

(15)

Определим теперь осадку слоя неоднородного водонасыщенного глинистого грунта по формуле (15), т.е.

(16)

Из (16) при t → ∞ имеем

(17)

В работе при помощи формул (12)–(17) произведены вычисления значений порового давления, напряжения в скелете грунта и осадок точек верхней поверхности уплотняемого грунтового массива. При этом одновременный учет ползучести и неоднородности уплотняемого грунта оказывает существенное влияние на напряженно-деформированное состояние грунтового основания сооружений. Количественное сравнение результатов значений осадок верхней поверхности уплотняемого грунтового массива в начальный момент времени говорит, что для неоднородного грунта они происходят интенсивнее, нежели для однородного уплотняемого массива. Эта разница после некоторого момента времени становится несущественной.

Выбираем фундамент для проблемного грунта: ленточный, свайный или плитный?

При выборе конструкции фундамента учитывают состав грунта, уровень грунтовых вод, особенности рельефа, массу и конфигурацию здания и даже режим его эксплуатации. Не вдаваясь в технологические детали строительства ленточных, свайных, плитных и комбинированных фундаментов, поговорим о специфике их «поведения», преимуществах и недостатках тех или иных проектных решений.

Ленточный фундамент

Наиболее простая конструкция фундамента для малоэтажного дома — ленточная. Именно она доминировала, в том числе и на болотистых участках, в период дачного бума 1980–90-х гг.

Схема устройства простого плитного фундамента. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media

Мелкозаглублённая лента была чрезвычайно популярна в силу сравнительно низкой стоимости; при этом она рекомендовалась некоторыми территориальными строительными нормативами, например ТСН МФ-97 МО. Общая высота такой ленты не превышает 1 м, ширина обычно составляет 30–40 см, а глубина заложения — 30–50 см (часто вообще обходятся без траншеи, а лишь снимают плодородный слой на площади застройки).

Свайно-ленточный фундамент. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media

В результате сезонных подвижек грунта такой фундамент упруго деформируется, вследствие чего в стенах дома могут появиться трещины. Даже усиленное армирование (как минимум два горизонтальных пояса из арматуры диаметром 10–16 мм) помогает не всегда. Практика показала, что плавающий ленточный фундамент — не лучший вариант для здания с блочными (блочно-кирпичными) стенами, в особенности если оно имеет сложную конфигурацию, террасы и иные пристройки. Между тем для прямоугольных в плане каркасных, бревенчатых и брусовых построек он вполне пригоден.

Ленточный фундамент глубокого заложения оптимален для тяжёлого здания, строящегося на участке с достаточно плотным грунтом — глиной или суглинком с минимальной примесью ила, без плывунов. (Вообще, наиболее рентабельна плитно-ленточная конструкция с устройством подвального или цокольного этажа, но она подходит лишь для сухих участков и в статье не рассматривается.)

Глубина промерзания грунта зависит от его типа и местных климатических условий. В Центральном регионе России при глинах и суглинках она варьируется от 1,2 до 1,6 м.

Ленточный фундамент может быть как монолитным, так и блочным. Монолитная ж/б конструкция лучше противостоит воздействию боковых сил морозного пучения, в целом жёстче и может возводиться без помощи автотехники — правда, тогда намного возрастут временные затраты.

Свайно-буровой фундамент с ростверком и стяжкой. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media

Уменьшить объём земляных работ и сроки строительства позволяет упрощённая технология, при которой опалубку сооружают лишь для надземной части фундамента, а подземную заливают в выстеленную рулонным гидроизоляционным материалом траншею. Однако из-за неизбежных неровностей стенка такого фундамента довольно прочно сцепляется с грунтом и более подвержена воздействию касательных сил морозного пучения. Впрочем, нагрузка, создаваемая зданием, обычно их компенсирует.

Если плотный слой грунта расположен значительно ниже глубины промерзания, лента оказывается ненадёжной или слишком дорогостоящей.

Другой популярный способ предполагает монтаж несъёмной опалубки из ЭППС-плит. Такая опалубка проста в монтаже (для крепления стенок используются специальные регулируемые стяжки, они же служат опорой для арматурных поясов) и нейтрализует касательные силы морозного пучения: сцепление гладких ЭППС с грунтом невелико.

