Особенности грунтов

На большей части территории России зимой грунт промерзает на мест= ности,  но  также  и  от  уровня  грунтовых  вод.  Ведь  повышенная  влаж= ность   в   сочетании   с   минусовой   температурой   грунта   и   является причиной его промерзания. А поскольку, превращаясь в лед, вода уве= личивается в объеме приблизительно на 10%, возникает подъем (пуче= ние)  слоев  почвы  в  пределах  глубины  промерзания.  Грунт  стремится вытолкнуть фундамент из земли в зимний период и, наоборот, «затя= гивает»  при  таянии  льда  весной.  Причем  это  происходит  неравно= мерно   по   периметру   фундамента   и   может   повлечь   за   собой   его деформацию и даже появление трещин, а те — разрушение. Силы вспу= чивания  способны  приподнять  почти  любой  коттедж,  правда,  в  раз= ных местах участка с разной интенсивностью (около 120 кН на 1 м2). Обуздать их можно только грамотным исполнением фундамента.

Все типы грунтов принято разделять на две большие группы: грун= ты  пучинистые  и  непучинистые.  К  пучинистым  относят  глинистый, песчаный  пылеватый  и  мелкий,  а  также  крупномоноблочный,  содер= жание глинистого заполнителя в котором превышает 15%. Песчаный пылеватый грунт с высокой влажностью называют плывуном и не ис= пользуют в качестве основания из=за его низкой несущей способности. Крупномоноблочные  грунты  с  песчаным  заполнителем,  пески  граве= листые, крупные и средние, не содержащие глинистых фракций, счи= таются  непучинистыми  при  любом  УГВ.  В  случае  строительства  на пучинистом грунте всегда руководствуются нормативной (расчетной) глубиной промерзания — h.

Общеизвестна  конструкция  фундамента  высотой  более  h.  В  этом случае его нижняя плоскость (подошва) опирается на слои никогда не промерзающего  грунта.  Но  опыт  многолетних  наблюдений  показал, что такая конструкция эффективна лишь при нагрузке свыше 120 кН на 1 пог. м ленточного фундамента, то есть для довольно тяжелых кир= пичных и каменных 2–3=этажных строений. При легких стенах из бру= са,  обшиваемого  деревянного  каркаса,  вспененного  бетона  нагрузка

составляет лишь 40–100 кН/пог. м. А значит, силы прилегающих слоев

 

 

грунта, действующие на фундамент при пучении, могут все равно вы=

звать его деформацию, но уже за счет сил трения. Кроме того, в слу= чае   нетяжелых   домов   несущая   способность   глубокого   фундамента зачастую  используется  лишь  на  10–20%,  то  есть  80–90%  материалов

и средств,   вкладываемых   в   работы   нулевого   цикла,   расходуются впустую.

Поэтому  для  немассивных  домов  напрашивается  другое  решение проблемы:  заложить  незаглубленный  или  мелкозаглубленный  фунда= мент  прямо  в  промерзающий  слой  грунта,  но  выше,  чем  УГВ.  В  от= дельных случаях на значительную глубину. Она зависит не только от географических  координат:  применяемая  конструкция  представляет собой  жесткую  раму,  которая  каждый  год  в  зимне=весенний  период

«плавает»  вместе  с  относительно  легким  домом.  С  1987 г.  по  такой технологии  построены  тысячи  малоэтажных  зданий  по  всей  стране. При  этом,  по  сравнению  с  заглубленным  фундаментом,  расход  бето= на сокращается на 50–80%, а трудозатраты — на 40–70%. Для Подмо= сковья  даже  разработаны  «Территориальные  строительные  нормы ТСН МФ=97 МО» на проектирование, расчет и устройство таких фун= даментов,  с  успехом  использующиеся  многими  строительными  орга= низациями.  Шаг  вполне  оправдан:  территория  Московской  области почти  на  80%  состоит  из  пучинистых  грунтов.  Согласно  этим  нор= мам, подошву фундамента располагают на глубине всего 0,5–0,8 м от= носительно  проектной  отметки  поверхности  (вместо  традиционных

1,5–1,7 м).

При выборе площадки для проведения нулевого цикла предпочте= ние следует отдавать участкам с практически непучинистыми или на= именее  пучинистыми  грунтами,  однородными  по  глубине  той  части промерзающего грунта, которая будет использована в качестве основа= ния фундамента. Перед заливкой устраивают выравнивающую подушку высотой  hп   =  0,3–0,5 м  из  непучинистого  материала  (смесь  гравелис= того, крупного или средней крупности песка с мелким щебнем или ко=

тельным  шлаком),  которая  во  влажном  грунте  играет  еще  и  роль дренирующего слоя. В случае мелкозаглубленного фундамента она мо= жет быть как врезной, так и устраиваемой прямо на поверхности.

