Какой фундамент следует выбирать, если уровень грунтовых вод близок к поверхности, учитывая глубину промерзания грунта и тип почвы? Все эти характеристики необходимо принимать во внимание при проектировании фундаментов, поскольку от них зависят окончательные расчеты основания, ориентированные на размеры и тип планируемого сооружения.
Устройство фундамента при высоком уровне грунтовых вод
Создание фундамента в условиях высокого уровня грунтовых вод является одной из самых сложных и ответственных задач в строительстве.
Такое основание требует тщательного учета множества факторов, каждый из которых должен удовлетворять требованиям, связанным с возможностью подтопления и преждевременным разрушением здания.
Таким образом, крайне важно правильно определить уровень промерзания почвы, выбрать наиболее подходящую конструкцию основания и обеспечить наличие высокоэффективной дренажной системы для отвода избыточной влаги.
Определение уровня грунтовых вод и возможные опасности
Уровень грунтовых вод
При проектировании фундамента в условиях высокого уровня грунтовых вод его надежность и устойчивость являются основополагающими характеристиками. Для понимания рисков оседания и разрушения сооружения необходимо провести предварительное исследование на месте, причем важно провести его заранее, еще до начала строительных работ. Для этого в весенний или осенний период, когда уровень влаги в грунте максимален, нужно выкопать яму глубиной не менее 3 метров в той зоне, где предполагается устройство подвала.
Выройте яму глубиной не менее 3 м
Для корректного получения информации необходимо защитить яму от атмосферных осадков. Спустя несколько недель на дне ямы может образоваться определённый объем воды. Если яма останется сухой, это будет говорить о том, что необходимости в дополнительных защитных мерах для фундамента нет.
Однако если вода находится на уровне выше 2 метров от поверхности, станет необходимым не только провести расчет глубины, за которой планируется устройство фундамента, но и подобрать соответствующую конструкцию. Важно отметить, что подбирать нужный тип фундамента при высоком уровне грунтовых вод лучше благополучно от специалистов, которые проведут необходимые геологические изыскания.
Одним из наиболее популярных и надежных вариантов фундамента в таких условиях являются свайные конструкции.
Их использование позволяет обеспечить качественную защиту основания дома от негативного влияния подземных вод, таких как:
- затопление подвалов и других помещений;
- разрушение бетонных конструкций;
- возникновение грибка и плесени;
- нарушение целостности самого фундамента при его промерзании в зимнее время года.
Кроме того, высокий уровень грунтовых вод может привести к оседанию стенок котлована и резкому снижению несущей способности грунта, что, в свою очередь, потребует дополнительных усилий по установке системы дренажа, которая включает в себя водосборники и колодцы.
Наиболее опасным процессом, связанным с высоким уровнем грунтовых вод, является вымывание из почвы минералов, что значительно ухудшает прочностные характеристики почвы и ее физическую структуру. Установка фундамента в таких условиях требует особого подхода и тщательных расчетов привязки к качественным параметрам грунта:
Эти данные также имеют прямое отношение к уровню пучинистости и глубины промерзания земли. Если глубина промерзания находится ниже уровня грунтовых вод, то, планируя строительство, не потребуется учитывать особенности грунта.
Однако расчет должен выполняться с учетом типа почвы и возможного оседания слабых грунтов.
Часто такие обстоятельства вынуждают отказаться от строительства ленточного фундамента, так как это требует значительных временных и материальных ресурсов и является трудоемким процессом.
При работе на таких типах почвы наиболее целесообразно устраивать «плавающие» основания — мелкозаглубленные плиты, которые располагаются на песчаной подушке. Равномерно распределенный по такой подушке вес здания противостоит силам пучения, а в случае проседания или выпирания грунта плита смещается целиком, как плот на воде, что предотвращает деформацию стен.
Рекомендуется располагать здание на возвышенности. Даже при близком нахождении уровня грунтовых вод возможно создать систему дренажа для отвода части воды в низменных местах; в таких обстоятельствах потребуется активно откачивать воду из дренажа. Если у вас ровная местность, то необходимо принять текущее положение вещей. Заранее полезно выяснить, на какой глубине располагается уровень подземных вод. Существует несколько способов определения этого параметра:
Если около будущего строительного объекта расположены жилые дома, можно поинтересоваться у их владельцев о глубине погребов и проверить уровень воды в колодцах во время весеннего паводка. На рельефных участках можно использовать и более народные способы: например, для определения близости грунтовых вод можно обратить внимание на растительность. Многие деревья не растут вблизи увлажненной почвы, и их состояние может свидетельствовать о наличии подземных вод. Напротив, влаголюбивые растения, такие как осока или камыш, растут активно, если уровень грунтовых вод близок к поверхности. В засушливый сезон эти растения имеют ярко-зеленые листья.
Влияние животных и насекомых также может указывать на влажность почвы. Например, летом кошки часто предпочитают лежать на земле, где ощущается холод от близости воды, в то время как грызуны избегают таких мест для постройки своих гнезд. В вечернее время можно заметить испарение, которое указывает на высокую влажность.
