Несущая способность грунта под фундаментом: понятие, исследование, определение, расчет

Необходимое количество арматуры для фундамента

Пример расчета будет неполным без вычислений количества арматуры, используемой в армопоясе ленты. Обычно в лентах используют два пояса из двух продольных стержней, периодически (через 0,5 м) соединенных горизонтальными, вертикальными перемычками. Все элементы, расположенные в силовой объемной конструкции горизонтально, используют арматуру периодического сечения (рифленка), вертикальные стойки делают из гладкой арматуры.

Расчет может производиться в специальной онлайн программе, при самостоятельных вычислениях придется учесть:

• нахлест горизонтальных стержней 10 см (+0,2 м в каждом стыке);
• специфику расположения прутков в углах (загибы заходят на сопряженную стену на 0,5 м, считая от угла внутренней опалубки);
• вертикальные стойки заходят за нижний/верхний горизонтальные пояса на 5 см.

Рекомендуемый специалистами запас составляет 5-10% в зависимости от конфигурации стен. При покупке следует учесть, что арматура продается на вес, а не метражом. В каждой торговой точке имеется таблица перевода метража в массу. Прутки связываются проволокой, на каждый стык уходит 25 см материала. При вязке пистолетом расход меньше, однако придется приобрести сам инструмент, чаще всего, для разовых работ.

Определить глубину несущего слоя основания, можно следующим способом:

1. Выкопать яму в одном из будущих углов дома на предполагаемую глубину заложения фундамента не выше глубины промерзания грунта (если Вы добрались до скального грунта, ну там сплошные камни и все такое прочее, можете смело делать фундамент и все последующие шаги пропустить).
2. Взять кусок арматуры диаметром 8-10 мм, длиной 1 м. Торцы арматуры должны быть плоскими и перпендикулярными оси арматуры.
3. Поставить арматуру на дно ямы и аккуратно положить или поставить сверху кирпич. Чем больше времени кирпич будет давить на основание, тем точнее будет полученный результат.

Площадь арматуры диаметром 10 мм – 0.785 см2. Вес кирпича около 3.5-5 кг (если есть возможность измерьте более точно). Соответственно максимальное давление на основание от 1 кирпича и 1 метра арматуры будет около 5/0.785 + 100х0.785х0.0078 = 7.0 кг/см2 (0.0078 кг/см3 – удельный вес железа).

Несущая способность у разных грунтов разная, наибольшей несущей способностью обладают скальные грунты, наименьшей влажная глина:

• Галечниковые (щебенистые) грунты с песчаным заполнителем — 6 кг/см2;
• галечниковые (щебенистые) с пылевато-глинистым заполнителем — 4 кг/см2;
• гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем — 5 кг/см2;
• гравийные (дресвяные) с пылевато-глинистым заполнителем — 3,5 кг/см2;
• песчаные грунты крупной фракции — 5 кг/см2;
• песчаные грунты средней фракции — 4 кг/см2;
• маловлажные песчаные грунты мелкой фракции — 3 кг/см2;
• влажные и насыщенные водой песчаные грунты мелкой фракции — 2 кг/см2;
• песчаные маловлажные пылеватые грунты — 2,5 кг/см2;
• песчаные влажные пылеватые грунты — 1,5 кг/см2;
• песчаные насыщенные водой пылеватые грунты — 1 кг/см2;
• супесь плотная — 3 кг/см2;
• супесь мягкая маловлажная — 2,5 кг/см2;
• супесь мягкая влажная — 2 кг/см2;
• суглинок плотный маловлажный — 3 кг/см2;
• суглинок плотный влажный — 2,5 кг/см2;
• суглинок мягкий маловлажный — 2,5 кг/см2;
• суглинок мягкий влажный — 1,8 кг/см2;
• суглинок очень мягкий маловлажный — 2 кг/см2;
• суглинок очень мягкий влажный — 1 кг/см2;
• глина плотная маловлажная — 6 кг/см2;
• глина плотная влажная — 4 кг/см2;
• глина мягкая маловлажная — 5 кг/см2;
• глина мягкая влажная — 3 кг/см2;
• глина очень мягкая маловлажная — 3 кг/см2;
• глина очень мягкая влажная — 2 кг/см2;
• глина вязкая маловлажная — 2,5 кг/см2;
• глина вязкая влажная — 1 кг/см2. 

