Типы грунта при строительстве фундамента

Строительная классификация грунтов — какие бывают разновидности

До начала строительства проводятся геологические изыскания, позволяющие определить особенности и характеристики грунтов. Они необходимы для выбора оптимального типа фундамента. Процессы усадки и надежность основания напрямую зависят от свойств почвы на участке.

Строительная классификация грунтов

Вид грунта необходимо знать для определения типа фундамента при строительстве

Грунтом в строительстве называют все рыхлые обломочные горные породы, на которых устраивается основание постройки.

Для стандартизации определений, используемых при выполнении геологических изысканий, принят общий стандарт строительной классификации грунтов. Он делит грунты на классы, типы и разновидности по структурным связям, составу и строению.

Первоначально строители пользовались информацией из СНиП II-15-74. Теперь при необходимости обращаются к ГОСТ 25100-2011.

Виды грунтов по прочности

Классифицируя типы грунтов, выделяют 2 основные группы:

• Скальные – породы, залегающие сплошным массивом и имеющие жесткие структурные связи. Это водоустойчивые и почти несжимаемые грунты. К такому типу относится известняк, песчаник, гранит, базальт и другие. При отсутствии трещин они служат прочным основанием для построек. Несущая способность трещиноватых слоев снижена.
• Нескальные – группа дисперсных грунтов с ослабленными структурными связями. Они состоят из минеральных частиц различного размера, по происхождению подразделяются на осадочные и искусственные. Осадочные породы образуются в результате разрушения и выветривания скальных пород. Искусственные почвы – это результат утрамбовки, намывания или насыпания. Дисперсионные грунты бывают связные (глина, суглинок) и несвязные (песок).

В отдельный класс выделяют мерзлые грунты. Они образованы в результате природного или техногенного замораживания. Мерзлые основания прочны за счет криогенных связей, но параметр колеблется из-за сезонных изменений температуры воздуха. Только в районе вечной мерзлоты такие почвы стабильны.

В каждом классе имеются собственные виды, типы и разновидности, обусловленные их происхождением, строением, составом и свойствами.

Основные характеристики грунтов

Изучение свойств грунтов необходимо для выбора технологии строительства и расчета стоимости земляных работ.

• Гранулометрический состав – процентное содержание частиц различных фракций.
• Водопроницаемость – способность пропускать влагу через поры.
• Связность – характер и прочность структурных связей, влияющие на прочность основания.
• Пористость – соотношение воздушных пор к общему объему.
• Пластичность – степень деформации при повышении нагрузки.
• Усадка – уменьшение объема при высыхании и сжатии.

Классификационные признаки грунтов помогут определиться с типом фундамента.

Скальные

Плотные породы, образованные в результате магматических извержений, метаморфических процессов или возникновения цементационных связей в осадочных фрагментах. Они характеризуются низкой усадкой, не теряют прочности при насыщении водой. Минусом скальных пород является сложность разработки. Благодаря прочности основания фундамент под дом закладывается на поверхности.

Полускальные

Группа пород, уступающих по сцементированности связей скальным аналогам. Они состоят из одного или нескольких минералов (гипс, известняк-ракушечник, мел, алевролит). Негативная особенность полускальных грунтов – растворимость и размягчаемость при взаимодействии с водой. Просадочность и понижение несущей способности учитывают при выборе глубины заложения основания здания.

Песчаные

В составе грунта мелкие частицы кварца и других минералов. Их размер составляет 0,05-2 мм, структура несвязанная. Песчаная почва с крупными частицами обладает хорошей несущей способностью. Она подходит для возведения любого дома, если на участке низкий уровень грунтовых вод. Пески крупной и средней фракции непластичные, почти не размываются водой, не вспучиваются.

Глинистые

Разновидность связанных грунтов, состоящая из мелких пылеватых частиц силикатов. В зависимости от количества влаги почва бывает твердой, пластичной или текучей консистенции. Глина сжимается под нагрузкой, скорость ее уплотнения небольшая, поэтому осадка зданий затягивается. В твердом состоянии глинистая почва является прочным основанием. При попадании воды в поры под действием отрицательных температур происходят процессы пучения.

Крупнообломочные

Обломки скальных пород, среди которых преобладают части размером больше 2 мм. Примером служит гравий, щебень, галька. Прочность грунта зависит от природы обломков. Скальные части магматического происхождения обладают высокой прочностью. Плотность почвы связана с равномерностью укладки фрагментов. Она характеризуется слабой сжимаемостью и хорошей водопроницаемостью.

Свойства суглинков и супесей зависят от процентного содержания частиц песка и глины.

На что влияют свойства грунтов при строительстве фундамента

Выбор фундамента в зависимости от типа грунта

От состава и характеристик залегающей породы зависит прочность и долговечность возводимого здания. Недостаточная несущая способность, пучинистость или склонность к проседанию приводит к появлению трещин, перекосам и другим проблемам с целостностью стен дома и фундамента.