Однако не всегда есть возможность проводить такие наблюдения. В таких случаях полезным оказывается бурение. Ранней весной нужно выкопать лунки, достигающие глубины до трех метров, образовав бугорки вокруг, чтобы предотвратить попадание талой воды внутрь ямы и защитить от осадков. Периодически следует проверять уровень воды. Этот метод считается одним из самых надежных. Каналы можно сделать заранее осенью, это поможет избежать трудностей в весеннюю распутицу. Многие факторы, такие как ранее выпавшие нагрузки снега и особенности зимнего климата, могут помочь в оценке состояния почвы на строительном участке.
Глубина промерзания почвы и уровень грунтовых вод
При близости влаги к поверхности всегда существует риск вспучивания почвы. Это явление происходит неравномерно и может привести к нарушениям целостности основания. Проблемы такого рода связаны с физическими свойствами воды: при охлаждении она сжимается, а при достижении температуры около 6°C и ниже, начинает резко расширяться. В результате верхние слои пачкаются быстрее, вызывая давление со стороны нижних слоев, что приводит к деформации конструкций на пути этого давления. Уровни подземных вод можно поделить на три категории:
— К высоким уровням относятся те, что находятся на расстоянии менее 0,5 метра до поверхности.
— К средним уровням — те, что располагаются на глубине от 0,5 до 1,5 метра.
— К низким уровням — до 1,5 метра.
Уровень грунтовых вод ближе, чем на 0,5 м
В этой ситуации есть риск подтопления, поэтому здания необходимо устанавливать на высоте. Это становится проблематичным из-за мягкости грунта, который может размягчаться от контакта с влагой. Следует использовать фундаменты, которые обеспечат прочную опору. Применяемые варианты могут включать столбчатый фундамент, поскольку плиточный фундамент из-за своего веса может уходить в мягкий грунт, а ленточный — терять жесткость на таких мягких участках. Длиной столбов может потребоваться больше, чтобы достичь твердого основания. Наличие различных типов свай, таких как цельнолитые, создаст надежное основание даже на заболоченной почве, обладая высокими несущими способностями, однако их установка требует специальной техники. В отличие от цельнолитых, винтовые и буронабивные сваи могут устанавливаться вручную. Рекомендации по устройству свай так же важны.
Уровень грунтовых вод от 0,5 м и более
Поскольку плотный слой грунта находится под фундаментом, можно создавать надежные опоры. В этом случае возможно использовать как столбчатые конструкции, так и плитный фундамент, который представляет собой сплошную монолитную бетонную плиту, простирающуюся под всем зданием.
Такой подход обеспечивает равномерное распределение нагрузки по поверхности и позволяет устанавливать строения средней тяжести. Однако использование таких оснований связано с высокой сложностью подготовительных работ, значительными затратами на бетон и ограничением площади плиты. Увеличение размеров плит может повлечь за собой необходимость установки более мощной конструкции, таким образом, увеличивая расход бетона и массу самого фундамента.
Увеличить прочность основания можно, если удалить природный грунт и заменить его песком или гравием, предварительно утрамбовав толщи. Засыпка производится до момента, когда грунт перестанет уходить глубоко.
Уровень грунтовых вод 1,5 м и более
В данном случае можно использовать различные типы фундаментов, но обязательно необходимо следить за качеством гидроизоляции. Выбор конструкции будет зависеть от особенностей здания и материалов, из которых оно будет построено. Если планируются свайные конструкции, их следует забивать на глубину выше уровня промерзания, чтобы избежать их вспучивания. Для плитного фундамента особенных изменений проводить не требуется. Для ленточных основы обязательно нужно предусмотреть дренажную систему, если уровень грунтовых вод выше нижней кромки фундамента.
Неудовлетворительная экономия при строительстве может привести к серьезным последствиям — ослаблению конструкции фундамента, что в свою очередь вызовет деформацию самого строения. Поэтому крайне важно придерживаться технологии и четкого порядка выполнения всех строительных операций.
Плавающая плита
Когда при проектировании используется высокое содержание грунтовых вод, важным вопросом становится выбор подходящего фундамента. Прежде всего необходимо выполнить анализ типа грунта: если он песчаный, то можно без труда реализовать заливку бетонной ленты на глубину, превышающую уровень промерзания.
В то же время, когда грунт представлен глиной или суглинком, способным удерживать влагу, зимой вероятны проблемы с «пучением», что может привести к значительным деформациям основания и появлению трещин в стенах.
На таких почвах оптимальным решением станет установка так называемых «плавающих» оснований — мелкозаглубленных плит, которые располагаются на песчаной подушке. Равномерное распределение нагрузки по такой подушке позволяет противостоять силам пучения, а в случае оседания или выпирания грунта плита перемещается как единое целое, предотвращая деформацию стен.
