Особенности глинистой почвы при возведении фундамента

Чтобы решить, какой фундамент делать на глинистой почве, нужно иметь представление о ее особенностях, влияющих на эксплуатационные характеристики возводимых зданий. Главная трудность состоит в склонности глины к неравномерному пучению. Глинистые частицы обильно пропитываются поступающей жидкостью. Это могут быть сточные или грунтовые воды, осадки или иные источники влаги. Когда в холодное время года почва вымерзает, объем заключенной в ней жидкости увеличивается почти на 10%. Это приводит к стремлению грунта к выталкиванию либо накрениванию конфигураций из железобетона. Характер разрушения конструкций зависит от мест приложения силы.

За деструктивные процессы, связанные со вспучиванием, ответственны влага и низкие температуры. Без этих двух факторов описанный процесс не начнется, вне зависимости от состава почвы. Наибольшую опасность представляет вода, к повышенному впитыванию которой склонны глинистые грунты.

Фундамент на глине какой лучше

Итак, для того, чтобы определиться с типом, Вам необходимо знать:

• Тип грунта
• Влажность грунта.
• Уровень грунтовых вод.
• Уровень промерзания почвы.

Не пытайтесь определить все эти параметры самостоятельно, это дело только для геологов-инженеров и работников лабораторий.

На одном и том же грунте возможно возводить разный тип фундамента. Это зависит от планируемой нагрузки на почву и наличием подвального помещения. В любом случае, при планировании больших нагрузок применяется ленточный фундамент с углублением.

Для постройки дома используют два основных типа фундамента – ленточный и плиточный, а так же их разновидности. Ленточный тип фундамента бюджетный, но и менее надёжный. Он подойдёт для небольших конструкций, желательно из дерева. Плитный фундамент один из самых надёжных. На основе такого фундамента можно возводить дом любого размера.

В случае глинистых грунтов, чаще всего применяется плиточный фундамент. Он достаточно дорогой, но на сильно глинистом грунте любой другой фундамент непригоден. Плиточный фундамент выполняется в виде бетонной монолитной плиты, благодаря чему, нагрузка распределяется равномерно по всей площади. Глинистые грунты часто плывут. При наличии плиточного фундамента, он деформируется вместе с почвой, что предотвращает появление трещин в зданиях. Под бетонной плитой обязательно должен быть насыпан песок с гравием.

Какой фундамент лучше выбрать для дома из бруса на глинистой почве? Отличным вариантом для деревянных домов является ленточный фундамент, поскольку он достаточно надёжный и бюджетный.

Какой фундамент лучше для дома из газобетона на глинистой почве? Газобетон – это лёгкий материал, для которого так же, как и для дома из бруса отлично подойдёт ленточный фундамент.

Плиточный фундамент также подходит для суглинков или супесков, если уровень грунтовых вод не глубокий. В таком случае, если уровень залегания твёрдых пород не глубокий, в них забиваются сваи таким образом, чтобы небольшая их часть находилась над фундаментом сверху.

Благодаря этому, фундамент на глине лучше закреплён. К сожалению, если применяется данная технология, то наличие подвального помещения невозможно. Сваи нужно связать брусом или швеллером. Первый вариант применим для деревянных построек, а второй – для построек из камня или пенобетона.

Деформации фундамента. Основные причины, способы устранения и предотвращение появления проблемы

Основные факторы, которые влияют на деформацию фундамента делятся на внешние и внутренние по отношению к почве. К внешним относятся: воздействие подземных вод и боковое давление. К внутренним – пучение почвы.

Проседание. Одна из самых распространённых деформаций, которая возникает из-за вымывания почвы подземными водами. Вымывание может происходить не только под фундаментом, но и на значительной глубине от него. Подземные воды не текут в пустотах, они просачиваются сквозь песчаные породы. Они могут быть, как сцементированы, так и несцементированные естественным цементом. Если это просто несцементированный песок, то вероятность вымывания велика, и под высоким давлением эта местность может проседать.

Боковое давление. Возникает при глубоком залегании фундамента и влечёт за собой появление существенных трещин, как в фундаменте, так и в самом здании. Выходом является сооружение фундамента таким образом, чтобы он расширялся кверху. Благодаря этому, давление сбоку будет минимальным.