По глубине ямки, которую оставила арматура в грунте можно достаточно точно определить несущую способность грунта, а также проседание основания под нагрузкой.

1. Если грунт под нагрузкой почти не просел, то у вас достаточно прочный скалистый грунт, на котором можно строить все что угодно. Ширина фундамента может быть минимальной и определяется по конструктивным соображениям.
2. Если грунт под нагрузкой просел на глубину менее 5 см, то это можно рассматривать как относительно небольшую осадку основания. Конечно же характеристики грунта по-прежнему остаются неизвестными, Но в целом ситуация выглядит не безнадежно. Можно попробовать определить модуль деформации грунта и его расчетное сопротивления, хотя сделать это будет не просто
3. Если грунт под нагрузкой просел на глубину более 5 см, то на таком основании строить дом не желательно, нужно или копать глубже, или укреплять основание: уплотнять, делать песчаную подсыпку, или пропитывать грунт жидким стеклом. А еще лучше все-таки обратиться к специалистам по геологии.

Хорошо бы для дополнительной гарантии испытать грунт не кирпичем, а шлакоблоком. Давление на основание от 1 шлакоблока и 1 м арматуры будет около 20/0.785 + 100х0.785х0.0078 = 26.1 кг/см2. А еще лучше, если где-то неподалеку ходит симпатичная девушка в туфлях на каблуках-шпильках, пусть немного постоит на дне ямы на одной ноге на каблуке. А если потом дом все-таки просядет, то виновата будет девушка.

Теперь, если у вас 2 или 3 вариант, надо хотя бы приблизительно посчитать нагрузку на основание от конструкций дома. Тут все не так просто, нужно учитывать не только вес самого фундамента, стен, перекрытий, крыши и прочих элементов конструкции включая стяжку и кафельную плитку, но также необходимо учитывать временные нагрузки от ветра и снега. Поэтому расчет нагрузки на основание – отдельная тема.

Ну а методика расчета ширины фундамента следующая: определяется вес 1 м/п  (100 см) всех конструкций дома в килограммах и это значение делится на 100 и на несущую способность основания (грунта).

Если несущая способность грунта низкая, то имеет смысл делать фундаментную плиту.

Собираем показатели грунта

При проектировании фундамента необходимо проводить геодезический анализ грунта на строительной площадке, который позволяет определить три важных показателя — тип почвы, глубину ее промерзания и уровень расположения грунтовых вод. Исходя из типа грунта вычисляется его несущая характеристика, которая используется при расчете опорной площади основания. Глубина промерзания почвы определяет уровень заглубления фундамента — при строительстве в условиях пучинистых грунтов фундамент необходимо закладывать ниже промерзающего пласта земли

На основании данных о грунтовых водах определяется необходимость обустройства дренажной системы и гидроизоляции фундамента.Важно: вышеуказанные показатели грунта вы можете собрать самостоятельно, для этого вам потребуется лишь ручной бур и рулетка

Рис: Структура грунтов на территории Московской области

Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2.5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две — в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод. В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.

• Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
• Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
• Цилиндр плотный, но при сгибании ломается — легкий суглинок;
• Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами — тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
• Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании — глинистый грунт.

Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.

Рис: Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Важно: определить фактический уровень промерзания почвы в домашних условиях невозможно. Для этого необходимо специализированное оборудование, при этом сам анализ выполняется на протяжении длительного времени наблюдения за конкретным участком. Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента

Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.

Рис: Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Определение типа грунтов

Для выполнения расчетов и построения геологического разреза необходимо определить типы грунтов. Сначала проводятся полевые геологические работы, в ходе которых на участке бурят несколько скважин.

В процессе бурения через равнее промежутки геологи изымают из толщи земли образцы породы, укладывают их в специальные контейнеры и подписывают. Весь изъятый материал ведут в лабораторию для дальнейшего исследования.

Определить состав пород и их характеристики самостоятельно невозможно. Для этого потребуется специальное оборудование и знания. Без помощи профессионалов можно только примерно определить тип породы с помощью простого метода. Из насыщенного водой грунта пробуют скатать «колбаску».

