Как сделать фундамент на глинистой почве

Какой фундамент лучше на глинистой почве?

Основой любого строения является фундамент, определяющий срок службы объекта строительства. Затраты на обустройство основания составляют третью часть от суммы общих сметных расходов и экономить на нем нецелесообразно. Далеко не всегда качественные строительные материалы гарантируют прочность. Немаловажное значение имеет поверхность, на которой осуществляется строительство. Фундамент на глинистой почве коренным образом отличается от заливки основания в черноземных районах.

Сооружение надежного фундамента на пучинистой основе – серьезная задача. Ведь она может повести себя непредсказуемо, что связано со способностью удерживать влагу, выталкивать постройку. Коварная глина легко размывается водой, теряет целостность, открывает доступ влаги к элементам сооруженного здания.

До того, как осуществлять строительство на проблемной почве, изучите ее свойства, определитесь с типом конструкции. Цена ошибки высока. Это трещины, провалы и возможное разрушение постройки. Строительство капитального объекта в зоне глинистых грунтов требует помощи проектных организаций. Если планируется возведение хозяйственной постройки, бани или помещения для транспортного средства, то с этой задачей можно справиться самостоятельно, изучив рекомендации, указанные в материале статьи.

Основная особенность глины – способность быстро размываться под действием воды, не пропуская при этом ее вглубь

Подготовительные мероприятия

Если выбора нет и придется возводить фундамент на глиняной почве, уделите особое внимание следующим моментам:

типу глиносодержащего грунта, который определяется при изыскательских работах, предусматривающих бурение, взятия проб на будущей глубине основания. Геологическую разведку выполняйте в весенний период, когда уровень грунтовых вод максимальный, что позволяет провести детальные исследования;
уровню промерзания грунта для вашей местности, который для конкретного региона определяют, используя справочную информацию;
концентрации влаги. Определить влажность можно, оставив образец высыхать на открытом воздухе. Если процесс займет несколько часов, то это свидетельствует о повышенной влажности, вызывающей вспучивание;
глубине водоносных слоев, находящихся в верхних слоях грунта. Выполнив бурение шурфа и, ориентируясь по расположенному рядом колодцу, вы оцените уровень расположения водоносных пластов.

Остановимся детально на видах глинистых грунтов.

Глинистые почвы называют пучинистыми, а перед началом строительства настоятельно рекомендуют провести исследования состава и однородности грунтов на участке

Разновидности глинистой почвы

Для глинистых грунтов характерной особенностью структуры является наличие микроскопических пластинок, в зазоре между которыми концентрируется и сохраняется влага. Этот нюанс вызывает склонность почвы к значительному увеличению объема при отрицательной температуре, когда замерзшая вода вспучивает массив и постепенно вытесняет основу постройки.

Можно самостоятельно попытаться размять рукой грунт. Из суглинистых фракций «колбаска» растрескается, а пластичная масса свидетельствует о том, что перед вами глина, представляющая сложность для строительства.

В различных регионах почва отличается. До того, как выполнять фундамент на глинистой почве, определите, какой грунт находится на вашем участке:

Глина, которая пригодна для сооружения фундамента, отличается однородным составом, а уровень промерзания расположен выше водоносных слоев. Пластичность массы и высокая сыпучесть затрудняют сооружение надежной основы будущего здания.
К примеру, глинисто-песчаная смесь с содержанием мелкой каменной фракции является надежной базой, слабо подверженной вспучиванию. Строительство не доставит проблем, а устойчивость и долговечность постройки будут обеспечены.

Глинистые почвы бывают разными. Если в грунте процент содержания чистой глины колеблется в пределах от 5 до 10, то перед нами супесь

Подготовка ленточной основы

Фундаменты для строений можно выполнить на глинистом грунте, используя ленточную основу. Фундамент на глинистой почве с повышенной влажностью будет дороже аналогичного сооружения на не проблемном участке.

Прочную ленточную основу создать несложно, если воспользоваться технологией, выполняемой по предложенному варианту:

Произведите разметку строительной площадки согласно требованиям проектной документации.
По периметру контура выкопайте траншею, размер которой должен в 3 раза превышать ширину будущего фундамента, а глубина – точку промерзания.