Пучение. Очень распространённое явление в районах вечной мерзлоты. Именно благодаря пучению возникло такое понятие, как «избушка на курьих ножках». В такой местности для того, чтобы не подвергать здание опасности, все конструкции возводят на ножках. Хотя, такое явление может наблюдаться и в районах с обычным климатом, в случае, если фундамент залегает выше уровня промерзания почвы. Вода, замерзая, увеличивается в размере, из-за чего почва также увеличивается. Это и называется пучением. Эту проблему можно решить только при помощи утепления почвы специальными материалами. Не стоит игнорировать этот фактор, поскольку он влечёт за собой появление в доме крупных трещин и постепенному его разрушению.

Помните, для того, чтобы определиться с типом фундамента, прежде всего Вам нужно знать характеристики почвы. Эти характеристики добываются исключительно при помощи инженерно-геологических исследований и лабораторий. Определения типа грунта, уровня залегания грунтовых вод опасно для прочности будущей конструкции.

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

Выбор типа фундамента

При строительстве фундамента на глинистой почве, независимо от выбранного типа, необходимо выполнять главное правило: ширина подошвы должна быть больше верхней части конструкции на 25 и более процентов (различные виды фундамента для частного дома). В обязательном порядке обустраивается подушка из песка и гравия (или щебня).

Ответить на вопрос: какой фундамент лучше на глинистой почве — однозначно нельзя. При выборе типа конструкции необходимо принимать во внимание несколько моментов: стоимость, характеристики грунта и глубина залегания грунтовых вод. При определенных обстоятельствах он может быть ленточным, плитным или свайным.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент на глине подойдет для тяжелых построек и легких деревянных строений (для ленточного фундамента своими руками — пошаговая инструкция).

Но если в первом случае обустраивается заглубленная конструкция, подошва которой находится ниже границы промерзания, то во втором предпочтение следует отдать мелкозаглубленному фундаменту: на глинистой почве легкая надземная часть не сможет стать противовесом силам пучения.

Монолитная лента применяется только в том случае, если грунтовые воды находятся ниже линии промерзания грунта. На суглинистых почвах фундамент такого типа можно строить, если геологоразведка подтвердила равномерность залегания пластов по всей строительной площадке.

Только в таком случае неравномерные деформации при пучении грунта не будут угрожать конструкции.

Схема ленточного фундамента на глине.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты на глине являются наиболее надежными, но и самыми дорогими (о плюсах и минусах плитного фундамента). Поэтому практикуют их только в случае строительства роскошных особняков.

Другое название такого типа фундамента на глинистой почве – плавающий. При любых подвижках грунта плита движется вместе с ним, сохраняя равномерность нагрузки.

Плита заливается практически на поверхности земли. Но практикуют и заглубленные плиты – в домах с подвалами. В этом случае стены подземной части дома, и плита составляют единую монолитную конструкцию.

Если вам надо построить фундамент на суглинке, лучшего решения, чем монолитная плита, не найти (как сделать плитный фундамент своими руками — пошаговая инструкция). Поскольку подошва такого основания имеет максимальную площадь, даже расчетного сопротивления грунта в 1 кг/см2 достаточно для обеспечения устойчивости строения.

Схема плитного фундамента.

Свайные фундаменты

При помощи свай сооружается фундамент на супесях и прочих видах глинистых грунтов. Под здания большой площади устраиваются свайные поля: под стены опоры устанавливаются в виде рядов, а под колонны – кустами.

При выборе типа фундамента на глинистой почве с высоким уровнем грунтовых вод наиболее правильным решением является строительство дома именно на сваях (что такое обвязка свайно — винтового фундамента). При этом необходимо придерживаться основного правила – опора должна выполняться с уширением книзу.

Хорошо зарекомендовали себя винтовые сваи – конструкции, снабженные винтовыми лопастями в нижней их части (как сделать свайно — винтовой фундамент своими руками). При вкручивании винта сохраняется плотность грунта вокруг опоры – лопасти почву не взрыхляют, а подрезают отдельные пласты. Расчетная глубина установки винта находится ниже водоносного слоя и точки промерзания.

Схема свайно — винтового фундамента на глинистой почве.

Определение характеристик грунта

Сначала нужно определиться с некоторыми характеристиками грунтов вашего участка:

1. Содержанием глинистых частиц в почве
2. Влажностью грунта
3. Глубиной промерзания грунтов (ГПГ) для данного района
4. Уровнем грунтовой воды (УГВ)

О том, как визуально определить состав грунта, многих людей учить не надо, все, кто имеет дело с землей, прекрасно разбираются, что же за грунт у них под ногами.

