Важно понимать, что негативное воздействие на бетон оказывается не самой водой, а солями и различными химическими веществами, растворенными в ней. Эти элементы проникают внутрь бетонной структуры, где вступают в химические реакции с цементом или наполнителями, нарушая связи между ними. Это, в свою очередь, приводит к образованию налетов, темных пятен и появлению неприятных запахов, которые могут существенно повлиять на долговечность и эстетические качества материала.
Варианты строительства фундамента на глинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод
Основной проблемой, возникающей при возведении фундаментов, являются неудовлетворительные характеристики земли, особенно в условиях пучинистых грунтов — явление, распространенное в большинстве регионов России. Пучение представляет собой крайне опасное явление, которое может вызвать серьезные повреждения несущих конструкций зданий. Перед началом строительства стоит подробно изучить понятие морозного пучения и понять, какие меры следует предпринять для его предотвращения в грунте.
Что такое пучение грунта и как оно возникает
Морозное пучение грунта — это изменение его физической структуры, которое происходит при одновременном воздействии воды и низких температур. Важно осветить одно необычное свойство воды, которая является наиболее распространенной жидкостью на планете и в данном контексте играет негативную роль для фундамента.
На иллюстрации показано, как действуют силы морозного пучения. Вода обладает уникальной аномалией, заключающейся в том, что при замерзании ее объем увеличивается, в отличие от большинства других веществ. Это свойство становится критичным в зимний период, когда высокие уровни грунтовых вод замерзают, увеличивая объем, что приводит к подъему фундамента и дополнительному давлению на его стены.
Существует два подхода к строительству фундамента: первый — использование стальных свай, которые ввинчиваются в грунт с помощью ручного или механизированного оборудование; второй — создание опор из бетона, который также используется для заливки несущих лент.
Опасность грунтовых вод
Если на вашем земельном участке располагаются грунтовые воды на высоком уровне, это не должно быть основанием для отказа от строительства. Однако к этому вопросу следует подойти с максимальной серьезностью, осознанно выполнив проектирование фундамента и выбрав подходящий тип основания, который будет учитывать специфику участка.
Чем они опасны?
Грунтовые воды часто залегают в верхних слоях почвы, где ее водопроницаемость очень ограничена, как в случае с глиной. Эти воды могут изменяться по уровню в зависимости от условий осадков, оставаясь в верхних слоях круглый год.
Грунтовые воды могут оказать влияние на основание и окрестный грунт следующими способами:
- При заморозках вода в верхних слоях земли превращается в лед, что приводит к вспучиванию окружающего пространства и поднимает фундамент, что может вызвать его деформацию.
- При чрезмерном насыщении грунта водой возможно размывание почвы, что приведет к просадке некоторых участков и образованию трещин на стенах.
- Грунтовая вода может затопить цокольные или подвальные помещения, создавая оптимальные условия для роста плесени и грибка.
Как определить их уровень?
Поэтому, прежде чем начинать строительство, важно установить уровень грунтовых вод на участке. Существует множество методик для оценки этого параметра, но одним из самых надежных является бурение разведывательных скважин.
Данный метод является одним из самых применяемых в практике обследования для определения глубины залегания грунтовых вод.
Процедура выполнения включает в себя следующие шаги:
- Сначала выбирают расположение строящегося здания и отмечают его периметр.
- Затем бурят скважину с диаметром не менее 300 мм и глубиной порядка 3 метров. При отсутствии буровой установки или ручного бура можно выкопать яму.
- Необходимо некоторое время следить за поведением воды в скважине, защищая ее от атмосферных осадков. Если уровень воды поднимется выше 2 метров, это будет свидетельствовать о высоком уровне грунтовых вод.
Наиболее целесообразно проводить разведывательные работы после сильных дождей, весной или осенью, когда земля обычно находится в состоянии махровой насыщенности влагой.
Глубина промерзания почвы
Также немаловажным фактором, влияющим на выбор фундамента, является глубина промерзания грунта, которая может значительно различаться в зависимости от региона. Например, на территории крайнего севера встречаются участки «вечной мерзлоты», в которых грунт надежно заморожен круглый год и не подходит для цивилизационного земледелия.