Опалубка из сборных щитов или досок обойдётся дешевле пенопластовой, с учётом того что щиты можно взять в аренду, а пиломатериалы — использовать в дальнейшем, например, для черновых полов. Фото: IZBA De Luxe

Сравнительно недавно была разработана технология возведения ленточных фундаментов малоэтажных домов с использованием виброгрейфера (грунтозаборника) и блочной вибропогружаемой опалубки. Суть способа такова: сначала с помощью виброгрейфера разрабатывают фрагмент («захватку») траншеи протяжённостью приблизительно 2 м, в который автокраном по очереди погружают небольшие (условно 0,3 × 0,7 ×1,5 м) толстостенные металлические ёмкости (профилировочные блоки) с жёстко присоединённой к ним вибрационной установкой. Блоки оснащены замковым соединением, благодаря чему точно выстраиваются в ряд. Далее в них заливают бетонную смесь и так, постепенно удлиняя траншею и переставляя блоки, формируют монолитную ленту. Преимущество способа — в скорости, а также в том, что бетонная смесь хорошо уплотняется вибрацией. А недостатки заключаются в необходимости применения мощной техники, заводского бетона и невозможности обеспечить непрерывные армирование и заливку, что отрицательно сказывается на прочности ленты.

Что даёт георазведка

Без точных данных о составе грунта на участке нежелательно начинать строительство даже лёгкого каркасного дома. Стоимость георазведки, например, в столичном регионе сегодня составляет около 30 тыс. руб. За эту сумму фирма должна пробурить как минимум четыре скважины глубиной 3–5 м, взять пробы грунта с разной глубины и сделать их гранулометрический анализ. Эти сведения позволят правильно выбрать тип фундамента и рассчитать конструкцию по несущей способности. В случае свайно-забивного или свайно-винтового фундамента требуемые параметры также можно выяснить путём пробного забивания или завинчивания нескольких свай.

Свайный фундамент

Свайные фундаменты практически не подвержены морозному выдавливанию, но обладают сравнительно невысокой несущей способностью (а точнее, для её увеличения порой требуются слишком большие затраты). Они предпочтительны при строительстве на склонах и подтопляемых территориях и надёжнее ленточных в том случае, если верхний слой грунта — просадочный, но под ним, на глубине не более 2–5 м, располагаются плотные породы, на которые можно опереть сваи-стойки. На заиленных грунтах иногда применяют висячие сваи, несущая способность которых обеспечивается силами трения между боковыми поверхностями и грунтом, однако для столь неблагоприятной «геологии» лучше подойдут плитные и комбинированные конструкции, о которых речь пойдёт ниже.

Бетонные сваи могут оснащаться опорными площадками для монтажа деревянной обвязки, хотя чаще выполняют железобетонный ростверк. Фото: «СвайСтройГрупп»

Шаг, необходимую длину и сечение свай определяют по расчёту согласно СП 24.13330.2011.

Забивные и вибропогружаемые сваи изготавливаются на заводе. По прочности они превосходят железобетонные изделия, выполненные на объекте (в том числе с использованием трамбовочных приспособлений). Преимущества забивного (вибропогружаемого) фундамента ещё и в том, что сваи при монтаже уплотняют грунт, благодаря чему их несущая способность увеличивается. Однако необходимо обеспечить проезд на участок сваебойной машины или автокрана с виброустановкой. Стоимость конструкции довольно высока: каждая свая длиной 4 м с учётом монтажа обойдётся в 9–12 тыс. руб.

Буровые сваи обойдутся на 30–40 % дешевле забивных и оптимально подойдут для дома с не слишком тяжёлыми (брусовыми, бревенчатыми, из пенобетонных, полистиролбетонных или арболитовых блоков). Для возведения такого фундамента не нужна автотехника — достаточно взять в аренду механизированные бур и бетономешалку. Суть технологии в том, что в грунте бурят отверстия диаметром 150–250 мм, надстраивают их опалубкой, при необходимости откачивают воду, а затем опускают в каждую скважину арматурный каркас и заливают бетон и уплотняют его погружным вибрационным устройством. Если грунт осыпается или плывёт, в отверстия предварительно вставляют асбестоцементные обсадные трубы.

Что делать, если нужен фундамент на неустойчивом грунте?

Современные технологии, профессионализм строителей позволяют возвести надежный фундамент на неустойчивом грунте для жилого дома, прочих строений.