Если взять в руку комок влажного грунта, размять и попробовать скатать его колбаской или сделать «шнур», то песок – просто рассыплется, суглинок или «жирная» супесь сначала скатается колбаской, но быстренько потрескается и развалится на кусочки. Но если в ладони скаталась целая и эластичная «колбаса» — ясно, что перед вами глина. То есть — вы имеете грунтовое основание для строительства особой сложности.

Влажность тоже можно оценить без лабораторных методов, хотя и не в точных процентах. Если оставить комок глинистого грунта на воздухе, и он будет сохнуть часами – значит, глина влажная. Именно такая глина способна дать сильные сезонные пучения и подвижки.

Уровень грунтовой воды участка определяется, если есть колодец. Если нет – можно определить при бурении скважины или шурфа. Информацию можно получить и от соседей, ведь при строительстве часто копают колодцы и бурят скважины.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта – являются справочными данными, они есть в строительных нормативах, с классификацией по районам строительства.

Таблица с нормативной глубиной промерзания

Город	Нормативная глубина промерзания суглинки, глины	Нормативная глубина промерзания пылеватые и мелкие пески	Нормативная глубина промерзания крупных и средних песков	Нормативная глубина промерзания крупно-обломочных грунтов
Москва	1,35	1,64	1,76	2,00
Дмитров	1,38	1,68	1,80	2,04
Кашира	1,40	1,70	1,83	2,07
Владимир	1,44	1,75	1,87	2,12
Тверь	1,37	1,67	1,79	2,03
Калуга	1,34	1,63	1,75	1,98
Тула	1,34	1,63	1,75	1,98
Рязань	1,41	1,72	1,84	2,09
Ярославль	1,38	1,80	1,93	2,19
Вологда	1,50	1,82	1,95	2,21
Нижний Новгород	1,49	1,81	1,94	2,20
Санкт-Петербург	1,16	1,41	1,51	1,71
Новгород	1,22	1,49	1,60	1,82

Рекомендации специалистов

При организации фундаментных работ на глинистых почвах обязательно должны быть учтены следующие моменты:

1. При наличии на разрабатываемом участке грунтовых вод последние должны располагаться на достаточном удалении от поверхности земли. При близком их расположении нет смысла использовать даже усиленный ленточный фундамент; в этом случае лучше сразу ориентироваться на использование свайных опор.
2. Особенностью работы с глинистыми грунтами является необходимость подготовки для ленточных и блочных фундаментов качественной подсыпки из щебня, песка или гравия (так называемой «подушки»).
3. Кроме того, необходимо позаботиться и о том, чтобы нижняя часть фундаментного основания («подошва») была несколько шире его верхнего среза.

Особенности строительства на глине

Решение вопроса, какой лучше фундамент выбрать для дома из бруса, сруба, каркасной конструкции, покажут инженерно – геологические изыскания на участке. Предварительно можно самостоятельно ознакомиться со срезом залегания грунтов и сделать предварительные выводы. Если состав пород достаточно однороден, их несущая способность определяется с высокой точностью, приглашать специализированные организации для проектирования легкого здания нет особой необходимости.

Самостоятельное устройство фундамента для суглинистой почвы требует тщательного подхода, так как основная проблема в этом случае – поведение грунта под воздействием воды. Сравнительные характеристики (способность поглощать, поднимать по капиллярам, отдавать и пропускать влагу) приводятся в такой таблице:

Способность глины поглощать влагу выражается в том, что у поверхности земли глиняные пласты свободно размываются дождем и весенними талыми водами, разрушая насыпи, подмывая опору фундамента. С ростом глубины залегания увеличивается и плотность слоя. Но и на глубине глиняная масса остается всегда влажной.

Какие мероприятия определяют концентрацию влаги вокруг фундаментов на глинистых грунтах, расскажет специалист на этом видео:

Условия эксплуатации у фундамента на глине очень тяжелые, трудно предсказуемые без детального исследования геологии, поэтому нужно тщательно изучить структуру имеющегося грунта по всей площади и глубине участка.

Разновидности глинистой почвы

Разработать самостоятельно проект для дома, у которого будет, например, ленточный фундамент на глине, можно зная несущую способность подстилающей основы. Для этого необходимо определиться с составом имеющегося грунта. По содержанию чистой глины в почве, грунты делят следующим образом:

• супеси (содержат от 5% до 10% чистых включений);
• суглинок включает около 10% – 20 %;
• глина имеет чистое содержание не меньше 30% основного материала.

