Как определить какой нужен фундамент

Инженерно-геологическая характеристика

Перед строительством какого-либо объекта встает вопрос, как определить, какой нужен фундамент? Правильное решение зависит от многих факторов. Самым главным из них является инженерно-геологическая характеристика земельного участка, которая состоит из комплекса инженерно-геологических изысканий: рельеф, состояние, состав и свойства грунтов, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, геологические и инженерно-геологических процессы и прогноз их изменения при строительстве.

Таблица инженерно-геологических изысканий при выборе места для строительства.

Для проведения выше перечисленных исследований можно обратиться в ряд профильных организаций либо делать все самим — все зависит от типа и сложности будущего строения. Хорошо, если поблизости есть котлованы и построенные дома, потому как их состояние относительно выбранного типа может дать представление о почве. Если участок находится в чистом поле, то исследуем грунт самостоятельно.

Самый простой способ — выкопать пробные колодцы или вырыть шурфы глубиной около 2-3 м в нескольких точках участка, где есть понижение рельефа или произрастают водолюбивые растения. Через каждые полметра по мере заглубления нужно брать пробы грунта, которые маркируют и укладывают в закрытые емкости, чтобы образцы не пересыхали и не впитывали влагу. По образцам можно определить влажность грунта и провести несложный тест на тип почвы: берут образец, смачивают водой и скатывают в шнур, который загибают в кольцо. Толщина шнура — 10-15 мм, длинна — 10-15 см. Кольцо из глины останется целым, из суглинка разломится на 2-3 части, из супеси — рассыплется на мелкие фрагменты. По пробам можно составить рисунок вертикального разреза земельного участка.

Основные типы грунтов

Таблица типов грунтов.

Грунты основания бывают однородными (состоят из одного грунта) и неоднородными (состоят из нескольких типов грунтов). Грунты основания природного залегания называются естественными, а те, которые перед строительством предварительно уплотнялись, — искусственными.

Очень важным моментом при выборе является степень пучения определенного вида почвы. Этот процесс зависит от физической особенности воды, которая содержится в грунте, при замерзании расширятся, тем самым провоцируя его вспучивание. Зимой стены вокруг дома, как правило, всегда засыпаны снегом, который сам по себе отличный природный теплоизолятор. Поскольку под домом снега нет, то почва там промерзает гораздо глубже и быстрее, чем снаружи. Грунт, промерзая быстрее с одной стороны, будет сдвигать фундамент в сторону, где он промерзает медленнее.

Если при строительстве не учитывать глубину промерзания грунта, характерную для каждой местности, то фундамент и само строение быстро придет в негодность. Глубина промерзания для разных типов грунта обозначена в специальной геологической карте и зависит от климатической зоны и глубины залегания грунтовых вод.

Таблица промерзания грунтов.

Каменные (скальные) грунты состоят из твердых минеральных пород (гранит, кварц, базальт) и являются наилучшим видом основания, если они нерастворимы и не имеют трещин и разломов. Данный тип грунта практически не подвержен деформации под влиянием влаги. При растворимых породах скальных грунтов (гипсовых, ангидритовых, соляных) к выбору места под строительство нужно подходить очень осторожно, так как существует риск образования пустот и провалов.

Хрящеватые (крупнообломочные) грунты состоят из крупного песка, глины и пласта из обломков твердых пород (валуны, гравий, камень). Они практически не сжимаются, не размываются и относятся к слабопромерзаемым грунтам. Фундамент на хрящеватых грунтах нужно делать на глубине не менее 50 см, независимо от промерзания грунта.

Песчаные грунты после снятия слоя плодородной земли состоят из сплошного песка. Они не пучинятся и слабо промерзают. Преимущество данного типа основания — быстрая усадка. Несущая способность песчаного основания зависит от содержания в нем влаги и степени его уплотнения: чем больше фракция песчинок, тем больше уплотнение и выше несущая способность.

Схема глинистого грунта.

Глинистый грунт состоит из глины и обладает высокой пористостью. Он очень хорошо поглощает влагу и всегда удерживает в себе ее определенное количество, поэтому глинистый грунт считается пучинистым. Все глиносодержащие грунты обладают таким свойством, поэтому их глубина промерзания достаточно большая. Несущая способность глинистого грунта нестабильна, поскольку он очень пластичен. Фундамент необходимо закладывать ниже глубины промерзания грунта и дать ему длительное время на осадку (несколько сезонов).

Сложными и непредсказуемыми для строительства являются участки с оврагами или размещенные на склонах холмов и на отлогих берегах водоемов. Они подвижны, особенно, когда среди нижних слоев грунта присутствует глина. Она разбухает от влаги, увеличивается в объеме и сдвигается по склону холма или оврага вниз вместе с верхним слоем почвы и растительностью. При высыхании глины все происходит наоборот. Возведение построек на склоновом участке нужно вести после его тщательного обследования.

Супеси и суглинки представляют собой смесь грунтов из песка и глины.

Супеси и суглинки — это смесь песчаных и глинистых грунтов. Они имеют характерные им свойства в зависимости от процентного соотношения песка или глины, глубина промерзания колеблется от 0,8 м до 1,5м.