Также от геологических особенностей участка зависит метод выемки земли, выбор техники. Разработка котлована ведется ручным, машинным или взрывным способом. В зависимости от плотности почвы в частном строительстве применяются лопаты, кирки, ломы, отбойные молотки. Плотность почвы влияет на формирование стен и откосов котлована. В крупнообломочных грунтах допустимы вертикальные стенки без укрепления глубиной до 2 м, а в песчаных только 1 м.

Прочные грунты (скальные, крупнообломочные, песчаные) подходят для возведения домов различной этажности и не имеют особых требований к фундаменту. На слабых почвах, при высоком уровне грунтовых вод устраивают столбчатые, свайные основания или монолитную железобетонную плиту. Для глинистой почвы, подверженной пучению, необходимо закладывать заглубленный ленточный фундамент ниже точки промерзания.

Определение свойств грунта на глаз

Инженерно-геологические изыскания проводят специализированные организации. Их представителя бурят скважины и берут образцы для лабораторного изучения. Эта процедура дорогостоящая, поэтому некоторые владельцы участков определяют тип грунта и глубину залегания подземных вод самостоятельно.

Для взятия образцов потребуется выкопать яму равную глубине залегания будущего фундамента. Определить характеристики почвы помогут несколько простых методов:

Органолептический

Самый простой способ узнать состав почвы – это задействовать зрение и тактильные ощущения.

• Песок – комочки не образуются, частицы однородные, твердые, хорошо просматриваются. Размеры песчинок также можно оценить визуально. У гравелистого песка они до 5 мм, у крупного – до 2 мм, среднего – около 1 мм.
• Супесь – по ощущениям похоже на муку из-за пылеватых частиц, при сдавливании быстро рассыпается.
• Суглинок – крупинки песка чувствуются слабо, влажные комочки хорошо держатся.
• Глина – мелкий желтоваты порошок при намокании липнет к рукам, образуются твердые комочки.

Тип почвы определяют по внешнему виду: глина и суглинок – твердые куски, которые рассыпаются при ударе молотком, супесь рассыпается при сдавливании руками, песок не образует комьев.

Скатывание в кольцо

Метод также несложный – необходимо смочить горсть почвы, попробовать скатать жгут, а из него сделать кольцо. Из песка жгутик не получится, а из супеси быстро развалится. Если шнур скатывается, но при сгибании трескается, это суглинок. Из пластичной глины без труда получается сделать кольцо.

Процентное содержание различных типов грунта

Потребуется чистая банка объемом 1 литр. До половины ее засыпают исследуемой почвой, затем до верха заливают водой. После отстаивания, занимающего от нескольких часов до 2-3 дней, измеряют высоту слоев грунтов и высчитывают процентное соотношение. Нижний слой будет из песка, далее супесь с пылеватыми частицами, верхняя часть – глина.

Большая часть территорий пригодных под строительство занимают осадочные породы. Зная их свойства, проектировщик может выбрать оптимальный способ строительства фундамента.

Источник

Грунт и фундамент. Виды и характеристики

Грунт и фундамент. Виды и характеристики

Строительство дома — значительное событие в жизни любого человека. Тем более что на каждого оно выпадает не более одного-двух раз в жизни. И хотя в поэзии и литературе исторически сложился стереотип, что дом это стены и крыша, но основой дома всегда является фундамент, потому, что от него зависит долголетие всего здания, а значит и стен, и крыши. И задумывая дом для своей семьи, надо начинать именно с этой, самой незаметной, но самой главной части дома — с его фундамента.

Самые популярные виды фундамента в дачном и загородном строительстве — это мелкозаглубленные ленточные фундаменты и столбчатые с перевязкой. Выбор фундамента по соображениям «цена/качество» производится по следующим критериям:

• характеристика грунта
• глубина промерзания грунта
• тип строения

Давайте более подробно разберем каждый из этих критериев.

Характеристика грунта

Каменистые и скалистые грунты — грунтом их назвать можно условно, поскольку они представляют собой камень, который не подвержен никакому влиянию влаги, не промерзает, и не изменяет своих свойств в нормальных погодных условиях. Это идеальный фундамент сам по себе.

Хрящеватые грунты — состоят из гравия и обломков камней. Так же отличается высокой прочностью и является прекрасной основой под фундамент. Глубина закладки фундаментов при таких грунтах не зависит от глубины промерзания.

Песчаные грунты — слабопромерзаемые грунты на незначительную глубину (50-100 см). Хорошо пропускают воду, уплотняются, трамбуются. Фундаменты в таком грунте не замокают.