Без лабораторных исследований эти разновидности различают по пластичности скатанного шарика или столбика толщиной порядка 10 мм: у суглинка на нем образуются трещины, глина слегка сминается без разрушения, а из супеси (песка) изготовить такое изделие невозможно.

Еще один вид деления для глинистой почвы принято делать по ее происхождению:

1. Отложения, вызванные водяными потоками, называют аллювиальной глиной, которая имеет повышенную пластичность. Устанавливать на них основания типа лента не стоит – в этом случае применяют свайные опоры.
2. Ледниковые пласты обладают хорошей несущей способностью для заглубленного основания. При обильно поступлении влаги быстро насыщаются и тоже становятся пластичными.

Не самый бюджетный вариант на глине

Строя фундамент на ледниковой глине для дома из пеноблоков, необходимо обеспечивать качественную гидроизоляцию по всей площади и дренажные мероприятия.

Мероприятия, направленные на уменьшение влияния деформирующих железобетонные конструкции усилий, приведены в п.5.9 СП 22.13330 (2011 г).

Как защищаться

На основания мелких заложений, выполненных без защитных мероприятий, располагающихся на подстилке из глины, будут действовать выталкивающие силы морозного пучения. Принцип их возникновения следующий:

1. поверхностные или грунтовые воды насыщают влагой частички глины;
2. почва промерзает на глубину, характерную для этого региона, увеличивая объем каждой глиняной чешуйки в среднем на 9%;
3. расширяющийся массив грунта поднимается (пучится) и старается вытолкнуть объемные инородные включения, к которым относится фундамент выбранного типа.

Исходя из того, что фактором пучения является соединение мороза и воды, применяют стандартные способы защиты:

• дренирование (сбор влаги по периметру основания и отвод ее на безопасное расстояние);
• замена залегающей глинистой почвы непучинистым материалом (песок, щебень) как в виде подушки, так и обратной отсыпки;
• поверхностное утепление горизонтальной отмостки (исключат промерзание возле конструкции опоры дома).

Специфика их устройства в таких условиях

Наиболее жесткий ленточный фундамент на глинистой почве испытывает самые большие деформирующие воздействия.

К достоинствам глин и суглинков относится высокое расчетное сопротивление вертикальным нагрузкам от общего веса здания. Величина усадки грамотно сделанного основания практически нулевая.

Этот принцип работает только при условии однородности пласта. Если заглубление в него на 0,5 -0,7 м выявляет включения более рыхлых слоев, то необходимо пригласить геологов для исследования и выработки конкретных рекомендаций.

Виды глинистых почв

В зависимости от доли чистой глины в составе конкретного грунта, глинистую почву принять называть так:

• Глина — это почва с чистым содержанием глины не менее 30 %.
• Суглинок — часть глины составляет в таком грунте порядка 10 %.
• Супесь — пропорция содержащейся глины в почве находится между 5 % и 10 %.

Также различают ледниковую и аллювиальную глину:

• Ледниковая глина имеет повышенную несущую способность. Она может выдерживать значительные нагрузки от бетонного фундамента. Но только в том случае, если залегает достаточно глубоко. При верхнем залегании обладает повышенной пластичностью.
• Аллювиальную глину можно повстречать на низменностях, недалеко от водоемов. Ее высокие пластичные свойства заставляют воздерживаться от строительства зданий на такой почве. Под фундаментом глина такого типа быстро поплывет, что может привести к появлению трещин на стенах здания. В случае крайней необходимости возведение фундаментов производится на сваях.

Фундамент на сваях для глинистой почвы

Свайный фундамент является наилучшим для глины, поскольку при установке свай в грунт есть возможность добраться до твердых слоев грунта, не зависящих от грунтовых вод и промерзания. Нижние слои неподвижны, поэтому на фундамент не будут влиять посторонние факторы.

Под строения с большими вертикальными нагрузками устройство фундамента на глинистой почве выполняют в виде свайных полей.

Под стены – в виде рядов, под колонны – кустами, а под опоры устанавливают по одной свае. На сваи укладываются балки (ростверки), которые объединяют их в одно цельное основание.

Каждый из указанных выше типов фундамента, возведенный на глинистой почве по всем правилам, будет служить надежной опорой для любой конструкции.