Фундамент на неустойчивом грунте

Существует несколько типов почвы, каждый из которых обладает своими особенностями, уровнем прочности, глубиной промерзания. Например, к характеристикам песчаного грунта относится хорошая пропускная способность, легкость, глубокое залегание водных горизонтов. В нем содержится много просадочных пород. Поэтому такие грунтовые слои подвержены вертикальному и горизонтальному смещению.

Другим видом грунта является скалистая прочная земля с небольшой глубиной промерзания. Данный вид почвы не склонен к пучению. У него практически нет просадочных пород. При строительстве не требуется сильного углубления фундамента.

Совсем другие свойства у глинистых пород, в которых огромное содержание влаги. Такая почва является пучинистой со значительной глубиной промерзания, множеством просадочных пород. Поэтому происходит неравномерная просадка почвы, что может привести к разрушению дома, если тип фундамента на неустойчивом грунте выбран неверно. При формировании фундаментной конструкции необходимо грамотно использовать способы, позволяющие нейтрализовать пучение.

Легкий торфяник имеет невысокую прочность. В нем УГВ довольно высокий. Эта порода насыщена влагой, является неустойчивой.
При различных нагрузках, промерзании, увлажнении она меняет свою структуру. Подобные свойства присущи почвам:

мёрзлым;
торфяникам, лёссовым;
рыхлым пескам;
пылевато-глинистым;
насыпным неуплотнённым.

При меняющемся состоянии прочность породы снижается. Из-за этого может произойти разрушение грунтовой основы. Необходимо предусматривать подобные риски, принимая грамотное решение по возведению основания. При обустройстве фундамента на неустойчивом грунте используются специальные технологии, позволяющие понизить чувствительность к происходящим деформациям.

Строительство на мерзлых землях

При возведении фундаментной конструкции мёрзлая почва может сохраняться в период монтажа и эксплуатации. В этом случае применяют разные виды свай. Свайные кусты объединяются ростверком.

Другим вариантом является строительство на оттаявших землях. Столбы забиваются до опирания на прочную породу. Увеличение жесткости наземного сооружения выполняется с помощью опоясывания конструкции по периметру здания.

Лессовые основания

Под воздействием внешних нагрузок и собственного веса лессовые почвы при намокании неравномерно просаживаются. Требуется принимать меры по недопущению просадки грунтов. Для этого выполняют:

вытрамбовывание котлованов;
глубокое заложение основания с прорезанием просадочных прослоек;
монтаж железобетонных свай, забитых до плотных грунтовых слоев;
другие работы.

Фундамент является важным конструктивным элементом при строительстве дома. Чтобы не было негативных последствий после его возведения, следует ответственно подойти к выбору типа основания.

Строители применяют различные методы создания фундаментной конструкции. Для этого приходится учитывать вес дома, рельеф, свойства грунтовых пород, архитектурные особенности постройки, УГВ на участке строительства.

Выбор вида фундаментного основания производится с учетом глубины промерзания. Непромерзаемым считается скалистый грунт, который укреплять не приходится, поскольку в нем нет просадочных пород.

Глубина промерзания торфяника, глинистых грунтов достаточно высокая. Для основы под дом нужно создавать глубокие котлованы или использовать менее затратный способ формирования основания с помощью свай.

Винтовые сваи

Свайно-винтовой фундамент считается универсальным типом основания. Он делается довольно быстро, может прослужить сто лет и больше.

Преимущества:

технологичность;
оперативность строительства;
экономичность. Стоимость свайного фундамента получается значительно ниже по сравнению с другими видами;
возможность установки при любых климатических условиях;
УГВ не влияет на надежность конструкции.

Винтовые сваи легко вкручиваются в землю с низкой плотностью. В жесткий грунт металлическая опора внедряется с трудом. Лопасти не выдерживают, если на пути встречаются камни.

Обязательным требованием считается глубина погружения сваи. По строительным нормам минимальная величина в мягкой почве составляет 3048, а в плотной – 1542 миллиметров.

Элементы винтовой опоры выполнены из металла определенной толщины. Конструкция должна выдерживать нагрузку от постройки и условия эксплуатации.

В зависимости от качественных характеристик металла происходит коррозийный процесс, из-за которого срок службы свайно-винтового фундамента разный. Он может составлять 40 лет, или конструкция может прослужить несколько столетий.

Срок эксплуатации свайного изделия, покрытого цинком, на суглинистой почве будет значительно больше пятидесяти лет в отличии от стальной трубы, покрашенной дешевой краской. То есть породы с сильной коррозионной активностью требуют применения износостойкого цинкового покрытия.