Глинистые грунты — состоят из очень мелких частиц чешуйчатой формы. В отличие от песка, глина хорошо вбирает и удерживает влагу (в основном своей поверхностью). Поэтому при замерзании неуплотнённой глины происходит вспучивание глины (из-за расширения воды при замерзании). Уплотнённая глина менее склонна к расширению и является слабопучинистой.

Суглинки и супеси — представляют собой смесь песка и глинистых частиц. В зависимости от превалирования того или иного компонента, грунт ведет себя соответственно.

Торфяные грунты — представляет собой осушенные и не очень болота. Обычно сильно насыщены влагой (торф может впитать в себя примерно 6-8 объемов воды, относительно своего первоначального объема). С чрезвычайно высоким уровнем залеганием грунтовых вод.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта сильно зависит от его типа. Скалистые грунты считаются непромерзаемыми. Конечно, они охлаждаются до отрицательных температур. Но поскольку они абсолютно не содержат воды, свои характеристики и линейные размеры они меняют незначительно. Например, коэффициент температурного линейного расширения гранита — 0,000008 на 1°. Для сравнения: лед расширяется (сжимается) в 6 раз сильнее, а вода — почти в 100 раз!

Соответственно, чем сильнее насыщен грунт водой, тем сильнее он пучится при замерзании. При этом он, конечно, воздействует и на фундамент. Это воздействие может выражаться в выталкивании фундамента из земли (особенно весной), его разрыве (в вертикальном или горизонтальном направлении).

Факторы грунта и глубины промерзания застройщик воспринимает как данность. Он не в силах на них повлиять или изменить, может выбрать только при покупке самого участка. И если вы еще только собираетесь покупать участок, следует задуматься, стоит ли связываться с торфяными или глинистыми участками. Ведь проблемы со строительством могут быть такими, что мало не покажется. Не говоря уже о материальных затратах.

Тип строения

Разумеется, нагрузка на фундамент легкой каркасной конструкции и дома со стенами в 2,5-3 кирпича с перекрытиями из бетонных плит отличаются. Поэтому прежде чем выбрать какой-то тип фундамента, необходимо определиться и с самим строением. Строить тяжелый кирпичный 2-х этажный дом на зыбком осушенном болоте может только отчаянный оптимист. Тут скорее бы подошел легкий каркасный дом на проветриваемом фундаменте — плите.

Так же на выбор типа фундамента влияет желание застройщика иметь подвал, цокольный этаж или погреб. Ведь фундамент не обязательно должен быть либо только ленточным, либо только столбчатым. К выбору фундамента следует подходить творчески, потому что стоимость устройства того или иного вида фундамента различаются даже не в разы, а в десятки раз.

Если в местности, где вы собираетесь возводить дом, уже есть жилые строения, есть смысл поинтересоваться устройством их фундамента. Таким образом, вы узнаете, есть ли у их владельцев какие-то проблемы с фундаментом. Любой фундамент надо стараться устроить так, чтобы его нижняя часть располагалась ниже глубины промерзания. Свойства грунта на такой глубине стабильны, предсказуемы и такой правильно устроенный фундамент решает практически все возможные проблемы. Но это уже определяется бюджетом строительства.

Материал для фундамента

Самые популярные материалы фундамента — это бутобетон, железобетон, кирпич. Бутобетон — это смесь песчано-цементного раствора и достаточно крупных камней. Камни соприкасаются друг с другом, а раствор служит клеем, заполняющим все остальное пространство между камнями и исключающим их смещение. Фундамент достаточно надежен, но применяют его только там, где нет дефицита крупных камней, а также на легких грунтах (песчаные, скалистые). В глиняных грунтах такой фундамент может быть разорван и дать трещину.

Фундамент из бутобетона

Железобетон — смесь цемента, песка и щебня. Армирован сеткой или прутьями арматуры в зависимости от направления нагрузки (давление мерзлого грунта). Самый популярный материал для фундамента. Он дешев, прочен, допускает создание монолитных конструкций сложной конфигурации. При изготовлении таких фундаментов особенно с применением бетонных вибраторов, получаются чрезвычайно надежные и крепкие фундаменты.

Фундамент из железобетона

Кирпич — применяется исключительно для надземной частей фундамента и цокольных частей. Закладывать кирпич ниже уровня грунта категорически нельзя. Кирпич очень гигроскопичен и во влажном состоянии легко разрушается даже легкими морозами. Кроме того, кирпич просто растворяется в грунте за десяток-другой лет, особенно силикатный.

Фундамент из кирпича

Виды фундаментов

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент наиболее эффективен для пучинистых грунтов. Этот вид фундамента самый распространенный и дешевый. Столбчатый фундамент может быть выполнен из любых материалов: песка, камня, кирпича, бетона, а также из деревянных и железобетонных столбов, металлических и асбестоцементных труб. По расходу материалов и трудовым затратам столбчатый фундамент в 1,5-2 раза, а при глубоком заложении в 3-5 раз дешевле ленточного. Например, при небольших нагрузках можно сделать столбчатый фундамент из монолитного железобетона. Столбчатый фундамент самый надежный и экономичный фундамент для сложных почв. Сделать его достаточно просто.