Для строительства загородных домов на супесях и суглинках, с глубоким залеганием грунтовых вод можно закладывать ленточный фундамент

Основание выполняйте на 25% шире, по сравнению с его верхом. Это позволит снизить реакцию со стороны грунта, увеличить площадь опоры, предотвратить деформацию или проседание здания.
Соберите деревянную, шиферную или металлическую опалубку в зависимости от имеющегося на объекте строительства материала.
Засыпьте дно траншеи гравием слоем не менее 15 см, утрамбуйте.
Уложите слой песка, повторно уплотните песчано-гравийную подушку под фундамент, которая позволит компенсировать реакцию грунта, удалит с основания излишек влаги.
Застелите поверхность дна и стенки рубероидом или полиэтиленовой пленкой для гидроизоляции основы.
Смонтируйте в полости армированный каркас усиления, используя проволоку, зафиксируйте его элементы.
Подготовьте бетонный раствор согласно рецептуре, залейте его в опалубку до необходимой высоты ленты.
Удалите воздушные полости, используя арматуру или глубинный вибратор.
Спланируйте бетонную поверхность будущего основания.
После высыхания застелите поверхность гидроизоляционным покрытием из рубероида.

Заглубление монолитной ленточной основы на метр ниже уровня залегания водоносных слоев, находящихся в грунте, обеспечит компенсацию усилий почвы, сформирует устойчивую основу для любой постройки. Несмотря на множество недостатков, используя преимущества глины, выдерживающей значительные усилия от массы строения, можно сформировать крепкую конструкцию для строительства здания.

Глубина фундамента на глинистой почве напрямую зависит от глинистой составляющей, уровня промерзания и залегания грунтовых вод

Сооружение столбчатой конструкции

Свайный фундамент на глинистой почве имеет свои преимущества. При установке свай можно войти в твердый слой, не подверженный отрицательному влиянию перепадов температуры и грунтовых вод. Этот вид основания эффективен при близко расположенных подземных водах. Расширения нижней части опор увеличат устойчивость конструкции, ее противодействие выталкивающим усилиям. В качестве столбчатого фундамента могут применяться:

железобетонные столбы, забиваемые в виде специальных свайных полей. Под капитальные стены, армированные бетонные опоры погружают рядами, под опорные колонны – кустовыми группами, а под отдельные стойки монтируют индивидуальные столбы. Уложенные на сваи ростверки объединяют конструкцию в монолитную основу;
буронабивные сваи, формируются путем предварительного бурения скважин увеличенного диаметра с интервалом в 2,5 метра. Они располагаются по углам постройки и под капитальными стенами. Основание заполняется песочной щебеночной подушкой, которая бетонируется 10-сантиметровым слоем. В полости опускаются металлические, полимерные или асбоцементные трубы, которые армируются и заполняются бетонным составом;
Винтовые опоры, основой которых являются прочные стальные трубы. Они легко закручиваются в грунт с помощью простых механических устройств.

Устройство комбинированного основания

Комбинированный фундамент на глинистой почве объединяет в единый бетонный каркас группу вертикально расположенных свай или столбов. Вместе с ленточным основанием шириной 0,3-0,5 м, заглубленным на уровень 0,5 метра, они создают прочную конструкцию. Вертикальные опоры уходят в твердые слои почвы, расположенные ниже уровня промерзания, а армированные каркасы опор и ленточного основания объединяются в единое целое.

Итоги

Сложно ответить однозначно, какие лучше использовать фундаменты для конкретных целей. Ведь для строительства глинистая почва – проблемная, требует специального подхода.

Каждый вариант имеет свой комплекс достоинств и может применяться для глинистых оснований, отличающихся повышенной концентрацией влаги. Главное, соблюдать технологию! Тогда конструкция основы обеспечит устойчивость, прочность здания, предотвратит его от деформации под воздействием реакции грунта.

Строительство фундамента на глинистой почве

При соблюдении мер защиты от вспучивания вопрос, какой фундамент лучше выбрать при строительстве на глинистой почве, для владельца загородного участка становится не актуальным. Минимальный бюджет строительства обеспечит выбор винтовых свай или буронабивных в опалубке из полимерных труб. Ростверк по столбам, МЗЛФ обойдутся дороже, максимальные затраты обеспечит плитный или заглубленный ленточный фундаменты.