За  обрезом  фундамента  и  гидроизоляцией,  необходимой  для  пре=

дохранения  от  капиллярной  влаги,  следует  цоколь  высотой  не  менее

 

 

0,5 м.  О  его  необходимости  еще  в  I в.  до н. э.  писал  в  своих  «Десяти

книгах об архитектуре» римский архитектор Марк Витрувий. Цоколь выполняют из негигроскопичного материала — бутобетона, естествен= ного камня, красного обожженного полнотелого кирпича или железо= бетона. Причем наиболее практичен последний с затиркой наружной стороны жидким раствором сразу после распалубки.

Завершает  нулевой  цикл  отмостка  вокруг  дома  шириной  до  1,5 м

с  уклоном  наружу.  Она  не  только  защищает  фундамент  от  осадков  и почвенных  вод,  но  и  выполняет  декоративную  функцию  при  благо= устройстве участка. Отмостку делают трехслойной: мягкая утрамбован= ная  глина,  затем  щебень  или  битый  кирпич,  сверху  —  цементный раствор или асфальт.

 

Незаглубленный или мелкозаглубленный фундамент Конструктивную  схему  мелкозаглубленного  фундамента  следует  опре= делять  только  после  инженерного  расчета  возможных  деформаций грунтового основания (в особенности для средне=, сильно= и чрезмер= но пучинистых грунтов). Эти деформации должны быть меньше допу= стимых   значений   для   выбранной   конструкции   здания.   Поэтому надземная  часть  дома  рассматривается  не  только  как  нагрузка,  но  и как  активный  элемент  конструкции:  чем  выше  жесткость  постройки, тем меньше относительные деформации грунтового основания.

Материал стен дома напрямую связан с пучением грунта: чем оно меньше,  тем  разнообразнее  спектр  их  материалов.  Но  есть  одно  ис= ключение:  при  отсутствии  пучения  возможен  самый  дешевый  мелко= заглубленный фундамент — столбчатый, а стены при этом могут быть только  из  дерева.  Ленточный  же  фундамент  выдержит  дополнитель= ную облицовку поверхностей кирпичом или стены из вспененного бе= тона,   керамзитобетона,   кирпича.   Слабое   пучение   для   сохранения такого  же  разнообразия  вынуждает  создать  под  фундамент  выравни= вающую подушку.

И  в  первом,  и  во  втором  случае  размеры  фундамента  для  коттед= жей с кирпичными стенами обычно ограничивают 8 м. А вот при сред= нем пучении даже использование забивных блоков не позволит сделать стены  кирпичными  —  только  имитация  облицовкой  в  полкирпича.

Сильное и чрезмерное пучение грунта ограничивают выбор материа=

 

 

ла стен деревом. Да и то брус возможен лишь при использовании за=

бивных блоков с монолитной платформой, а без нее — лишь обшива=

емый деревянный каркас.

Выбор материала для мелкозаглубленного ленточного фундамента тоже  зависит  от  пучения  грунта.  При  чрезмерном  пучении  пригоден лишь монолитный железобетон. При сильном — монолитный железо= бетон или железобетонные блоки, жестко соединенные между собой. При  среднем  —  монолитный  бетон  или  бетонные  блоки,  уложенные

в перевязке на растворе.

И наконец, при слабом — монолитный бетон или бетонные (керам= зитобетонные) блоки, уложенные свободно, без соединения друг с дру= гом, а также бутобетон, цементогрунт или бут. Следует особо отметить, что  при  среднем,  сильном  и  чрезмерном  пучении  ленточный  фунда= мент должен представлять собой единую раму, образованную жесткой системой пересекающихся лент. А если жесткость стен здания окажет=

ся  недостаточной,  следует  предусмотреть  и  железобетонные  пояса

в уровне перекрытий.

Но сложности на этом не заканчиваются. Нужно еще учесть высо=

ту УГВ, поскольку при ее увеличении пучение грунта усиливается. Этот эффект ослабляют, утрамбовывая дно траншеи для ленточного фунда= мента  или  выштамповывая  площадки  для  столбчатого.  Кроме  того, можно  создать  глинистый  водозащитный  экран  так,  чтобы  он  умень= шал подсос воды в зону промерзания из залегающих ниже слоев грун=

та и ограничивал доступ почвенным водам к фундаменту. Уплотнение не  только  снижает  пучение,  но  и  увеличивает  несущую  способность грунта.  Этого  же  эффекта  достигают  погружением  в  грунт  забивных блоков. Столбчатые фундаменты на таких основаниях целесообразно применять преимущественно для деревянных стен. Это относится так= же к коротким забивным (пирамидальным и призматическим) и буро= набивным сваям.

На  сырых  и,  в  особенности,  мокрых  участках  необходимо  искус= ственно  понижать  УГВ,  отводя  почвенные  воды  от  фундамента  с  по= мощью дренажных сооружений, водосборных канав, лотков, траншей.

Продолжительность проведения строительной организацией нуле=

вого цикла составит от 5 до 30 календарных дней (в зависимости от пло=

щади дома в плане).