Торфяно-болотистые грунты — это подвижная система, сформированная в результате переизбытка влаги. Она состоит из огромного количества разных компонентов (жидкость, газы, твердые вещества), соотношение которых постоянно изменяется. В торфяниках высокий уровень залегания грунтовых вод, они сильно вспучиваются. Строительство на таких грунтах — дорогостоящая сложная инженерная задача.

Плывун — разновидность супеси, которая при большой влажности очень сильно разжижается и становится высокоподвижной. Плывуны малопригодны как основание под фундамент, поскольку требуют значительных затрат при подготовке для его возведения (замена слоя грунта, армирование, трамбовка).

Конструкции

Фундаменты бывают ленточные, столбчатые, монолитные в виде железобетонной плиты и свайные.

Ленточный фундамент — подробная схема.

Ленточный имеет большую несущую способность, его возводят для построек из камня, кирпича и бетона. Такой фундамент можно делать при строительстве подвала и цокольного этажа. Его целесообразность должна обозначаться геологическими особенностями земельного участка. Ширина напрямую зависит от толщины стен. Зачастую он бывает монолитным из бутобетона, железобетона, и сборным (из блоков и плит).

Бутобетон — это смесь из песка, цемента и крупных камней. Он используется для постройки зданий, располагающихся на скалистых или песчаных основаниях.

Во избежание возникновения трещин или разрыва, не рекомендуется делать ленточный фундамент из бутобетона на глинистом участке.

Железобетон — это смесь щебенки, цемента и песка, которая армируется специальной сеткой или арматурой. Этот материал доступен, прочен, наиболее подходит для песчаной почвы.

Ленточный из блоков и плит очень прочный и универсальный, подходит для многих типов почвы и разных видов построек.

Схема столбчатого фундамента.

Столбчатый можно делать для легких деревянных и каркасных объектов на плотной почве с низким уровнем грунтовых вод. Располагают столбики под углами здания и на пересечениях внутренних и наружных стен. Сверху на фундамент укладывают рандбалки, на них возводят стены.

При высоком уровне грунтовых вод и пучинистых почвах нужно делать монолитную плиту, предварительно утрамбовав песчаное основание. Она может быть сплошной и решетчатой с обязательной гидроизоляцией. Монолитную плиту еще называют плавающим фундаментом.

Если на участке присутствуют залежи торфа или его подтапливает в весенний период, то нужно делать фундамент на сваях, по верху которых устраивают монолитный железобетонный пояс. Для свайного фундамента не нужно делать гидроизоляцию, и он не подвержен пучению в зимний период.

Виды заглубления

Конструкция мелкозаглубленного фундамента.

Фундамент бывает незаглубленный, мелкозаглубленный и заглубленный. На пучинистых грунтах можно делать незаглубленный фундамент при возведении легких нежестких домов (бани, хозяйственные постройки), каркас которых может немного деформироваться без потери внешнего вида. Также его можно использовать при строительстве каменных (бревенчатых, брусовых) домов на скальных и крупнообломочных грунтах Незаглубленный можно делать столбчатым, в виде «плавающей» плиты или решетки.

Мелкозаглубленные широко применяются при индивидуальном строительстве. Их можно делать на пучинистых грунтах, применяя при этом армирование периметра стен для большей жесткости конструкции. Мелкозаглубленный фундамент бывает ленточным и столбчатым, в зависимости от проекта

Заглубленным (классическим) считается фундамент, который возводится ниже глубины промерзания почвы. Он не подвластен никаким деформациям. Заглубленные можно делать ленточные, столбчатые и столбчато-ленточные. Дома с подвалом относятся к категории заглубленных фундаментов.

Особенности возведения сейсмостойких конструкций

Схема сейсмостойких фундаментов.

Землетрясение обусловлено смещением блоков земной коры при тектонических процессах и характеризуется короткими толчками (от доли секунды до нескольких секунд). Оно разрушает все не особо прочные и гибкие здания и сооружения. Поскольку верхний слой грунта сотрясается гораздо сильнее нижних слоев, желательно делать большое углубление. Главное — правильно выбрать несущий пласт грунтов. Если грунт очень слабый, можно соорудить сплошной железобетонный фундамент на свайном основании. Свайные основания связывают строительный объект с более плотными глубоко лежащими слоями. При строительстве тяжелых каркасных зданий необходимо делать прочную подпочву, используя один из способов: сваи, столбы, опускные колодцы или кессоны, при этом отдельные опоры надежно связывают между собой. Такие фундаменты очень прочные и в случае оползней, селей, при паводках и заливах.

При очень глубоком залегании твердого грунта используют сплошной железобетонный фундамент. Его подошва опускается таким образом, что нагрузка от здания равняется давлению прилегающих частей грунта. Такой метод позволяет избежать перемещения и выдавливания почвы из-под строительного объекта во время землетрясения. Для большей сейсмостойкости стены данной конструкции нужно усиливать металлическими анкерами. Если ровная строительная площадка с одной из сторон имеет линию бровки склона, фундаментную плиту нужно устанавливать на сваях по ее углам. В случае, когда длина превышает ширину прямоугольной плиты, с учетом нагрузок на нее, по ее краям устанавливают еще 2-3 опорные сваи.

При строительстве объекта, для которого необходимо определить тип, на участке надо изучить глубину промерзания почвы, тип грунта и уровень грунтовых вод в осенне-весенний период, а также делать расчеты суммарного веса здания.