Особенности глинистых почв

Основная проблема при проектировании здания на глинистой почве заключается в морозном неравномерном вспучивании. Однако в пункте 5.9 свода правил СП 22.13330 от 2011 года указаны мероприятия по уменьшению влияния деформаций в грунтах на ж/б конструкции, предназначенные для эксплуатации внутри почвы.

Принцип морозного пучения выглядит следующим образом:

почвы содержат частички глины, которая насыщается влагой (дождевые, грунтовые, талые, сточные воды);
замерзает зимой на определенную глубину (не одинакова в разных регионах);
вода в линзах глиняных чешуек увеличивается в объеме на 9%;
почвы стремятся вытолкнуть находящиеся в них железобетонные конструкции;
либо опрокинуть их при приложении усилий к боковым граням столбов, лент или свай.

Внимание! Наиболее опасным составляющим процесса вспучивания является влага, т.к. при насыщении влагой даже песок становится пучинистым, затем идет мороз, а точнее промерзание, при отсутствии промерзания ни один грунт вспучиваться не будет. Сами по себе грунты не являются пучинистыми, оно проявляется при наличии двух составляющих — мороза и воды.

Классическими способами защиты от морозного пучения являются следующие технологии:

дренаж – устройство контура из перфорированных гофротруб по периметру фундамента позволяет собрать влагу, отвести ее самотеком в подземный резервуар;
замена глинистых почв нерудным материалом – под подошвой ленты, плиты или столба удаляется природная почва, создается подстилающий слой из щебня, песка толщиной 40 – 80 см (при водонасыщении без дренажа работать не будет);
утепление отмостки – применяется только для плитных и ленточных фундаментов, позволяет исключить промерзание за счет сохранения геотермального тепла недр;
обратная засыпка – теми же инертными материалами, которые использовались для подстилающего слоя (песок, щебень), позволяет исключить выдергивающие усилия от касательных нагрузок на боковые поверхности столбов и лент.

Глины и суглинки по умолчанию обладают высоким расчетным сопротивлением сборным нагрузкам от здания. Поэтому проблема усадки полностью отсутствует. Вопрос, какой лучше выбрать фундамент решается с позиций имеющегося бюджета и необходимости подвального этажа.

Как определить глинистый грунт

После принятия принципиального решения, какой фундамент заложить в проект (глубокая лента для подвального этажа, МЗЛФ для кирпичного коттеджа, столбы для сруба, сваи для жилища на склоне), необходимо заказать геологические изыскания участка либо сделать это самостоятельно.

Определить содержание глины в пятне застройки можно без лабораторного анализа:

глина скатывается в тонкий жгут, шарик из нее практически не трескается при сжатии пальцами;
суглинок можно скатать в толстый жгут (от 1 см), при сжатии шарика на нем образуются мелкие трещины.

Ни одно из указанных мероприятий невозможно проделать с супесью, тем более песком.

После чего необходимо спланировать комплекс работ по ликвидации вспучивания в зависимости от выбранного фундамента:

столбы – только ниже отметки промерзания, дренаж по периметру на уровне подошвы, котлован для каждого столба, толщина слоя обратной засыпки от 40 см со всех сторон, отмостка утепляется только для низкого ростверка;
лента – полный комплекс аналогичных работ;
плита – утепление отмостки поверх дренажа.

Внимание! Для свайных фундаментов с висячим ростверком все указанные мероприятия можно исключить полностью. Если буронабивные сваи бетонируются в опалубку из полиэтиленовой трубы, касательные усилия вспучивания можно не учитывать, грунт не может выдернуть конструкцию за счет гладких наружных стенок, однако при расчетах нужно учесть что несущая способность свай уменьшится за счет выпадения боковых граней, а значит потребуется более частая их установка. Аналогичная ситуация с винтовыми сваями, в которых силы пучения при проектировании так же не учитываются.