Если при проектировании свайного поля учесть степень коррозионной агрессивности почвы, прочие особенности, выполнить правильный расчет качественных свай, профессионально их установить, то фундамент на неустойчивом грунте подойдет для любой постройки. Возведение основания стоит поручить профессионалам. Например, можно заказать производство и монтаж винтовых или железобетонных свай в компании Эндбери.

Пучинистость

Если грунт увеличивается в объеме в процессе перехода талого состояния в мерзлое, то он является пучинистым. Заполнение пор почвы водой, которая превращается в лед, является основной причиной морозного пучения.

Фундаментные основания на землях с подобными свойствами поднимаются, если не предпринять действий по уравновешиванию нагрузок и сил пучения. Причем подъем бывает неравномерным, так как пучинистые деформации неравномерны. Это приводит к разрушению наземной части дома.

Для освобождения фундаментной подошвы от сил пучения ее заглубляют ниже глубины промерзания. Но на глубоких фундаментах боковая поверхность достаточно большая, на которую оказывают воздействие касательные силы пучения, выпучивая фундамент малоэтажных зданий. Предпринимаемые меры для компенсации касательных сил выливаются в большие финансовые затраты. Поэтому свайный фундамент на неустойчивом грунте считается наилучшим вариантом.

Конструкция с бетонным ростверком

Свайную конструкцию на пучинистых почвах объединяют мелкозаглубленным бетонным поясом. Ростверк от поверхности земли находится на глубине от 15 до 60 сантиметров. Лопасть винтовой сваи должна располагаться ниже линии промерзания. Благодаря этому обеспечивается устойчивость фундаментного основания.

Конструктивные особенности винтовой опоры способствуют минимальному воздействию сил морозного пучения по сравнению, например, с забивными сваями. Лопасть свайного изделия обеспечивает несущую способность. Винтовые столбы на неустойчивом грунте воспринимают усилия промерзающей породы, а ростверк создает единую систему, образуя жесткую основу с перераспределением действий грунтовых деформаций.

Высокий УГВ

Если грунтовые воды расположены на расстоянии менее, чем полтора метра от поверхности земли, то их уровень считается высоким. Стоимость работ по обустройству фундаментного основания с котлованом значительно удорожается, поскольку приходится выполнять работы по удалению воды. Самым рациональным решением для подобных условий считается формирование свайно-винтового фундамента.

В процессе вкручивания опор земляные работы проводить не приходится. Подготовленное свайное поле объединяется обычно ленточным ростверком с заглублением на полметра. При этом нет необходимости защищать фундаментную конструкцию от подземных вод.

В последние годы винтовой фундамент стал достаточно актуальным. Это объясняется его характеристиками. Например, стоимость такого основания раза в два дешевле, чем необходимая сумма для ленточного. Вкрученные в землю трубы с лопастями выравниваются по горизонтальной плоскости, чтобы уложить плиту перекрытия или сделать ростверк, а затем возводить дом. Нагрузка от постройки ложится на грунтовые слои, расположенные на глубине. При этом компенсируются подвижки породы.

Основным элементом подобной фундаментной конструкции являются сваи. От их качества зависит период эксплуатации постройки. Для производства винтовых опор используется хорошая сталь. Такая конструкция может быть единственным вариантом основы под строение на нестабильном грунте.

Она рекомендована для:

песчано-глинистого, суглинистого грунта;
насыщенной водой земли;
любых слабых пород.

Если твердый слой находится на большой глубине, то целесообразно при возведении строения применение свайного основания. Ростверк, опоясывающий конструкцию, позволяет выдерживать высокие нагрузки. При этом можно построить дом из кирпича, газобетона.

Способы монтажа

Фундаменты на сваях формируются с помощью технологий, позволяющих установить:

забивные столбы. Железобетонные опоры погружаются в землю благодаря специализированной технике;
винтовые столбы, которые вкручиваются до достижения прочного грунтового слоя. Внутренние части опоры усиливаются бетоном.

Вид свайного основания выбирается с учетом УГВ, типа почвы, массы постройки. Различные способы монтажа отличаются сложностью, трудоемкостью, стоимостью. Свайно-ростверковые основания подходят для тяжелых зданий.