Вместе с тем у столбчатого фундамента есть и недостатки. В горизонтально-подвижных грунтах его устойчивость к опрокидыванию недостаточна, и для погашения бокового сдвига требуется устанавливать балки между столбами. Также ограничено применение этого вида фундамента при строительстве домов на слабонесущих грунтах с тяжелыми стенами. Кроме того, при использовании столбчатого фундамента возникают определенные сложности с устройством цоколя, если при ленточном фундаменте цоколь образуется как бы сам собой, являясь продолжением фундамента, то при столбчатом заполнение пространства между столбами, стеной и землей дело относительно сложное и трудоемкое.

Столбчатый фундамент с перевязкой

Столбчатый фундамент с перевязкой позволяет в некоторой степени избежать проблемы с «гулянием» столбиков. Перевязку еще называют «рындбалкой». Рындбалка значительно улучшает качество фундамента и позволяет строить на таком фундаменте даже кирпичные здания с нетолстыми стенами. Но устройство рындбалки (перевязки) значительно удорожает и усложняет фундамент. Поскольку требует единого армирования (перевязки арматуры) как в балке, так и в столбике. Рындбалку располагают либо по поверхности грунта, либо с небольшим заглублением, устроив под ней песчаную подушку.

Столбчатый фундамент с перевязкой

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Мелкозаглубленный ленточный фундамент представляет собой монолитную железобетонную конструкцию (как минимум по уровню грунта) и надстройку из кирпича. Глубина залегания ленты — 50-70 см, иногда меньше. Под лентой устраивается песчаная подушка 20-30 см толщиной. Такой фундамент позволяет уже применять в качестве перекрытий бетонные пустотные плиты и возводить любое малоэтажное здание. При хорошей гидроизоляции можно обустроить как минимум подпол, а иногда и погреб внутри периметра фундамента.

Весьма полезным при устройстве такого фундамента будет устроить заглубления в виде шурфов с периодичностью 1,5-2 м или чаще. Например, высверлив шурфы с помощью бура. Глубина шурфов — ниже глубины промерзания.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Глубокозаглубленный ленточный фундамент

Глубокозаглубленный ленточный фундамент один из самых надежных фундаментов. От мелкозаглубленного отличается тем, что не только шурфы, а вся монолитная лента заглублена на уровень ниже промерзания грунта. Это обеспечивает непоколебимость конструкции практически на любых грунтах. Одновременно как бы образуется пространство подвала или погреба. Единственно возможный вид фундамента, если необходимо наличие подвала.

Глубокозаглубленный ленточный фундамент

Фундамент в виде монолитной плиты

Фундамент в виде монолитной плиты подходит для строительства серьезного дома на торфяных или глинистых грунтах с высокой степенью пучения. Устройство такого фундамента практически не требует никаких земляных работ, кроме отсыпки песчаной подушки 20-30 см. Затем на подушке отливается монолитная плита под размер дома и даже чуть больше. Дом как бы плавает на таком фундаменте, и состояние грунта слабо влияет на его самочувствие.

Как ни странно, такой фундамент весьма не дорог, именно за счет исключения земляных работ. Единственные ограничения — участок не должен иметь сильного уклона, потому что подушка будет потихоньку сползать. Ну и о подвале и погребе придется попросту забыть. Если же подвал все же нужен, то делают это так: выкапывается котлован на необходимую глубину. На дне котлована устраивается подушка из песка и щебня и отливается монолитная плита. На плите возводят из блоков или путем монолитного бетонирования стены подвала. С наружной стороны они тщательно гидроизолируются. Затем пространство между стенками подвала и стенками котлована засыпается, иногда с устройством глиняного гидрозамка. Однако такой способ является самым дорогим способом строительства. Так как требует большого объема и земляных, и бетонных, и монтажных работ. Но зато на выходе — практический готовый подвал, с нужной конфигурацией.

Фундамент в виде монолитной плиты

Свайный тип фундамента

Для малоэтажного коттеджного строительства свайный тип фундамента не используется. Дорого и неэффективно, поскольку свайные фундаменты, как правило, опираются на грунты глубокого заложения. Существуют варианты наливных свай, когда в просверленный грунт закладывают арматуру и заливают бетоном. Данный вариант используется, когда из-за особенностей грунта и расчетов конструктора данный вариант является наиболее рациональным для здания.

Свайный тип фундамента

Грамотно выбранный тип основания, тщательно выполненный проект, профессиональное проведение фундаментных работ в сочетании с качественной гидроизоляцией фундамента — первоочередные вопросы в обеспечении максимального комфорта и уюта будущего дома!

Источник