От полученного результата зависит пластичность:

• Длинный (до полуметра) жгут — высокая пластичность, грунт связный, частиц не видно. Это характерно для глинистых пород;
• Жгут получается коротким, образуются трещины, он рвется — пластичность средняя, грунт связный, в составе в основном присутствуют глинистые частицы, содержание песка от 10 до 30%. Это характерно для суглинков.
• В насыщенном водой состоянии жгут скатать невозможно — грунт несвязанный, состоят из заметных глазу частиц. Характерно для песка.

Рис. 3 Схема состава различных пород

Что включает в себя расчет фундамента

Виды фундаментов

Проектировщик собирает нагрузки с наземного строения и подбирает конструкцию основания. Подземная часть здания работает совместно с грунтом, поэтому характеристики почвы также учитываются, например, ее возможность выдерживать предельные усилия.

Расчет фундамента состоит из таких частей:

• расчет по сопротивлению нагрузкам (несущая способность);
• расчет по деформации почвы.

Проектирование проходит отдельной фазой или в составе проекта «под ключ». Используются следующие конструкции фундаментов:

• ленточная (монолитная или сборная железобетонная);
• столбчатая с балками или без;
• свайная;
• плитный;
• другие виды.

До начала расчета у конструктора должны быть строительные условия возведения, геодезические и инженерные характеристики объектной площадки, климатические показатели в районе. Специалист работает с архитектурными чертежами и детальными разрезами узлов, использует сведения о технологических и конструктивных особенностях строения.

Конструктор приводит перечень нагрузок, воспринимаемых фундаментом, и в письменной форме предлагает варианты при выборе его типа. В составе проекта прилагаются общие и деталировочные чертежи с описанием основания, отметками заглубления, габаритными размерами. Приводится спецификация материалов, расчет бетона на фундамент, требования к арматуре и проект опоры. а теперь разберёмся с вопросом как рассчитать фундамент под дом.

Расчет по несущей способности грунта

В процессе рассчитывается ширина, высота, давление на подошву и другие критерии. Основание считается надежным, если произведение нижней площади на несущую способность будет больше, чем нагрузки от веса здания.

Формула S · H > P, где:

• S — площадь подошвы, м²;
• H — несущая способность, кг/м²;
• P — масса строения со всеми нагрузками, кг.

Расчет фундамента для дома ведется по следующей методике:

•    определяется показатель сопротивления грунта нагрузкам;
•    высчитывается общий вес строения;
•    находится величина давления на почву;
•    сравнивается нагрузка и несущая способность земли, вносятся исправления в размерные параметры.

Снеговую массу на кровле можно высчитать по удельному весу покрова. Например, в средней полосе показатель составляет 100 кг/м². Если в здании есть нестандартный объект, например, бассейн, его вес прибавляется к общей массе.

Вес людей для загородного дома, квартиры в городе и коттеджа считается по формуле  Рл. = 400 кг/м² · Sп., где:

• Рл. — вес людей, кг;
• Sп. — площадь дома, м².

В результате вычисления выбирается правильное равновесие показателей для обеспечения устойчивости и прочности дома. Расчет исключает сдвиг подошвы и опрокидывание конструкции.

Расчет на деформацию грунта

При расчете учитывается проектное сопротивление почвы на уровне размещения фундаментной подошвы. При заглублении на 1,5 метра и ниже показатель берется из таблиц.

Некоторые значения:

• гравий с песчаным или глинисто-пылеватым заполнителем — 4 — 5 кг/см²;
• щебень с аналогичным наполнителем — 4,5 – 6 кг/см²;
• крупные и средние пески средней и высокой плотности — 2,5 – 4,5 кг/см²;
• пылеватые и мелкие пески маловлажные и влажные — 1,5 – 2 кг/см².
• супеси (пористость 0,3 – 0,7) — 2 – 4 кг/см²;
• суглинки — 1 – 4 кг/см²;
• глины — 1 – 9 кг/см².

Если фундамент углубляется меньше 1,5 м, плотность под нижней границей будет отличаться. Для расчета применяется формула R = 0.005 · Ro · (100 + h / 3), где:

• Rо — значение из таблицы для глубины 1,5 м;
• H — расчетная глубина.

Деформации опор строений бывают осадочными и просадочными. Первый вид включает понятия: полное, среднее или дополнительное оседание под нагрузкой, что определяется количеством измененных участков. Дополнительные деформации бывают от увлажнения дождем и талым снегом, при неправильно выполненной отмостке вокруг дома. Основания осаждаются из-за динамического действия оборудования, протечек канализации, водопровода.