Наиболее прочными считаются забивные ЖБ сваи. Они способны выдерживать высокие нагрузки. Работы по забиванию опор с заостренным концом производятся специализированным оборудованием.

Железобетонные изделия делаются из качественного бетона с армированием в заводских условиях. Забивные опоры выпускаются разной длины. Они используются для сооружений на всех почвах кроме скалистых.

Технология монтажа ЖБ стержней основывается на точных расчетах по допустимым нагрузкам. Столбы погружаются до максимально устойчивого грунтового пласта. ЖБ конструкции создают часто при промышленном строительстве, поскольку приходится проводить работы с применением тяжелой техники, которая не всегда может пробраться, например, на дачный участок.

Металлические винтовые опоры стали сегодня достаточно популярными благодаря экономичности, легкости обустройства, возможности монтажа на неустойчивых грунтах. Свайная конструкция не дает усадки, обеспечивает равномерность распределения веса постройки. При необходимости всегда можно расширить площадь фундамента. Свайное основание делают под коттеджи, бани, гаражи. На слабых почвах обеспечивается устойчивость свайной конструкции.

Винтовая свая 133х4000

Винтовая свая 219х3500

Винтовая свая 219х4500

Но следует отметить, что долговечность свайного сооружения зависит от строгого соблюдения технологии, качества материала. Прежде всего выполняется скрупулезный расчет количества опор, их параметров.

Длина свай зависит от глубины нахождения прочного грунтового пласта, который в состоянии выдержать нагрузку от постройки

Какой фундамент на супеси лучше построить?

Фундамент на супеси необходимо выбрать с учетом различных факторов и параметров, характерных для подобных, достаточно распространенных у нас грунтов.

Прежде чем приступить к строительству частного дома, необходимо определиться с типом основания, материалами закладки и с необходимой техникой. Современное строительство предоставляет огромный выбор, зависящий исключительно от ваших финансовых возможностей, предпочтений и поставленных задач. Однако перед этим необходимо провести тщательное обследование участка, определение типа грунта, точки промерзания и уровня залегания грунтового водоносного бассейна. Это дело профильных инженеров, услуги которых можно заказать в специализированных компаниях.

Виды грунта

Состав грунта на стройплощадке имеет решающее значение при выборе фундаментной конструкции для будущего сооружения. Следовательно, необходимо в точности определить состав путем геолого-геодезических изысканий на участке, прежде чем начинать строительные работы. Различают следующие виды грунта:

Глину;
Супесь;
Суглинок;
Песок;
Скальные породы.

Скальные пласты состоят из массивов:

Кварца;
Известняка;
Гранита;
Дресвы;
Гальки;
Гравия.

Песчаные сыпучие слои состоят из 2-миллиметровых зернышек. А глиняные участки содержат чешуйчатые или же пластиночные частицы, тесно связанные друг с другом. Наиболее проблематичным для застройщиков является фундамент на супеси, так как они не могут разобрать составные элементы таких пластов. В таких грунтах преобладают песчаные крупицы. Однако содержат они и глинистые включения. Это и вызывает растерянность строителей.

Существует межгосударственный стандарт, позволяющий классифицировать супесчаные пласты и дать им конкретное определение. В частности к таковым относятся глинистые участки с песчаной примесью. Они бывают:

Грубопесчаными;
Мелкопесчаными;
Пылеватыми.

Глинистые примеси состоят из групп минералов:

Монтмориллонита;
Каолинита.

Опытные специалисты с использованием соответствующего оборудования и инструмента быстро установят содержимое земли и оформят полученные данные документально. С такой документацией строителям будет намного легче выбирать материалы и подходящую конструкцию основания будущего сооружения.

Свойства супесчаной почвы

Среди распространенных глинистых грунтов супесчаная почва имеет самую низкую пластичность. Ведь преимущественно она состоит из песчаных частичек, а это отражается на пластичности. Глинистые включения здесь встречаются в малом количестве. Фундамент на супеси закладывается с учетом следующих параметров:

Перечисленные параметры меняются в зависимости от содержания глины и влаги. Супесчаные почвы бывают трех видов:

Текучие;
Пластичные;
Твердые.

В сухой консистенции такая земля является хорошим основанием, не подверженным пучению. Если показатель увлажнения высокий, а плотность небольшая, под воздействием морозов она начинает пучиться. Несущая способность варьируется с учетом увлажненности и составляет:

Все перечисленные показатели учитываются на этапе составления проектной документации, после проведения геолого-геодезических изысканий. Игнорирование данных параметров приведет к неправильному выбору конструкции основы и к развитию разрушительных процессов.

