Мелкозаглубленный фундамент на пучинистых грунтах

Проектирование мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах – часто возникающая задача. Такие конструкции все более распространяются из-за желания застройщиков уменьшить траты на сооружение дома. Но как они ведут себя именно на пучинистых основаниях? Допустимо ли их использование в таких сложных условиях? Разберемся в этом вопросе подробнее и рассмотрим примеры устройства таких конструкций.

Особенности мелкозаглубленных фундаментов и их взаимодействие с пучинистыми грунтами

Мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте подвергается воздействию сил, возникающих при замерзании и оттаивании грунта. Так как основание представляет собой конгломерат частиц разного размера и влаги, то вода ведет себя естественным образом – при замерзании расширяется. К пучинистым грунтам относят глины и суглинки, а пески и супеси практически не подвергаются морозному воздействию.

Если фундамент, расположенный ниже глубины промерзания, воспринимает воздействие сил, направленных как горизонтально, так и вертикально, то мелкозаглубленный в основном подвергается вертикальным нагрузкам: конструкция выталкивается из основания, а затем, при оттаивании, проседает. Это и есть основная опасность – фундамент разрушается.

При устройстве мелкозаглубленных фундаментов существует два пути решения проблемы пучения:

• замена грунта на непучинистый (песок);
• утепление.

Все представленные далее решения включают в себя комбинации этих процессов.

Во время проектирования учитывают не только пучинистость, но и другие факторы – содержание влаги в грунте, химический состав, особенности рельефа.

Устройство мелкозаглубленных ленточных фундаментов на пучинистых основаниях

Монолитный мелкозаглубленный фундамент для дома ленточного типа устраивают для сооружений небольшого веса. Лучше его применять в песчаных и других непучинистых грунтах, но при соблюдении технологии допустимо строительство такого сооружения и в других условиях. Основная причина применения и отказ от заглубления ниже уровня промерзания – желание сократить траты на строительство. При грамотном расчете и соблюдении всех технологических требований это возможно без потери качества и несущей способности.

Рассмотрим этапы строительства такого фундамента. В общем работы проводят по такой же схема, как и устройство полноценной ленты:

1. На подготовительном этапе снимают плодородный слой почвы или просто очищают участок от мусора и растений. Далее выносят в натуру схему фундамента. Отмечают углы ленты специальными колышками, между ними натягивают шнур.
2. Далее необходимо вырыть траншею глубиной меньше уровня промерзания. В среднем, устраивают траншеи до 80 см.
3. Дно траншеи выстилается гидроизоляционным материалом (рубероидом).
4. Часть грунта заменяют песком. Песок – сухой материал, который даже если будет промерзать, не меняет своих геометрических характеристик. Толщина подсыпки зависит от степени пучинистости грунта. На слабо им непучинистых достаточно 10 см. На сильнопучинистых глинистых грунтах подсыпают 40–50 см. Песок насыпают частями по 10 см, утрамбовывая каждый слой.
5. На подсыпке устраивают опалубку. Для нее чаще применяются деревянные доски, но иногда используют ламинированное ДСП, OSB плиты, заводские решения из металла и пластика. Размер опалубки выбирают с таким расчетом, чтобы ее было удобно устанавливать в траншее. Доски сбиваются между собой. Готовые щиты жестко крепятся в траншее и распираются брусками. Толщина доски – 25–40 мм.
6. В опалубку укладывается металлический арматурный каркас из продольных стержней диаметром 10 – 12 мм, связанных проволокой с поперечной арматурой диаметром 8–10 мм
7. Жестко закрепленная опалубка заполняется бетонной смесью.
8. Проектная прочность бетона достигается через 28 суток, но опалубку демонтировать и продолжать работы можно и раньше. В теплый период снимать щиты допускается уже через несколько дней, необходимо только убедиться в достаточной прочности конструкции.
9. Для гидроизоляции после удаления опалубки боковые стенки ленты покрывают слоем мастики на основе битума, или рулонными материалами.
10. Для уменьшения влияния сил пучения целесообразно провести утепление мелкозаглубленного фундамента. На дно траншеи и боковые грани фундамента закрываются плитами из экструдированного пенополистирола толщиной 50 мм.
11. Окончательный этап – засыпка. Траншея засыпается грунтовой смесью, которая по мере работы утрамбовывается.

Важная часть устройства мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах – песчаная подсыпка. Без подушки из песка такой фундамент с большой вероятностью будет подвергаться воздействию сил пучения и возможно его разрушение.

Устройство мелкозаглубленных плитных фундаментов

Плитный мелкозаглубленный монолитный фундамент на пучинистом грунте устраивается по тем же принципам, что и ленточный:

• подготовка территории;
• вынос размеров на участок;
• удаление грунта до 80 см;
• засыпка песчаной подушки минимум толщиной 10 см;
• устройство опалубки;
• укладка арматурного каркаса;
• заливка бетонной смеси;
• гидроизоляция, засыпка.

Если рассматривать плюсы и минусы, в сравнении с лентой, то к положительным отличиям относят то, что правильно устроенная плита воспринимает нагрузку от пучения не деформируясь. Но существует и существенный минус – стоимость. Такой фундамент в несколько раз дороже ленточного.

Существует еще один вариант плитного фундамента, который также относят к мелкозаглубленным, но он отличается от обычной монолитной плиты – это утепленная шведская плита (УШП). Такая конструкция дорогая, но ее применение позволит уменьшить влияние сил морозного пучения и построить хорошо теплоизолированное и экономичное здание. Для этого под монолитной частью фундамента устраивают слой теплоизоляции. Работы проводятся следующим образом:

1. Под всей площадью здания убирается плодородный слой почвы и нижележащий грунт на глубину 400 - 500 мм.
2. В котловане устраивается засыпка из песка на 300-400 мм. Песок засыпается слоями по 100 мм с утрамбовкой.
3. На подготовленную песчаную подушку устанавливается слой утеплителя из экструдированного пенополистирола толщиной 100 мм.
4. По заданным размерам выстраивается опалубка из деревянных досок.
5. Конструкция армируется сеткой из стальных стрежней диаметром 10–12 мм с шагом 15–20 см.
6. Необходимый для УШП подогрев плиты укладывается на этом же этапе.
7. Объем заполняется бетонной смесью толщиной 100–200 мм.

Для создания равномерного термобарьера после разборки опалубки боковые поверхности плиты также утепляются пенополистиролом. Строение на УШП теряет меньше тепла, чем дом на обычном фундаменте. Постройка стен такого здания далее проводится с использованием любых конструкционных материалов – деревянных, каменных и бетонных.

Пучинистые грунты сложны и для проектирования, и для строительства. Если вам попалось такое основание на участке, то не нужно пренебрегать профессиональным мнением, пригласите для разработки правильных решений опытного инженера.

• Фундамент