Как рассчитать самостоятельно для дома?

При наличии минимального опыта в проектировании строительных объектов вполне реально сделать расчёт глубины фундамента самостоятельно. Когда уже есть предварительная схема проекта самого дома, приступают к расчёту ГЗФ, учитывая ряд показателей.

Нагрузка на грунт

Чтобы рассчитать нагрузку на грунт от веса всего здания, определяют вес всех строительных конструкций, принимая во внимание всё то, что будет находиться внутри дома — от мебели, отопительных, водопроводных, канализационных и электротехнических коммуникаций и оборудования, снеговой нагрузки до максимального количества людей. Также ориентировочно определяют вес будущих фундаментных конструкций

Удельное сопротивление почвы

Если нужно определить удельное сопротивление почвы с особой точностью, то применяют опытно-лабораторный способ.

Добытые бурением на стройучастке образцы грунта передают в строительную лабораторию. Там кубики проб почвы подвергают нагрузкам до полного разрушения. Пиковое давление и будет величиной удельного сопротивления грунта.

Опорная площадь

Сопоставляя две величины – удельное сопротивление грунта и удельную нагрузку от веса здания находят оптимальную площадь опоры. Главное условие состоит в том, чтобы значение первой величины было больше второго параметра.

Тип основания

В зависимости от требуемой площади опоры и других условий выбирают вид фундаментного основания:

• Ленточный. Фундамент представляет собой сплошной опорный массив из монолитного или сборного железобетона, также в виде кладки из бутового или природного камня. Основание выглядит, как лента, возведённая по периметру несущих стен. Ленты бывают мелкого и глубокого заложения:
  1. Мелкозаглублённые фундаменты устраивают на прочных грунтах с глубиной промерзания почвы не более 300 мм.
  2. Подошвы глубоко заглублённых оснований не должны доходить до уровня грунтовых вод 1,5 м.
• Столбчатый. Отдельно стоящие опоры в виде столбов могут быть различной расчётной длины в зависимости от перепада высот несущих пластов почвы в разных местах стройучастка.

  Оптимальную глубину заложения подошвы всех столбов принимают одинаковой по максимальному расчётному размеру. Такой подход упрощает возведение и сокращает сроки строительства фундаментного основания дома.

• Сваи. Сваи могут быть в виде металлических или железобетонных опор, забиваемых в грунт копром. С их помощью прошивают слабые слои почвы и погружают их концы в несущий пласт минимум на 300 мм. Таким же образом ввинчивают в грунт винтовые опоры.
• Плитный. Такая конструкция решает проблему возведения основания для дома на исключительно слабых почвах таких, как торфяники, болотистые грунты и т.п. Большая площадь опоры сводит к минимуму удельную нагрузку от здания. Глубина заложения практически равна толщине, снятого плодородного слоя земли.

Расчётная формула

Глубину промерзания Нмёрз определяют по таблице СНиП. Если с этим возникают затруднения, то параметр можно определить, просто выкопав яму зимой на стройучастке.

Справочная таблица СНиП.

Глубину промерзания узнают из вертикальной съёмки. Необходимо знать, что отапливаемый дом прогревает землю под собой. За счёт этого глубина промерзания уменьшается на 20%. Исходя из этого, фактическая величина будет равна:

Уровень грунтовых вод

Близость грунтовых вод к поверхности земли лучше всего узнать в архиве местного управления градостроительства и архитектуры. Также этот параметр определяют опытным бурением скважины. Самый лучший способ состоит в том, чтобы во время весенней распутицы заглянуть в соседний колодец. Расстояние до поверхности воды будет оптимальным параметром, который нужно учитывать при расчёте ГЗФ.

Оптимальное заглубление

Чтобы была бы более понятна методика расчёта, надо рассмотреть это на конкретном примере. Допустим, что нужно определить ГЗФ на стройучастке, где сначала нужно узнать все вышеперечисленные исходные данные:

• Глубина промерзания почвы. По таблице СНиП почва на стройучастке промерзает на 2 м в глубину.
• Уровень грунтовых вод. Величину этого параметра берут из вертикальной съёмки или замеряют в колодце. Он равен 3,4 м.
• Тип фундамента. Был выбран столбчатый тип основания.
• Рельеф местности — косогор.
• Перепад глубины пролегания несущего слоя грунта – 2 м. Данные вертикальной съёмки.