Выбор основания

Перед началом строительных работ необходимо собрать максимальное количество данных о земельном участке под стройплощадку. Это поможет не ошибиться в выборе фундаментной конструкции и сэкономить бюджет.

Не существует универсального решения для супесчаных почв, пригодного для любого грунта. Обусловлено это неоднородным составом грунтовых пластов данного типа. Для этого и требуется проведение изысканий и выявление всех особенностей конкретной местности, на которой планируется строительство. Такие работы позволят выявить:

Глубину залегания супесчаного пласта;
Структуру;
Несущие способности;
Вспучивание при замерзании/размораживании.

Какой фундамент на супеси подойдет зависит также от следующих показателей:

Глубина подземных вод;
Характер грунтового водоносного бассейна;
Этажность возводимого сооружения;
Материалы строительства.

С учетом перечисленных показателей выбирают из следующих вариантов основы будущего здания:

Плитный;
Свайный;
Ленточный.

Наиболее оптимальным из них профессионалы для супесчаных территорий считают свайные основания. У данной технологии очень много преимуществ. Среди них можно выделить доступную стоимость, быстроту монтажа вне зависимости от погодных условий, долговечность и достаточную проектную прочность.

Суть заключается в закручивании или забивании металлических/железобетонных опор глубоко под землей, на что уходят считанные часы. Столбы упираются в твердые подземные пласты, не давая крена или усадки Поверх свай выполняется обвязка и обустраивается ростверк, на котором можно возводить стены.

Виды свай

Свайную технологию в строительстве научились использовать в девятнадцатом столетии. В основном устанавливали бревенчатые и металлические опоры, но с изобретением бетона появились железобетонные образцы. В современном строительстве деревянные столбы практически не применяются. Их полностью заменили стальные-винтовые и железобетонные опоры, отличающиеся высокой несущей способностью, прочностью и длительным эксплуатационным сроком. Металлические столбы обрабатываются специальными антикоррозионными составами, а изнутри заливаются песчано-цементным раствором, предотвращающим образование ржавчины. А железобетонные аналоги изготавливаются с применением армированных каркасов и высокопрочных марок бетона по особой технологии.

Винтовые сваи

Выбирая свайный фундамент на супеси необходимо определиться и с выбором вида таких стройматериалов. Металлические трубы со специальным антикоррозионным покрытием, называемые по-другому винтовыми, имеют особую конструкцию. Это обычные трубы с полой частью изнутри, к которым снаружи приварены специальные лопасти. Название винтовые происходит от этих лопастей, обеспечивающих ввинчивание опор в земельные пласты. Различаются они по длине и диаметру стенок труб, а также по количеству лопастей. Монтаж небольших свай возможен вручную, без привлечения дорогостоящей техники. Достаточно усилий двух рабочих, чтобы ввинтить такие опоры с помощью лома или арматуры.

Устанавливаются опоры очень быстро, практически за сутки. Однако перед этим необходимо выполнить проектировочные работы и внимательно изучить геологию стройплощадки. Отдельно создается схема свайного поля, по которой затем выполняется ввинчивание труб. Винтово-свайный фундамент на супеси отличается прекрасными несущими способностями и может выдержать огромные нагрузки. Изделия не повреждаются под воздействием влаги и не подвержены ржавчине. Эксплуатационный срок таких изделий составляет не менее полувека. Особенно подходит данная технология для участков с большими перепадами высот и неоднородным рельефом. Использовать ее можно и на участках с высоким залеганием грунтового водоносного слоя.

Несведущему человеку самостоятельно определить длину и диаметр металлических опор не удастся. Также он не сможет провести обязательное обследование своего земельного надела и установить вышеперечисленные параметры. Следовательно, лучше заранее обратиться в профильную компанию, предоставляющую комплексные услуги по проектировке и монтажу винтовых свай. Опытные инженеры таких подрядчиков выполнят работы любой сложности и добудут всю необходимую информацию. А мастера позаботятся о выборе подходящий стройматериалов и заложат фундамент на супеси в соответствии с действующими нормами. Только такое основание будет надежным и выдержит большие нагрузки на протяжение всего эксплуатационного периода.