Какие фундаменты можно строить

При соблюдении рекомендаций СП 22.13330 даже на сильно вспучивающихся грунтах допускается устройство любых типов фундамента. В малозаглубленных вариантах необходимо увеличить толщину подстилающего слоя. Пазухи котлованов лент глубокого заложения, столбчатых фундаментов следует засыпать инертными материалами, в которых глины нет по умолчанию. В низких ростверках по оголовкам свай в обязательном порядке остается технологический зазор 20 – 40 см между землей и балками, защищенными по бокам листовыми материалами.

Плитный фундамент

Преимуществом плавающей плиты является максимально возможная поверхность опирания. Несущая способность обеспечивается по умолчанию, с неравномерными силами пучения эта конструкция справляется без проблем. Однако строительство плитного фундамента на глине следует дополнить несколькими мероприятиями:

подстилающий слой из песка, щебня (при низком, высоком УГВ, соответственно);
кольцевой дренаж из перфорированной щелями гофротрубы в геотекстиле;
утепление отмостки на ширину 0,6 – 1,2 м.

Теплопотери сквозь плиту, одновременно являющуюся полом по грунту, неизбежны. Однако это позволяет сохранить плюсовую температуру подо всей подошвой. Горизонтальный слой экструдированного пенополистирола ЭППС не позволяет промерзнуть прилежащей к дому глинистой почве, дрены отводят влагу.

Существует модификация плитного фундамента УШП (утепленная шведская плита), в которой пенополистирол уложен под ж/б конструкцию. УШП имеет в верхней части контур теплого пола. В этом случае теплопотери сквозь железобетон отсутствуют. Однако утеплитель сохраняет геотермальное тепло недр, промерзание под домом так же невозможно.

Ленточный фундамент

Если заказчику необходим эксплуатируемый подвальный этаж, выбор заглубленного ленточного фундамента происходит по умолчанию. В этом случае практически не важно – на глинистых или песчаных грунтах производится строительство. Под подошвой на глубинах ниже промерзания вспучивание отсутствует. Подстилающий слой имеет минимальную толщину 20 см, служит исключительно для выравнивания дна котлована.

Однако у ленты глубокого заложения огромная площадь наружных поверхностей:

со всех сторон на подземные стены зимой давит вспучивающийся грунт;
внутренние помещения не позволяют произвести внутреннюю отсыпку, которая бы компенсировала давление грунта.

Поэтому лента делается шире (от 40 – 60 см), пазухи котлована засыпаются песком, щебнем, ПГС, чтобы обеспечить слой 40 см минимум возле несущих конструкций.

У малозаглубленных лент МЗЛФ наоборот, площадь боковых граней минимальна, касательные силы вспучивания практически отсутствуют. Зато ярко выражено неравномерное пучение грунтов под подошвой. Поэтому технология строительства несколько изменяется:

качественный дренаж на уровне подошвы МЗЛФ;
утепление отмостки + теплоизоляция наружных граней ленты (цоколя);
увеличение толщины подстилающего слоя до 60 – 80 см под подбетонкой.

Внимание! Специалисты не рекомендуют использовать щелевые фундаменты, в которых подземная часть ленты МЗЛФ заливается в земляную опалубку.

Причин этому несколько:

траншею с не осыпающимися бортами можно вырыть исключительно в глине;
идеально ровные стенки в земле сделать невозможно, поэтому зацепление с почвой будет максимальное;
во время промерзания неизбежно возникнут серьезные выдергивающие нагрузки.

Кроме того, при заливке в траншею сложнее обеспечить герметичность слоя гидроизоляции. При укладке арматурных каркасов на уложенную в щелевой фундамент пленку неизбежны проколы и порывы. В данном случае можно применить экструдированный пенополистирол в качестве несъемной опалубки закрепив его на стенки траншеи (подойдет только для глинистых грунтов, т.к. другие грунты запросто могут осыпаться в самый неподходящий момент).

Щелевой фундамент с несъемной опалубкой из экструдированного пенополистирола.

Свайный фундамент

Идеальным вариантом для сложной геологии и рельефа участка является строительство свайно-ростверкового фундамента. При любом составе грунтов сваи насквозь проходят пучинистые, нестабильные горизонты, опираются на пласт с высокой несущей способностью.