Плитный фундамент может применяться для строительства домов кирпичного, бетонного и других тяжелых материалов. Также такие основания можно использовать для деревянных и каркасных зданий, если нет возможности опираться на жесткие несущие слои грунта. Но возникает вопрос: как осуществить заливку фундамента, если в вырытом котловане находится вода? Эту задачу следует решить заранее.
Осушение участка
Существуют различные методы осушения участка, на котором планируется строительство. Наиболее простым из них является открытое водопонижение, когда вода просто откачивается из скважины или котлована и выводится за периметр строительного объекта.
Видео описание
Пример такого осушения под буронабивные сваи представлен в видеоролике:
Тем не менее, этот метод не является идеальным, поскольку после заливки фундамента вода снова начинает просачиваться к нему, ухудшая прочность бетона и мешая нормальному процессу его твердения. Поэтому целесообразнее создать систему дренажа, которая будет постоянно отводить воду от участка или от дома.
Если уровень воды не слишком высок, то дренажная система может быть устроена по периметру участка, для чего выкапываются мелиоративные каналы, которые заполняются щебнем. Вода будет аккумулироваться в этих каналах и стекать в колодцы накопления. При наличии возможности, в такие каналы можно укладывать дренажные трубы, что позволит подключить всю систему к ливневой канализации или направить ее в водоем.
В сложных ситуациях, когда необходимо залить фундамент при высоком уровне грунтовых вод и организовать снижение их уровня еще не удается, целесообразно устроить кольцевой дренаж вокруг строительной территории.
- По периметру плиты на расстоянии около 1 метра выкапываются каналы, дно которых должно лежать на 20-30 см ниже подошвы будущего фундамента.
- Накопившуюся воду откачивают насосом и засыпают дно уплотнённым песком слоем толщиной 15-20 см.
- На песок настилаются геотекстили с заходом на бортики траншеи, после чего засыпают щебнем.
- Укладываются дренажные трубы, чтобы отверстия перфорации были ориентированы вниз.
- На поворотных участках и в длинных линиях устанавливаются смотровые колодцы.
- Снова засыпают щебень и закрывают его выпусками геотекстиля.
- Затем выполняется обратная засыпка сначала песком, потом грунтом.
Выпуски дренажных труб соединяются с дренажными колодцами или подсоединяются к канализационной системе.
Изготовление плитного фундамента
Если, решая вопрос о том, какой фундамент выбрать при высоком уровне грунтовых вод, вы пришли к выводу о плавающей плите, то первым шагом нужно правильно рассчитать ее толщину. Этот параметр зависит от типа грунта и предполагаемой нагрузки, поэтому подобные расчеты должен производить профессионал.
После получения расчетов можно приступить к устройству основания.
- Необходимо размечать участок под заливку и вырыть котлован глубиной 50-60 см, при этом его размеры должны быть увеличены на 10-20 см с каждой стороны по отношению к будущей плитке.
- Дно вырытого котлована тщательно утрамбовывается и засыпается слоем песка, который также нужно уплотнить после каждого этапа подсыпки, пока высота слоя подушки не достигнет 30-40 сантиметров.
- На данный слой песка настилаются геотекстиль или другой гидроизоляционный материал, могу быть также использован экструдированный пенополистирол.
- Затем точно по размерам будущей плиты производится установка опалубки, после чего дно засыпается щебнем, который заливается тощим цементным раствором.
- После высыхания бетонной подготовки вновь укрываем слоем гидроизоляции.
- В опалубку устанавливается арматурная решетка.
- В готовую конструкцию заливается бетон высокой марки, который обязательно уплотняется при помощи штыковок или вибраторов.
Совет! Бетонные конструкции разрушаются менее от взаимодействия с водой, сколько от содержащихся в ней сульфатов. Поэтому перед тем как начать сооружение фундамента, если уровень грунтовых вод близок, уверьтесь, что используете сульфатостойкий портландцемент марки не ниже М500. Также возможно заказать готовый раствором на его основе.
Увеличить несущую способность плиты можно с помощью удаления верхнего природного грунта до уровня грунтовых вод и замены на песок или щебень с тщательной трамбовкой.
Как защитить фундамент
Для защиты фундамента современные строительные технологии предлагают несколько эффективных решений:
- Мастики на битумной основе, дополненные каучуковыми или полимерными компонентами. Нанесение нескольких слоев такой массы на поверхность фундамента позволяет создать гладкоемкий слой, который выигрывает в защите от воздействия влаги и других негативных факторов. Этот метод пользуется популярностью у владельцев домов с подвалами.
- Существуют также смеси на цементной основе с аналогичными свойствами. Они быстро твердеют после готовки, образуя слой, который обладает влагостойкими характеристиками, подобно штукатурке. Однако недостаток таких покрытий заключается в их низкой пластичности, что может привести к образованию трещин и утрате защиты в период вибраций.
Подробную информацию о заливке фундамента в условиях высокого уровня грунтовых вод можно найти в видео, приложенном к этой статье.