Если уровень грунтовых вод располагается на высоте выше, чем глубина промерзания, это несомненно приведет к проблемам с пучением и выталкиванием фундамента. В таких случаях необходимо провести мероприятия по осушению или установить дренажную систему для отвода излишней воды.
Выбор фундамента при высоком уровне грунтовых вод
При выборе типа основания важно учитывать множество аспектов:
- Тип нагрузки, который будет оказан на основание, а также используемые строительные материалы для несущих стен.
- Планируется ли создание цокольного этажа в проектируемом здании.
- Глубина промерзания почвы в соответствии с климатическими условиями региона.
- Высота грунтовых вод в период паводков и время, за которое они возвращаются к обычному уровню.
Существуют несколько вариантов устройства фундамента при высоком уровне грунтовых вод:
- Монолитная плита представляет собой надежное решение, хотя и требует значительных финансовых затрат. Такой фундамент может быть выполнен как в верхних слоях почвы, так и на определенной глубине. Если в здании предусмотрен цокольный этаж, частично или полностью заложенный в грунт, монолитная плита располагается на глубине 2-2.5 метра в прочных слоях земли. В некоторых случаях такую плиту устанавливают на сваях, что обеспечивает дополнительную надежность конструкции. Важно предусмотреть дренажную систему по периметру, чтобы предотвратить подтопление подвала.
- Ленточный фундамент. Этот тип фундамента наиболее распространен в частном домостроении. Он подходит для случаев, когда уровень грунтовых вод меняется периодически и остается ниже глубины промерзания почвы. Ленточный фундамент закладывается на поверхности грунта и состоит из железобетона, который формируется прямо в траншеях. Чтобы избежать трещин, просадок и разрушений в будущем, важно корректно рассчитать предполагаемую нагрузку на бетон. Установка ленточного фундамента не предполагает наличие подвального помещения.
- Фундамент на сваях. Это один из самых устойчивых типов основания. В процессе строительства используются различные виды свай: металлические, винтовые, бетонные и т.д. Для установки сваев определяют глубину, на которой начинает залегать твердый грунт, и затем вбивают опору. Возможен и самостоятельный способ изготовления свай: можно пробурить или выкопать яму, скрепить арматуру и залить ее бетоном. После этого все сваи связываются в единое целое с помощью ростверка, что обеспечит равномерное распределение нагрузки и предотвратит всплытие фундамента. Современным решением являются заливные сваи со сферической основой, которые помогают предотвратить повреждения во время сезонных колебаний почвы и в случае пучинистости грунта в зимний период.
Кроме того, возможен вариант с плавающим фундаментом, который сооружается на основании нескольких утрамбованных слоев различных заполнителей, таких как песок и гравий, с добавлением геотекстиля в качестве разделительной прослойки. Этот тип фундамента был разработан недавно, но уже имеет широкое применение в малоэтажном строительстве.
Важно отметить, что для каждого типа основания критически важна гидроизоляция, которая защитит фундамент от влияния как грунтовых, так и атмосферных вод, не позволяя им проникать внутрь помещений. Она может быть выполнена через использование различных гидроизоляционных материалов, таких как битумные смеси, резина или жидкое стекло.
Учёт пучинистости грунта наряду с высоким уровнем грунтовых вод определяет требования к глубине залегания фундамента. Эта глубина определяется в соответствии с нормативными документами для каждого региона. В последней редакции СП «Основания зданий и сооружений» применяется формула, которая учитывает множество параметров.
Выбор типа фундамента при высоких грунтовых водах
Если ваш участок расположен в зоне с высоким уровнем грунтовых вод, необходимо тщательно подойти к выбору типа фундамента. Это важно даже в тех случаях, когда проводятся мероприятия по осушению и дренированию. Далее рассмотрим возможные конструкции и их особенности в таблице.
| Тип | Плюсы | Минусы | Возможность устройства подвала |
|---|---|---|---|
| Ленточный | Подходит для зданий любой планировки и размеров | Некоторые сложности при земляных работах, необходима гидроизоляция, может потребоваться откачка воды | Да |
| Свайный | Низкая стоимость, простота установки, нет необходимости в гидроизоляции | Сложности с расчетом для крупных зданий | Нет |
| Плитный | Высокая устойчивость к нагрузкам, прочность | Высокая стоимость | Нет (если плита не заглубляется на высоту подвала) |
Теперь рассмотрим каждую структуру более подробно.