При висячем ростверке обогрев почвы под зданием невозможен, сохранять геотермальное тепло нет необходимости. Ввиду небольшого диаметра винтовых свай выдергивающие усилия обычно не учитывают. Буронабивные конструкции значительно толще, однако для бетонирования можно использовать идеально гладкую полиэтиленовую трубу в качестве опалубки. Почвы при вспучивании будут скользить по ее поверхности, не причиняя вреда конструкциям фундамента.

Столбчатый фундамент

Наиболее опасны для столбов опрокидывающие усилия, возникающие при вспучивании. Их частично компенсируют ростверком, который придает конструкции пространственную жесткость. Кроме того, строительство столбчатого фундамента на пучинистых грунтах в обязательном порядке включает мероприятия:

заглубление ниже отметки промерзания – избавление от вспучивания под подошвой;
засыпка пазух нерудным материалом – ликвидация выдергивающих и опрокидывающих нагрузок;
низкий ростверк + пол по грунту – позволяют сохранить геотермальное тепло под зданием + теплая отмостка – горизонтальный слой по периметру на глубине 30 – 40 см шириной 60 – 120 см;
дренаж – отвод избыточной влаги от ж/б конструкций.

Внимание! Строительство столбчатого фундамента на пучинистой глине – самый ненадежный вариант из всех существующих.

Таким образом, на глинистых почвах при необходимости можно построить любой фундамент, предотвратив морозное вспучивание указанными технологиями. Наиболее популярны МЗЛФ, плиты, свайные ростверки, щелевые и столбчатые фундаменты лучше не использовать.

Фундамент на глинистой почве

Глинистая почва на вашем участке, несмотря на ее сложность, может послужить хорошим основанием для возведения фундамента и строений.

Особенности глинистой почвы при возведении фундамента

Глинистая почва состоит из мельчайших чешуек, между которыми может хорошо накапливаться влага. Это приводит к тому, что такой грунт приобретает свойство «пучинистости» — он солидно увеличивает объем, когда влага в нем начинает замерзать. Это свойство необходимо обязательно учитывать при постройке фундамента на глинистой почве. В связи с тем, что глинистая почва может вытеснять фундамент в холодное время года – пространство вокруг фундамента на вашем участке придется засыпать песком. Такая обратная засыпка приведет к некоторому удорожанию строительства.

Оценка состояния грунта на участке

Перед тем, как начинать составлять проект фундамента – на вашем участке необходимо провести изыскательские работы.

Проверка состояния грунта состоит из следующих составных частей:

Оценка качества грунта на различных горизонтах,
Проверка уровня залегания грунтовых вод,
Вычисление уровня промерзания грунта.

Бурим шурф для анализа почвы на участке

Для того, чтобы провести комплексную проверку состояния грунта необходимо весной, во время высокого уровня стояния грунтовых вод пробурить на месте будущего строения шурф глубиной около 2,5 метров. Грунт, поднятый с различных горизонтов шурфа, даст вам полное представление о строении и влажности почвы. Глубина же промерзания грунта вычисляется исходя из максимальных зимних температур за предшествующие периоды и собственно характеристики грунта, как глина, например, промерзает на уровень отличный от песчаной почвы.

Проведение дренажных работ

В том случае, если на вашем участке фиксируется высокий уровень грунтовых вод, а тем более, если он превышает уровень промерзания грунта – перед постройкой фундамента необходимо провести дренажные работы. Постройка дренажной системы включает в себя формирование траншей с галечной засыпкой вокруг будущей постройки, которые будут отводить воду в сторону от здания. Дренажная система также может быть выполнена в виде труб с отверстиями, которые располагаются под землей и имеют уклон, который также способствует отводу воды.

Дренажная система на участке

Типы фундаментов на глинистых почвах

В зависимости от характеристик глинистых грунтов на вашем участке, степени содержания в них глины, песка и воды – профессиональные строители рекомендуют формировать под будущие строения следующие типы конструкций фундаментов:

Ленточный фундамент
Свайный фундамент
Комбинированный ленточно-свайный фундамент

Каждый из них имеет некоторые нюансы в строительстве. Рассмотрим, как построить такие фундаменты своими руками.