Железобетонный свайный фундамент на супеси сооружается по иному принципу. Чтобы разобраться в нем, необходимо узнать некоторые детали производства таких стройматериалов. Дополнительная прочность железобетонным столбам придает специальный каркас из железных прутьев или же арматуры. Он помещается в соответствующую форму и заливается бетонным раствором. Затем изделия отправляются в специальные печи и проходят сушку под высокими температурами до достижения проектной прочности. В производстве данных стройматериалов используются особо прочные марки бетона, не подверженные коррозии, воздействию влаги или давлению земли.

Также как винтовые аналоги железобетонные сваи имеют разные формы и длину. Выбор зависит от особенностей земельного надела под стройплощадку, ожидаемых нагрузок, глубины расположения водоносного бассейна, этажности возводимого сооружения и других параметров. Монтаж данных изделий без спецтехники невозможен. Отдельных расходов потребует транспортировка ЖБИ к стройплощадке на грузовом автотранспорте. Они имеют большой вес, следовательно на легковых авто вы их не сможете доставить. Забивка выполняется с помощью специальных сваебойных машин. Предоставить такую технику смогут лишь специализированные компании, занимающиеся свайными конструкциями и их производством.

Заглубляют бетонные опоры ниже точки промерзания, чтобы они уперлись в плотные скалистые породы. В таком случае они не подвержены влиянию земляного давления, выдавливания на поверхность и неблагоприятных метеорологических условий. Правильно выбранная длина и форма столбов позволит строителям заложить прочное основание. Прослужит оно не менее пятидесяти лет, выдерживая любые нагрузки и вес используемых стройматериалов. На монтажные работы с использованием сваебойных машин у строителей уходит не более сутки. Однако без схемы свайного поля и предварительной разметки стройплощадки процесс затянется.

Выбирая свайный фундамент на супеси собственник получает долговечную конструкцию значительно дешевле по сравнению с традиционными видами основ. Монолитные и ленточные аналоги требуют приобретения большого количества стройматериалов, длительного времени на закладку и привлечения дополнительной рабочей силы. Сваи обойдутся гораздо дешевле, а их монтаж займет считанные часы. Особенно подходят они для суглинков, относящихся к слабому виду грунта. Здесь единственно правильным решением будет установка бетонных или стальных опор.

Особенно опасным явлением для любого основания является морозное пучение. Влага, содержащаяся в земле под воздействием экстремально низких температур промерзает. Это приводит к увеличению массы почвы и приводит к разрушительным процессам. Следовательно, важно заглубить железобетонные/металлические столбы ниже точки промерзания. Хорошо закрепившись в твердых несжимаемых породах, они прекрасно переносят вспучивание поверхностных слоев и сохраняют равновесие, не создавая опасности помещениям.

Правильный выбор длины опорных столбов зависит от точного определения уровня промерзания почвы. За это отвечают профильные специалисты, выполняющие геологические обследования территорий. Также необходимо позаботиться о точности расположения свай на нужную дистанцию. Для этого предварительно выполняется разметка стройплощадки и помечаются места их заглубления. После этого монтаж значительно облегчается и достигается требуемая прочность конструкции. От традиционных видов свайный отличается быстротой закладки и начала строительных работ. Вам не придется ждать просыхания бетона и набора проектной мощности. После установки столбов и их обвязки можно незамедлительно приступать к возведению стен.

Свая С30.15-3 (3000х150х150 мм)

Сваи С40.15-3 (4000х150х150 мм)

Свая С30.20-3 (3000х200х200 мм)

Нельзя покупать сваи у недобросовестных продавцов. Такие изделия должны поставляться с соответствующей сертификационной и гарантийной документацией, подтверждающей их качество. Отсутствие таких документов означает, что производились они в обход стандартов ГОСТ и общепринятых норм. Если технология производства была нарушена, изделия разрушатся в момент забивки. Следовательно, вы потеряете все деньги, вложенные в такие стройматериалы. Следовательно, нужно тщательно выбирать производителя и продавца. Только лицензированные компании могут предоставить товар, соответствующий высоким стандартам качества и надежности. Поэтому следует смело требовать у продавца все документы и сертификаты, подтверждающие оригинальность данных изделий. Их отсутствие означает, что вам подсовывают подделки сомнительного качества, не выдерживающие даже малейших нагрузок

Читайте также:

Фундамент на неоднородном грунте

Неоднородный грунт под подошвой фундамента

Рекомендации по устранению дефекта