Принимая во внимание первые два фактора оптимальную глубину заложения фундамента, определяют, как среднее между 2 и 3,4 м = 2,7 м. Учитывая рельеф местности, в высшей точке участка длина столбов будет равна 2,7 м, а внизу – 4,7 м

Необходимость проведения геологических работ

Даже на смежных и близлежащих земельных участках состав грунта может быть разным, что обуславливается неоднородностью его состава. По этой причине руководствоваться выводами и заключениями, сделанными при проведении геологических исследований с соседних участков, не стоит, поскольку они могут быть неточными.

Главными целями геологических работ являются следующие:

• Выявление гранулометрического состава грунта
• Просчет прочности с конкретными числовыми значениями
• Анализ пористости, уровня влажности, степени пластичности и деформации слоев
• Определение глубины заложения грунтовых вод
• Расчет возможной усадки здания в будущем

Как правило, геология земельного участка заказывается в случаях, когда хозяин планирует строительные работы. Вне зависимости от типа строения – частный дом, гараж, погреб, хоз

постройка или баня, анализ грунта имеет важное значение. Только с ее помощью можно определить, какой фундамент подойдет наилучшим образом. Учитывая сложность геологических работ, доверять их выполнение следует только квалифицированному специалисту

В таком случае получают точные данные, которые служат основой для инженеров-проектировщиков

Учитывая сложность геологических работ, доверять их выполнение следует только квалифицированному специалисту. В таком случае получают точные данные, которые служат основой для инженеров-проектировщиков

Обычно для частных домов выполняют ленточные основания, однако если грунт рыхлый и слабый, предпочтительнее использовать свайный фундамент, более подробно о котором можно почитать здесь.

Исследование грунта

Исследования состояния грунта важный этап в подготовки к монтажу фундамента. Так, лучше всего обратиться к помощи специализированных компании, оказывающих данные услуги на профессиональной основе. Однако, первичные работы можно провести и самостоятельно — воспользовавшись ориентировочным методом исследования и анализа грунта. Рассмотрим поэтапно:

Для извлечение проб грунта необходим бур

Важно помнить, что от этажности будущего здания зависит глубина на которую нужно проделать лунку. Так, для одноэтажного дома — это 2-3 метра, для двухэтажного дома — 3-4 метров

Однако, если планируется укладка глубокого фундамента для подвала или цокольного этажа, то бурение самостоятельно выполнить не получиться, так как в этом случае глубина будет соответствующая. Возникает другой вопрос: достаточно ли одного шурфа? Однозначно нет и это объясняется просто. Фундамент будет залегать на достаточной глубине и в разное время года на него будет воздействовать мороз или влага, что в свою очередь может привести к образованию трещин, сколов, дыр как на самом фундаменте, так и на стенах сооружения. Как бы не было зафиксировано в СниПах о том, что для небольших одноэтажных достаточно 1-2 шурфов, лучше всего заложить 4-5 для надежности.

На первый взгляд нельзя сразу сказать, какие сюрпризы может скрываться в себе грунта на участке, для этого проводится анализ почвы с каждых 30-40 см шурфа до предельной глубины промерзания грунта.

Чтобы определить тип почвы, имеющийся на отведенном под застройку участке, вам необходимо пробурить по периметру площадки 3-4 шурфа глубиной на 2 метра и визуально осмотреть извлекаемую из скважины породу.