Ленточные фундаменты
Использование ленточных конструкций в условиях повышенной влажности требует применения дополнительных мер, таких как гидроизоляция. Необходимо создавать препятствия для проникновения влаги в подвал и защищать арматуру вместе с бетоном фундамента от коррозийных процессов. Эти меры могут быть реализованы путем:
- Определения необходимости установки дренажной системы перед началом строительства, что упростит работы. После создания траншеи по ее дну укладывают дренажный трубопровод, который засыпают песком.
- Если во время рытья траншея заполняется водой, что мешает дальнейшему прогрессу, рекомендуется использовать насосы для откачки.
- Независимо от того, устанавливается ли дренажная система или нет, необходимо создавать песчаную подушку.
- Дно котлована выстилается гидроизоляционным материалом, лучше всего подходит рубероид, потому что пергамин не обладает необходимой прочностью для такой работы.
- Затем строится опалубка для заливки монолитного бетона либо устанавливаются фундаментные блоки. Процесс заливки бетона осуществляется после того, как траншею освободили от воды или до того, как она наполнится жидкостью.
- Для вертикальной гидроизоляции можно использовать как рулонные, так и мастичные материалы. Совместное использование различных материалов не рекомендуется. Внешняя поверхность ленты покрывается мастикой или обклеивается рубероидом.
Траншея засыпается землей и уплотняется. Ленточный фундамент позволяет создавать подвал в здании, но обязательно требует гидроизоляции. Дно котлована сначала обустраивается рубероидом и засыпается песком. Учитывая, что гидроизоляция не гарантирует абсолютную сухость, стоит заранее оценить целесообразность подвала в таких сложных гидрогеологических условиях.
На слой гидроизоляции, располагающийся над фундаментом, необходимо установить защитный слой.
В случае, если уровень грунтовых вод располагается близко к поверхности земли, плавающий фундамент представляет собой оптимальное решение для надежной защиты всей конструкции от разрушений и вероятных деформаций, вызванных чрезмерной влажностью.
Плитный фундамент
Плитный фундамент является одним из самых надежных вариантов фундамента. Его основное преимущество заключается в исключительной площади подошвы, что позволяет даже на суглинке с R около 1 кг/см2 гарантировать хорошую устойчивость и отсутствие проблем с осадкой сооружения. Кроме того, плитный фундамент можно возводить при высоком уровне грунтовых вод и значительной глубине промерзания. В зимний период при замерзании почвы фундамент вместе с домом поднимается, а в период оттепели — опускается, отсюда его название «плавающий».
Свайные фундаменты используются в тех случаях, когда на небольших глубинах обнаруживаются грунты, обладающие более высокими характеристиками по сравнению с суглинком по сопротивлению сжимающей нагрузке. Чаще всего такие конструкции закладываются для небольших частных домов, бань и каркасных сооружений, где нагрузка не требует значительных расходов на свайные опоры. Мы настоятельно рекомендуем ознакомиться с информацией по экономически обоснованному количеству необходимых свай.
А может быть все-таки лента?
Многие собственники одновременно выбирают ленточные фундаменты для своих строений на суглинке. Возможен вариант со мелкозаглубленным ленточным фундаментом, который позволяет сэкономить, или конструкция, которая зарыта ниже глубины промерзания. Последний вариант чаще всего выбирается при возведении домов с подвалом и требует больше ресурсов, следовательно, он более дорогостоящий. В общем, армированные бетонные ленты являются наилучшим выбором в ситуациях, когда результаты геологических и разведывательных обследований показывают равномерное залегание грунтов по всей площадке. В таких случаях можно полагаться на отсутствие серьезных деформаций из-за пучения.
Главной проблемой при строительстве на пучинистых грунтах, включая суглинки, является необходимость возведения фундамента, который адекватно реагирует на увеличение объема грунта в зимний период. Это происходит из-за увлажнения. Поэтому по причине высоких уровней грунтовых и поверхностных вод следует задуматься о дренажной системе еще на этапе проектирования фундамента, что позволит снизить затраты и повысить эффективность дренирования.
После решения проблемы с увлажнением будет показано также обеспечить дополнительную теплоизоляцию по периметру здания. Это необходимо для снижения глубины промерзания грунта и, как следствие, нулевого уровня риска пучения грунта.