Строим ленточный фундамент на глинистой почве

Ленточный фундамент представляет собой бетонный монолит, который опирается на грунт большой площадью своего основания. Бетонная лента такого фундамента должна быть расположена под всеми несущим стенами, вне зависимости, наружными они являются или внутренними.

Технология устройства ленточного фундамента

Постройка данного фундамента является довольно трудозатратной, но, тем не менее, такой ленточный фундамент на глинистой почве позволяет выдержать вес большого, солидного строения.

После составления проекта ленточного фундамента его необходимо перенести на местность. Перед этим со строительного участка лучше убрать слой плодородной почвы, так как его можно выгодно использовать в других частях вашего «имения».

Разметка под постройку ленточного фундамента (как, впрочем, и любого другого) производится при помощи колышков и натянутых шнуров. При постройке прямоугольника измеряются строительной рулеткой не только его стороны, но и диагонали. Таким образом достигается построение идеальных прямых углов.

Разметка прямого угла для фундамента

Земляные работы при постройке ленточного фундамента заключаются в рытье траншеи . Глубина траншеи обычно чуть превышает глубину промерзания грунта, а ширину в нашем случае лучше принять побольше. Дело в том, что помимо строительства деревянной опалубки для бетонного раствора в траншеи нам придется еще проводить обратную засыпку песком, для того, чтобы исключить деформацию фундамента при замерзании и расширении глинистой почвы.
На дно траншей укладывается песок, который плотно утрамбовывается. Сверху на нем размещается утрамбованная щебенка.
На дне траншеи можно создать и опорную подушку из бетона толщиной около 10 сантиметров. Она будет шире, чем бетонная лента и будет распределять давление фундамента и строения на большую площадь.
Опалубка под заливку бетона строится из вбитых в землю (или заранее установленных в бетоне подушки вертикальных опорных столбов и нашиваемых на них прочных досок. Противоположные стороны опалубки можно соединить стяжками из деревянных брусков.

Опалубка и армирование фундамента

Для того, чтобы ваша бетонная лента выдерживала не только вес дома, но и возможные подвижки грунта по всем направлениям – внутри деревянной опалубки строится металлический армирующий каркас. Для его формирования используются прутки диаметром 8-14 миллиметров, из которых составляется своеобразная клетка, не касающаяся, однако стенок опалубки, дна и поверхности будущей бетонной отливки.

Пересечения арматурных прутьев перевязываются строительными хомутами, фиксируются вязальной проволокой или свариваются.

Затем замешайте бетон из цемента выбранной марки, наполнителя (песка и щебенки) и воды. Укладывать бетонный раствор необходимо послойно, одновременно утрамбовывая его ил обрабатывая глубинным вибратором. Так вы предотвратите образование не заполненных бетоном полостей.

Строим столбчатый фундамент на глинистой почве

На глинистой почве также можно построить столбчатый фундамент. Для этого можно использовать как готовые опоры (железобетонные столбы или винтовые сваи), так и формировать буронабивные сваи.

Винтовые опоры – изготовленные из прочных металлических труб можно закручивать в землю простыми механическими воротами, а вот для размещения железобетонных свай придется воспользоваться услугами строительной техники.

Строительство свайного фундамента

Своими руками можно сформировать буронабивные сваи. Для этого на выбранных местах (под всеми углами строения, местами примыкания внутренних несущих стен и не реже, чем через 2,5 метра по прямой) бурятся скважины большого диаметра. На их дно укладывается песчаная и щебеночная подушка и заливается 10-сантиметровая бетонная опора. В скважины помещаются трубы (из полимеров, асбестоцемента или металлические). Внутри труб формируется многоярусная металлическая армирующая конструкция, которая затем заливается бетонным раствором.

Буронабивной фундамент на глине

Строим комбинированный свайно-ленточный фундамент на глинистой почве

При строительстве на глинистой почве можно совместить опорные столбы и ленточный фундамент. В этом случае столбы (или сваи) будут уходить ниже уровня промерзания грунта, а ленточный фундамент не будет иметь столь глубокое залегание.

При формировании такого фундамента металлический каркас опор и металлический каркас ленточного фундамента необходимо соединить в единую конструкцию.

Свайно-ленточный фундамент на глине