• Глинистая почва — имеет желтоватый либо темно-коричневый цвет. При высокой влажности пластична, позволяет слепить шарик, при сдавливании формирующий ровную, без трещин, лепешку. При низкой влажности имеет повышенную твердость, валун из глины сложно раздавить ногой. Сухая глина — оптимальная для строительства фундаментов порода, обладающая высокой грузонесущей способностью, однако строительство на влажной глине чревато проблемами из-за пучения грунта. Несущая способность сухой глины — до 6 кг/см2, влажной — 1-3 кг/см2;
• Суглинок — почва, имеющая низкую плотность. В составе содержит 30-35% глины и пылеватые (мелкофракционные) пески. Слепленная из суглинка лепешка имеет множество трещин по краям. Суглинок, из-за низкой грузонесущей способности может давать осадку, а наличие в составе пылеватых частиц обуславливает высокую склонность породы к пучению. Несущая способность сухого суглинка — 3 кг/см2, влажного 1-2.5 кг/с2;
• Супесь — почва, обладающая минимальной пластичностью (песок и 10% глины). Имеет характерный желтоватый либо рыжий цвет, крошится и рассыпается даже во влажном состоянии. Несущая способность сухой супеси — 3 кг/см2, влажной — от 0.7 до 2 кг/см2;
• Пылеватый песок — мелкофракционные частицы, визуально напоминающие пыль. Фракции менее 0.1 мм в диаметре, грузонесущая способность в сухом виде — 3 кг/см2, влажном — 1 кг/см2;
• Средний песок — размер фракций 0.1-1 мм, несущая способность сухого песка — 4 кг/см2, влажного — 1 кг/см2;
• Крупный песок — имеет фракции 0.1-2 мм. в диаметре, размер которых схож с зернами проса. Несущая способность крупного песка не зависит от насыщенности влагой, она всегда составляет 4-5 кг/см2;
• Гравелистый песок — обломочная порода, содержащая частицы гравия размером до 5 мм. в диаметре. Имеет постоянную грузонесущую способность в 5 кг/см2.

Стоит понимать, что проектировать фундамент на основе характеристик грунта, определенных кустарным методом, не подпишется ни одна серьезная проектировочная организация, поскольку самостоятельно выявить фактическую плотность грунта, от которой сильно зависит грузонесущая способность породы, невозможно.

Может быть интересным:

Виды

Расчет свай начинается с выбора их типа.

По способу заглубления в грунт различают:

• Забивные сваи. Самый популярный вид. Погружаются в грунт путем забивки пневматическим молотом на рассчитанную глубину;
• Буронабивные сваи устанавливаются в самые короткие сроки. Сначала методом шнекового бурения разрабатывают скважину и уплотняют грунт вокруг нее. Потом одновременно с извлечением бура под давлением закачивают в скважину бетонную смесь. Сразу после этого в ней устанавливают армирующий каркас. Его изготавливают из металлических стержней на заводе или строительной площадке;
• Вибропогружаемые опускаются в толщу пород под действием собственного веса. Специальная установка передает вибрацию через сваю на грунт, за счет этого уменьшается сила трения между конструкцией и частицами почвы и свая постепенно погружаются в породу. Метод применяется на площадках с песчаным или насыщенным влагой грунтом;
• Винтовые конструкции имеют лопасти на концах, благодаря им конструкция погружается в землю. Хорошо работают на неустойчивых грунтах и плывунах при наличии недалеко от поверхности прочной породы. При монтаже не издают шума, не повреждают почву, могут устанавливаться на площадках с плотной застройкой. Монтаж осуществляется вручную или с применением легкой техники;
• Вдавливаемые устанавливаются без сильных толчков и вибраций, создают минимальную нагрузку на почву и фундаменты расположенных вблизи сооружений. Подходят для строительства крупных объектов в местах с плотной застройкой и вблизи зданий с неустойчивыми или старыми фундаментами.

По виду материала:

• Железобетон. Самый популярный материал для возведения крупных объектов. Металл, составляющий каркас обеспечивает стойкость к изгибающим нагрузкам, а бетон защищает металлоконструкцию от воздействия окружающей среды, обеспечивает стойкость к вертикальным нагрузкам и увеличивает силу трения с грунтом;
• Дерево. Применяется в индивидуальном строительстве на сухих почвах. Дешевый и доступный материал, но требует дополнительной гидроизоляции;
• Металл. Из этого материала выполняют винтовые сваи. После изготовления их покрывают специальным составом, защищающим их от коррозии.

Сваи отличаются по виду конструкции и форме. Это могут быть квадратные, прямоугольные, многоугольные и круглые сечения. Последний вид приобрел наибольшую популярность благодаря простоте изготовления и расчета нагрузки на такую конструкцию.

По характеру работы:

• Сваи-стойки работают за счет установки их нижней части на прочную породу. Они передают нагрузку на устойчивое основание, миную другие, менее надежные слои;
• Висячие сваи работают за счет силы трения между ними и сжатыми грунтами вокруг.

Влияние влажности грунтов на их несущие свойства

Очень большую роль играет содержание воды в грунте. Способность грунтов удерживать влагу зависит от типа и разновидности грунта, его плотности или пористости. Влажность грунта меняется по сезонам в течение года.

Некоторые типы грунтов в условиях повышенной влажности становятся очень сложным вариантом в качестве основания. Например, пылеватые пески и супеси, могут содержать в большом количестве очень мелкие глинистые частицы. Вследствие наличия этих мелких частиц такие грунты активно вбирают и слабо отдают воду. Насыщенные водой, эти мелкие частицы начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта.  Уже при небольшом движении жидкости в пласте они переходят в плывунное состояние и легко перемещаются с водой. Фундамент может начать «тонуть» в таком грунте или «уплывать» — смещаться в сторону.

Любой грунт при увлажнении проседает и уплотняется.

В процессе своего существования грунт, расположенный ниже глубины промерзания, уплотняется до состояния «дальше некуда». Ничто не меняет это состояние в течение многих и многих десятков и сотен лет.

В то же время грунт, находящийся выше глубины промерзания, постоянно насыщается влагой и при сезонном промораживании увеличивается в объеме. Влага, находящаяся в порах, увеличивает объем этих пор на 10%.

Таким образом, скелет грунта, находящегося выше границы промерзания, ежегодно «встряхивается», становясь более пористым.

Например, глинистый грунт, находящийся ниже глубины промерзания, обладает минимальной пористостью и максимальной прочностью, а вот тот же грунт, находящийся выше точки промерзания, который и служит основанием для мелкозаглубленных фундаментов, обладает крайне высокой пористостью.

С высокой долей вероятности, супеси и глинистые грунты для мелкозаглублённого фундамента можно считать рыхлыми.

Надо ли проводить испытания грунта в основании фундамента?

Часто спрашивают: «Зачем проводить испытания грунта? Достаточно запроектировать фундамент для грунта с наихудшей несущей способностью».

Действительно, многие проектные организации предлагают готовые проекты домов с плитным фундаментом, рассчитанным на  наихудшие грунтовые условия строительства. Но, из опыта проектирования и строительства известно, что чем большая информация имеется по грунтовым условиям застраиваемой площадки, тем меньшие затраты требуются на устройство фундаментов.

Выгоднее произвести незначительные затраты на испытания грунтов, отобранных застройщиком из шурфов, и подобрать фундамент по конкретным данным, чем без всяких обоснований использовать мощный, но дорогой, фундамент.

Особенно ощутима эта выгода при строительстве двух- и трёхэтажных зданий со стенами из кирпича и бетона с железобетонными перекрытиями.

Для более легких зданий можно выбрать фундамент, основываясь на ориентировочных данных о грунте, собранных самим застройщиком.

Товары для дачи и сада

⇆

Улучшение грунта в основании фундамента

При проектировании фундамента обязательно следует рассмотреть возможность улучшения пригодности грунта для опирания на него фундамента. Часто бывает выгодно укрепить грунт, что позволит сделать простой и надежный фундамент.

При слабых и пучинистых грунтах имеет смысл сосредоточиться прежде всего на улучшении характеристик грунта основания, а уже потом на расчёте толщины-ширины ленты фундамента и её армировании.

Вот краткий перечень мероприятий, которыми можно добиться улучшения характеристик грунта основания.

На слабых грунтах:

• • Устройство подушек из крупных песков и щебня. Иногда имеет смысл полностью заменить в пределах основания слабый слой насыпным непучинистым грунтом с лучшими характеристиками.
  • Уплотнение грунта (трамбовка) при необходимости.

Устраиваемые под фундаментами песчаные подушки выполняют три функции:

1. Повышают несущую способность основания, что позволяет уменьшить ширину фундамента и, как следствие расход бетона на его устройство;

2. Заменяют часть пучинистого грунта на непучинистый, что приводит к уменьшению деформаций пучения основания;

3. Уменьшают переувлажнение грунта при его оттаивании в весенний период, которое оказывает большое влияние на осадки фундаментов;

Толщина подушки должна обеспечивать необходимую несущую способность подстилающего ее слабого грунта, а также ограничить абсолютные и относительные деформации пучения до допустимых пределов, регламентированных нормами.

О влиянии морозного пучения грунтов на фундамент читайте в статье: