Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип устройства фундамента на песчаном грунте

Типы фундамента: принципы выбора

При строительстве деревянного дома из клееного бруса сначала закладывают фундамент. И от правильности выбора фундамента для дома, зависит долговечность и комфортабельность постройки.

Прежде чем закладывать фундамент, следует подобрать тип фундамента. Ранее мы представили существующие виды фундамента и способы монтажа, но этого не достаточно для того чтобы построить деревянный дом качественно. Выбор типа фундамента не должен отталкиваться от имеющегося бюджета.

В первую очередь, чтобы понять, какой фундамент потребуется, следует изучить территорию, на которой будет производиться строительство. При исследовании участка нужно оценить тип и состояние грунта, а также глубину пролегания подземных вод и точку промерзания грунта.

На что следует обратить внимание

В зависимости от вида грунта в зимний период различные виды грунта будет пучиниться в большей или меньшей степени. Для деревянного дома из клееного бруса важно, чтобы фундамент равномерно приподнялся в зимний сезон, и также плавно опустился в весеннею погоду. По логике можно догадаться, что сухой грунт меньше вспучивается, чем сырой. Глинистые грунты вспучиваются сильнее, чем песчаные, поскольку в отличие от песчаной почвы, которая пропускает воду сквозь поры, глина влагу задерживает. Таким образом, например, если песчаный грунт содержит глину, вспучивание будет происходить очень неравномерно. Следовательно, ленточный фундамент категорически не подходит. Это обусловлено не только неравномерностью вспучивания, но и возникновением горизонтального давления на ленточный фундамент. Горизонтальные силы способны деформировать ленточный фундамент за зимний период времени.

Что делать, если пучинистые почвы на всей территории земельного участка? В таком случае можно прибегнуть к замене. Пучинистые слой грунта убирается и заменяется песком средней крупности. Насыпая песок, после каждого слоя поверхность трамбуется и заливается водой. Данная процедура называется – устройство противопучинистой подушки.

Точка промерзания грунта также играет важную роль при выборе фундамента. Понятно, что с увеличение плотности или влажности грунта увеличивается глубина промерзания грунта. Как правило, точка промерзания грунта может варьироваться от полуметра до полутора метра. Глубина промерзания также зависит от близлежащих водоемов и уровня грунтовых воды. Чем глубже точка линия промерзания грунта, тем глубже следует вырывать котлован для основания дома из клееного бруса.

Изучив грунт, можно подбирать фундамент.

Скалистый грунт только условно можно назвать грунтом, по сути своей это просто камень. Каменные грунты не подвергаются воздействию воды, мороза и любых других погодных условий. Такая разновидность грунта встречается, в основном, только в горных местностях и является идеальным основанием под фундамент.

Хрящеватые грунты содержат гравий и обломки камней. Хрящеватые грунты обладают высокой прочностью, поэтому фундамент можно закладывать, не опираясь на глубину промерзания грунта.

Песчаный грунт слабо промерзает и не задерживает воду, поэтому фундамент в таком грунте не замокнет. Такой грунт не пучинится, подходит для ленточного фундамента. Но это не относится к мелкозернистым и пылеватым пескам, такой грунт считается плавуном и сильно вспучивается в зимний период. Для такого грунта подойдет столбчатый фундамент.

Глинистые грунты хорошо вбирают влагу. Если глина не уплотненная, она склонна к сильному вспучиванию зимой. Для такой почвы также выбирают столбчатый фундамент или монолитную фундаментную плиту.

Торфяные грунты – это осушенные или слабо осушенные болота с высоким уровнем пролегания подземных вод. На таких грунтах подойдет фундамент в виде монолитной плиты. Для этого на участке организуется песчаная подушка слоем 20-30 сантиметров и на нее отливается монолитная плита размером, чуть больше деревянного дома из клееного бруса. Дом как бы плавает на плите и состояние грунта никоим образом не сказывается на доме. Единственное ограничение для закладки данной разновидности фундамента – это сильный уклон участка, так как подушка будет плавно сползать. Ну и конечно, можно забыть о подвале.

Еще один важный фактор, от которого стоит отталкиваться при строительстве фундамента – это наличие подземных коммуникаций, проложенных на участке. Собираясь строить дом, внимательно изучите участка. Проигнорировав данный этап, могут быть различные негативные последствия, вплоть до повреждения коммуникаций соседей, которые потребуется восстанавливать.

После оценки земельного участка можно переходить к расчетам. Фундамент выбирается, исходя из весовой нагрузки конструкции дома из клееного бруса и необходимости подвала.

Столбчатый фундамент используют в случае, если конструкция будущего дома легкая, то есть планируется строить каркасные или деревянные дома на непучинистых и неподвижных грунтах, поскольку столбы не соединены между собой. Следует отметить, что столбчатый фундамент, как и монолитная плита, исключает наличие подвального помещения. При пучинистых грунтах, столбы могут менять местоположение и наклоняться.

Проблемы с передвижением столбов можно избежать соединением столбов между собой. Перевязки позволяют возводить на подобном основании даже кирпичные дома, только с тонкими стенами.

Плита подходит для серьезных домов на торфяных грунтах.

Заглубленный ленточный фундамент – один из прочных оснований, организуя который, можно рассчитывать на подвальное помещение.

Подведем итог в виде рекомендаций. На пучинистых, подмываемых просадочных грунтах лучше выбирать свайный фундамент. Сваи проходят все неблагоприятные слои грунта, добираясь до самых надежных. На торфяных грунтах используют монолитные плиты. Ленточный фундамент можно строить на песчаных, скалистых и хрящеватых грунтах.

Помните, что фундаментаментное основание – важнейшая часть деревянного дома из клееного бруса, и, пропуская такой серьезный этап, как изучение грунта посредством геологического исследования в целях экономии, вы влечете ряд негативных последствий, на которые впоследствии придется тратить свой бюджет постоянно.

Фундамент на песчаном основании

Песок – достаточно удобный и комфортный грунт для строительства здания. Он обладает большой несущей способностью и не требуют особых мероприятий при возведении строения. В большинстве своем песчаные грунты не подвергаются пучению при промерзании, что позволяет строить фундамент на песчаном грунте без затрат на учет этого фактора. Как классифицируются такие основания? Какие типы конструкций применяют на песках?

Особенности и разновидности песчаных грунтов

В общем, если вам достался для строительства участок с песчаным грунтом, это позволит возвести на нем фундамент без лишних трат на усиление. Песчаная почва в первую очередь классифицируется по гранулометрическому составу на 5 типов. От типа грунта зависят его надежность и механические свойства. Все они указаны в таблице.

Размер гранулы, ммСодержание частиц указанного размера, %Название
0,1 и большевыше 75Пылеватые
0,1 и выше≥ 75Мелкие
> 0,25выше 50Средней крупности
> 0,5выше 50Крупные
> 2,0более 25Гравелистые

Чтобы выяснить перед строительством тип песка на конкретном участке необходимы данные инженерно-геологических изысканий. Для этого бурят шурфы и анализируют их срез. Часть грунта забирается на лабораторное исследование. Во время лабораторных исследований суммируют общий объем частиц разной крупности и из списка выбирают наиболее подходящий тип.

Также такие основания разделяют на маловлажные, влажные и насыщенные, по степени содержания воды. Еще один показатель – плотность сложения. По нему пески классифицируются на рыхлые, плотные и средней плотности. Все они относятся к надежным основаниям, кроме рыхлых, которые требуют особых мероприятий по укреплению.

Из-за своих характеристик – песок хорошо пропускает влагу и не удерживает ее в себе – его применяют для устройства дренажа и подсыпки. В слабых и глинистых грунтах его применяют для устройства подушек под фундаменты.

Ленточный фундамент для песчаных грунтов

Ленточный фундамент на песчаном основании – наиболее часто встречающаяся конструкция. Популярность такого решения обоснована низкой ценой и простотой монтажа. Технологически конструкция возводится под всеми стенами здания по периметру и внутри его. По принципу возведения ленточные фундаменты разделяют на сборные и монолитные. Сборные конструкции возводят из фундаментных блоков заводского изготовления. Они выпускаются разного типоразмера из бетона и монтируются на строительной площадке с использованием автокрана.

Монолитные конструкции заливаются непосредственно на участке. Такие фундаменты более гибкие и позволяют осуществить любую архитектурную задумку. Для работы применяют бетонную смесь заводского или собственного изготовления. Монолитные фундаменты бывают:

  • железобетонные – с использованием стального армирования;
  • бетонные;
  • бутобетонные.

Также иногда устраивают ленточные фундаменты из камня, кирпича, дерева и металла.

Глубина заложения ленточного фундамента на песчаном грунте зависит от уровня сезонного промерзания грунта. Подошва ленты располагается ниже этого уровня, чтобы уменьшить деформацию конструкции силами морозного пучения.

Заливка фундамента для монолитной разновидности конструкции проводится в заранее подготовленную опалубку из деревянных досок или других материалов. Минимальная толщина ленты – 300 мм. При влажном песке необходимо устройство гидроизоляции. Для этого боковая поверхность ленты обмазывается мастикой. Верхний срез ленты также закрывается слоем гидроизоляции, на которой возводится стена.

Ленточные фундаменты в песчаных грунтах удобны тем, что в них возможно устройство подвалов. Если для других типов конструкций это проблематично, то при применении лент строительство подвала относительно просто и не дорого.

Мелкозаглубленный фундамент для песчаных оснований

Если обычная лента устраивается ниже уровня сезонного промерзания, то мелкозаглубленный фундамент удобен тем, что под него нет необходимости рыть глубокий котлован или траншею. Опора устраивается непосредственно на поверхности грунта или на небольшой глубине – до 80 см. Для частного строительства на песчаных грунтах это удобный вариант, так как основная проблема для незаглубленных конструкций – пучение.

В песчаных основаниях пучение практически отсутствует. Если при устройстве фундамента малого заглубления в других основаниях необходимо выбирать почву и заменять ее на песок, то тут такой необходимости нет.

Мелкозаглубленные фундаменты на песчаном основании устраивают как в виде лент, так и плитного типа. Принцип строительства их похож, отличается только стоимость возведения.

Для временных строений, бань, сараев, технических зданий на участке применяют незаглубленные фундаменты прямо на грунт. Для этого очищают его поверхность от мусора и удаляют плодородный слой.

Свайные и столбчатые фундаменты для песчаных грунтов

Свайные фундаменты и их разновидность – столбчатые, также применяют на песках. И винтовые, и буронабивные, и забивные сваи хорошо работают в песке, но в общем случае их применение не оправдано. Сваи – довольно дорогая конструкция, которая применяется чаще в сложных условиях, при просадке грунта для плывунов. Для песков, которые сами по себе являются надежной опорой, нет необходимости устраивать такие сложные инженерные решения.

Эти ограничения больше относятся к большим зданиям. Для частного строительства применяют сваи разных типов и в надежных грунтах. Это связано с тем, что разработано несколько недорогих конструкций, применение которых для небольших зданий оправдано. В первую очередь это сваи ТИСЭ и винтовые.

Устройство таких опор не связано с привлечением большого количества строительной техники, наоборот – в условиях небольших частных строений применение таких свай дешевле устройства ленточных и плитных фундаментов. В песке нет необходимости бурить глубокие скважины или ввинчивать сваи до скального грунта.

Читать еще:  Бетон для фундамента: расчёт, приготовление, заливка

Плитные фундаменты для песчаных оснований

Плитный фундамент дома на песчаном грунте также не особо часто применяется. Это также связано с тем, что на песке нет необходимости использовать надежность и прочностные характеристики плиты. Такое основание не пучинится и не проседает.

В современных условиях чаще применяют утепленные шведские плиты (УШП). Такая конструкция требует больших затрат на возведение, но обладает рядом позитивных характеристик:

  • низкие потери тепла через почву;
  • вмонтированный в плиту подогрев служит теплым полом первого этажа.

Технически УШП представляет собой плиту из армированного бетона, которая заливается монолитным способом на слой теплоизолятора из пенополистирольных плит.

Независимо от того, какой фундамент на песчаном грунте вы будете строить для своего дома, необходимо грамотно провести расчеты и выбрать размеры и конструкцию. Важный элемент строительства фундамента на любом грунте – расчет и привязка его к зданию. Все это можно сделать и своими силами, но даже в таких относительно простых геологических условиях желательно привлечь опытных проектировщиков и строителей.

Обзор видов фундамента

Строительство любого здания начинается с закладки фундамента, неспроста толковые словари русского языка дают второе определение этому слову как «основа, база, опора». К выбору фундамента приступают лишь, определившись со строительной системой будущего сооружения (конструктивного решения по признакам материала и технологии возведения основных конструкций), далее руководствуясь следующими факторами: особенности почвы, глубина залегания грунтовых вод и уклон участка. Так как в нашем случае речь идет о легком каркасном доме, есть смысл остановиться на наиболее распространенных видах фундамента именно для таких строительных систем.

В целом, фундамент выполняет две основные задачи: равномерное распределение веса строения на несущее основание и защита здания от движения грунта под ним, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

И если с распределением веса все достаточно очевидно — нагрузка должна быть равномерной по всей площади строения, то на различных характеристиках грунта внимание необходимо заострить.

Различные грунты можно условно разделить на группы:

  • Каменистый/скалистый грунт. По сути своей – не грунт вовсе, а камень, абсолютно не подверженный никакому влиянию влаги. Устойчив к погодным изменениям. Это идеальный фундамент для любого строительства.
  • Песчаный грунт. Характеризуется содержанием песка выше 50%, это означает, что грунт хорошо пропускает и не удерживает воду. В добавок к этому – хорошо уплотняется и трамбуется. В силу перечисленных факторов, песчаный грунт прекрасно подходит для фундамента мелкого заложения. Фундаменты в таком грунте не замокают.
  • Глинистый грунт. Далеко не самый удачный для строительства грунт, т.к. склонен накапливать влагу
  • Суглинок/супесь. Представляет из себя неоднородную смесь глинистых частиц и песка, соответственно, чем больше процент содержания глины, тем более сложным считается грунт.
  • Торфяной грунт. Иными словами, болото, пусть даже и «высохшее». Одна единица объема такого грунта впитывает в себя до 8 объемов воды.

В описании различных видов грунта не просто так значительное внимание уделено влаге. Дело в том, что именно из-за воды в грунте возникают так называемые «силы морозного пучения» — вода при замерзании расширяется и меняет первоначальные размеры и свойства грунта. Данные процессы приводят к растрескиванию фундамента, сложностям при открытии окон и дверей из-за перекоса проемов, образованию щелей в стыках. Таким образом, лучшим грунтом для строительства будет являться тот, где влаги нет в принципе или тот, который влагу не накапливает: это каменистый и песчаный. Но тут возникает другая проблема: на территории средней полосы РФ такого грунта крайне мало и, как правило, дело приходится иметь с глиной, суглинком и супесью, которые как раз наиболее подвержены пучению. Конструкторы предлагают два пути решения данной проблемы: опирать фундамент ниже глубины промерзания грунта или создавать конструкцию, которая двигалась бы вместе с грунтом, не разрушаясь.

По каждому из способов можно выделить несколько основных типов фундамента, опираясь на их конструктивные особенности.

Ниже глубины промерзания применяются: винтовые металлические сваи, ленточный монолитный фундамент с отметкой ниже глубины промерзания, плитный монолитный фундамент и буронабивной с высоким монолитным ростверком.

Винтовые металлические сваи.

Винтовая свая – это заостренная с одного конца металлическая труба, заполненная внутри бетоном и имеющая некое подобие резьбы как на шурупе – именно благодаря последнему свойству, свая закручивается в грунт на любую глубину. Ограничение только в размере самой сваи. Плюсы: самая низкая начальная стоимость, универсальность монтажа, обвязка выше уровня земли, высокая скорость работы при возведении, возможность многоразового использования свай. Минусы практически отсутствуют недостаточная жесткости фундамента в горизонтальном направлении (это решается бОльшим количеством свай или установкой раскосов между сваями).

Ленточный монолитный мелкозаглубленный фундамент

Название происходит от единой плиты («ленты»), которая закладывается по всему периметром стен дома. Традиционно, ленточные фундаменты были глубокозаглубленными и в малоэтажном строительстве встречались редко, ввиду высокой стоимости и избыточности для сравнительно легких каркасных домов. По этой причине, в последние несколько лет популярность набрали мелкозаглубленные фундаменты, где высота над уровнем земли 40-60 см, глубина заложения около 25 см.‎ Такой способ значительно снижает стоимость возведения, сохраняя при этом плюсы монолита. Единственный минус: ленточный мелкозаглубленный фундамент подходит для домов с небольшим пятном застройки, т.к. только в таком случае может ‎работать по принципу монолитной плиты (как единое целое).‎

Плитный монолитный фундамент.

Данная разновидность мелкозаглубленного фундамента привлекательна тем, что отлично подходит для строительства на слабых грунтах: плита опирается на поверхность всей своей площадью и равномерно распределяет нагрузку от веса здания. Технология такова: под всей площадью плиты формируется песочная «подушка» толщиной около 25 см и максимально уплотняется. Далее выполняется арматурный каркас — пространственные ячейки по всей площади плиты. Такая конструкция фундамента очень устойчива к переменным нагрузкам, возникающим в грунте при сезонных температурных колебаниях, приводящих к пучению при замораживании или просадке при оттаивании грунта. Плюсы этой разновидности фундамента очевидны, так как это максимально универсальный вариант: применяется на любых типах грунта, а особенно распространен в ситуациях сложных геологических условий, на водонасыщенных и слабонесущих грунтах, болотистых участках, на участках с близким залеганием грунтовых вод, сложным рельефом местности. Недостаток один, но весьма существенный: высокая стоимость такого фундамента.

Еще одна интересная разновидность монолитного фундамента, на которой необходимо остановиться отдельно – утепленная шведская плита.

Конструкция представляет из себя пенопластовое «корыто», размещенное на мощной песчаной подушке, которая осуществляет дренажные функции. В «ложе» из пенопласта размещается арматурный каркас и бетон, в котором проложены трубы теплого водяного пола. Как правило, канализацию и водопровод прокладывают под слоем утеплителя в песчаной подсыпке. Шведская плита подходит для применения на пучинистых почвах, так как нагрузка от строения распределяется по грунту равномерно и никогда не достигает критических значений. Основные плюсы этой технологии: быстрая скорость возведения, а мощное утепление уберегает дом от сил морозного пучения, поскольку в грунте под плитой не бывает отрицательных температур. Главный недостаток: сложность ремонта коммуникаций, залитых бетоном. Возможность повышения ремонтопригодности есть, но для этого потребуются строители высокой компетенции, а это приводит к дополнительному увеличению цены и без того недешевой технологии.

Буронабивной с высоким монолитным ростверком

Данный тип фундамента представляет собой нечто среднее между свайным и монолитным мелкозаглубленным. Обязательными условиями правильного исполнения являются: — заглубление свай ниже отметки промерзание грунтов — монолиный ростверк выше отметки земли (оптимально 15-20 см расстояние от уровня земли) И первое, и второе условия необходимы для избежания действия сил пучения. Минусом является трудоемкость и цена. Нельзя забывать, что потом нужно будет делать перекрытие по этому фундаменту.

Какой фундамент выбрать для дома?

Для каркасного строительства подойдет любой тип фундамента. Жизненно важно определить тип грунта на Вашем участке и подобрать то решение, которое будет работать в Вашем конкретном случае, как с точки зрения грунта, так и с точки зрения выбранного типа строительства. Призываем не забывать о том, что фундамент – важнейший элемент дома и настоятельно рекомендуем обращаться к профессионалам.

Упростить Вам задачу?

Мы хотим не просто рассказать подробнее о технологии строительства фундамента для дома, но и наглядно продемонстрировать практичность и надежность дома. Пришлите нам чертежи вашего будущего дома и мы подготовим проект фундамента, сделаем спецификацию и посчитаем коммерческое предложение. И, конечно, пригласим обсудить Ваш проект в мельчайших деталях.

Принцип устройства фундамента на песчаном грунте

В условиях Якутии свайные фундаменты рекомендуется использовать с условием сохранения мерзлого состояния грунтов основания в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения (принцип I «СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88»). Поэтому железобетонные сваи длиной 6–12 м закладываются намного ниже сезонного оттаивания грунтов, что значительно повышает себестоимость строительства зданий.

Для малоэтажного каменного строительства в условиях вечномерзлых грунтов нами предлагаются буронабивные малозаглубленные сваи с уширенной опорой, возводимые по технологии ТИСЭ, что успешно используется в районах с сезонным промерзанием грунтов [3]. Следует отметить, что простота технологии, незначительные затраты труда и средств, высокие эксплуатационные характеристики возведенного фундамента позволяют рассматривать ее в качестве конкурентоспособного направления в малоэтажном строительстве Якутии. При этом нами предусматриваются 2 способа применения данной конструкции фундаментов:

1) буронабивные малозаглубленные сваи с уширенной опорой для зданий с проветриваемым подпольем, где глубина их заложения принимается dth + 2 м (dth – расчетная глубина сезонного оттаивания грунта) согласно строительным нормам по принципу I СП 25.13330.2012;

2) буронабивные малозаглубленные сваи с уширенной опорой для зданий, возводимых на отсыпках, где глубина их заложения в требованиях СНиП не нормируется и допускается оттаивание мерзлых грунтов на расчетную глубину в период эксплуатации сооружения по принципу II СП 25.13330.2012.

Как показывает практика малоэтажного строительства в условиях Якутии, специализированные предприятия по устройству свайных фундаментов обычно применяют сваи буроопускные ж/б или винтовые металлические. При этом используется тяжелая техника по бурению скважин, перевозке и установке буроопускных свай, приготовлению цементно-песчаного раствора для заполнения свободного пространства между сваей и стенкой скважины, что ведет к удорожанию СМР.

Экономически целесообразным вариантом для малоэтажного каменного строительства является использование буронабивных малозаглубленных свай с уширенной опорой (табл. 1).

Таблица 1

Расчетная стоимость устройства свайных фундаментов для двухэтажного каменного здания на 8×8 м (г. Якутск, по ценам IV квартала 2014 г.)

Читать еще:  На асфальте появится навигация для туристов

Общая стоимость (руб.)

Малозаглубленные буронабивные сваи

В условиях отсутствия вечномерзлых грунтов скважины небольшого диаметра 250–300 мм согласно технологии ТИСЭ пробуривают с помощью фундаментного бура ТИСЭ-Ф с откидным плугом до глубины ниже уровня сезонного промерзания грунта (0,7–2,2 м) [3]. В условиях вечномерзлых грунтов скважины необходимо пробуривать до глубины ниже уровня сезонного оттаивания мерзлого грунта (2–2,5 м). Как показала практика, ручной бур ТИСЭ-Ф, а также легкий мотобур не пробуривают мерзлый грунт, состоящий в основном из суглинков и глины. Возникают дополнительные затраты по оттаиванию грунтов оснований с использованием известных способов электрооттаивания, парооттаивания или за счет других источников тепла. Или необходимо использовать услуги специализированных бригад, оснащенных соответствующей техникой и оборудованием.

Расчет свайного фундамента проведен согласно общепринятой методике СП 25.13330.2012. Площадь нижней опоры сваи круглого сечения c диаметром 0,5 м принята

S = π∙R2 = 3,14∙0,252 = 0,19625 м 2 (табл. 2–3).

Таблица 2

Результаты расчета несущей способности грунтов оснований на 1 сваю

В оттаянном состоянии, т

В мерзлом состоянии, т

Пески (средней крупности)

Таблица 3

Результаты расчета несущей способности грунтов оснований на 20 свай

В оттаянном состоянии, т

В мерзлом состоянии, т

Пески (средней крупности)

По результатам инженерно-геологических изысканий было установлено, что выбранная экспериментальная строительная площадка в геологическом отношении сложена аллювиальными отложениями, представленными суглинками, реже супесями и песками разной крупности с почвенно-растительным слоем 0,2–0,25 м. В табл. 4 приведены физические свойства многослойного массива грунтов, где h – мощность слоя грунта, Тbf – температура начала замерзания грунта, нижние индексы означают: th – талый, f – мерзлый.

Скважины диаметром 0,25 м на 20 свай пробурены в середине сентября до границы максимального сезонного оттаивания грунта (1,85–2,30 м) с использованием мотобура, нижнее уширение скважин выполнено с помощью ручного бура ТИСЭ-Ф с откидным плугом [5]. Затем в скважины опускались арматурные каркасы, устраивался выпуск свай над землей с помощью опалубки из листов полипропилена, затем укладывали бетонную смесь заводского изготовления. Для двух дополнительных контрольных свай бетон был приготовлен на строительной площадке. Испытания образцов бетонов показали их соответствие проектному классу бетона В25.

Таблица 4

Характеристики слоев массива грунтов строительной площадки

Суглинок темно-коричневого цвета, талый до глубины 2,4 м, ниже твердомерзлый

Песок мелкий, серого цвета, твердомерзлый

Суглинок темно-коричневого цвета, твердомерзлый

Песок мелкий, серовато-коричневого цвета, твердомерзлый

Суглинок серовато-коричневого цвета, твердомерзлый

Песок мелкий, серовато-коричневого цвета, твердомерзлый

Таблица 5

Температуры по глубине массива грунтов

Для натурного наблюдения за температурным режимом грунтового основания были пробурены две скважины глубиной до Н = 10 м посередине (скважина 2) и за периметром (скважина 1) свайного поля, а также в крайних и средней скважинах заложены ПВХ-трубы Ø 35 мм с запаянным концом. Температурный режим грунтов основания в разные периоды года приведен в табл. 5.

Как видно из табл. 5, в начале января на строительной площадке без теплоизоляции поверхности наблюдается полное промерзание сезонно-оттаявшего грунта. Остальные работы по устройству фундамента и строительства дома производятся при установлении устойчивых положительных температур окружающего воздуха (май-июнь).

Задача предлагаемого нами технического решения заключается в обеспечении устойчивости буронабивных малозаглубленных свай с уширенной опорой в условиях вечномерзлых грунтов за счет уменьшения мощности слоя сезонного оттаивания грунтов основания под зданием. Ограничение глубины оттаивания мерзлых грунтов основания в процессе эксплуатации сооружения может быть достигнуто путем использования эффективной теплоизоляции из экструдированного пенополистирола под зданием [2]. При этом значительно уменьшается тепловое влияние малоразмерных зданий [1] и появляется возможность стабилизации верхней поверхности вечномерзлого грунта ниже глубины заложения подошвы фундаментов (рисунок).

Теоретическая кривая нулевой изотермы в период максимального оттаивания мерзлого грунта: 1 – граница сезонного оттаивания; 2 – утеплитель; 3 – фундаментная балка; 4 – свайный фундамент с нижним уширением

Предлагаемая технология устройства буронабивных малозаглубленных свай с нижним уширением для условий вечномерзлых грунтов [2] предназначена для индивидуальных застройщиков и состоит из двух этапов:

– подготовка скважин согласно проектно-сметной документации производится с помощью мотобура и ручного бура ТИСЭ-Ф с откидным плугом до глубины максимального сезонного оттаивания грунта, закладка арматуры в подготовленную скважину, заливка и уплотнение бетона, вывод верхнего края свай с использованием цилиндрической опалубки на уровень в 0,1–0,15 м от поверхности земли (сентябрь);

– вертикальная планировка свайного поля подсыпкой песчаного грунта, устройство опалубки и арматурного каркаса для фундаментных балок, укладка теплоизоляции из экструдированного пенополистирола, заполнение песком оставшегося пустого пространства между фундаментными балками, далее устройство чистого деревянного пола по балкам, или цементно-песчаной стяжки, или монолитного пола из железобетона (май-июнь).

При этом сроки выполнения СМР по устройству буронабивных малозаглубленных свай с нижним уширением приняты для природно-климатических условий Центральной Якутии на основании результатов собственных опытно-производственных работ и технико-экономического сравнения возможных вариантов с оценкой затрат и учетом надежности конструкции.

Постановка нестационарной задачи теплообмена малоразмерного здания с грунтовым основанием и алгоритм ее решения в данном случае аналогичны расчетам, приведенным в работе [1]. Однако математическая модель задачи требует существенной корректировки в процессе получения фактических результатов натурных наблюдений за температурным режимом грунтового основания здания в течение не менее трех лет его эксплуатации.

В последующем результаты математического моделирования и натурных наблюдений за температурным режимом грунтового основания опытного здания в процессе его эксплуатации позволят разработать инженерный метод расчета параметров теплового и механического взаимодействия сооружения и основания при проектировании и строительстве малоэтажных зданий в условиях вечномерзлых грунтов с использованием буронабивных малозаглубленных свай с нижним уширением [2].

Рецензенты:

Тимофеев А.М., д.т.н., зав. отделом тепломассообменных процессов, Институт физико-технических проблем Севера СО РАН, г. Якутск;

Корнилов Т.А., д.т.н., профессор, директор Инженерно-технического института, Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, г. Якутск.

Фундамент на песчаном грунте

При необходимости строительства на песчаниках все сложности возникают из-за обустройства надежного основания под проектируемое здание. Функциональное назначение фундамента – принятие массы сооружения и равномерное распределение нагрузки на землю. От прочности каркасного базиса зависит длительность и безопасность эксплуатации здания или сооружения. Поэтому основе дома отводится ведущая роль. Именно правильно спроектированный фундамент обусловливает надежность постройки в целом.

При строительстве на скале, глине и прочем выбор типа фундамента не представляет сложности, а вот возведение строений на рыхлой почве требует профессиональных навыков при выборе типа основы, конфигурации каркасных элементов и правильного расчета несущей способности опорных составляющих фундамента на песчаном грунте.

Песок, который характеризуется разной фракцией песчинок –один из распространенных видов рыхлой породы. Строители при получении результатов исследования структуры пород на территории, отведенной под застройку, иногда приходят в уныние при упоминании в документе о наличии песка. Однако песок песку – рознь. И на песчаниках можно обустроить надежную основу даже под многоэтажный дом, так как крупнозернистый песок считается вторым по устойчивости после скальной породы.

Крупнозернистый песок не представляет особой сложности для строителей, так как песчинки диаметром 1-2,5 мм и сами хорошо уплотняются. А при небольшой концентрации глины или краснозема песчинки крупного размера наоборот являются хорошим уплотнителем.По-иному обстоит дело в случае пылевидного песка, который относится к сложным грунтам под постройки. Пылевые пески требуют ответственного подхода к выбору основы.

Какой выбрать фундамент для песчаного грунта?

Проектируя строение на песке, необходимо учитывать близость подземных вод. Пылевидный песок не впитывает влагу, но и не препятствует проникновению воды в толщу песчаника, поэтому в таких местах часто образуются плывуны. К тому же при замерзании почвыпроисходит выталкивание фундаментных конструкций, и это нужно учитывать при разработке конструкции основы здания.

Какой же фундаментлучше обустраивать на песчаном грунте, чтобы здание имело прочный и надежный базис, обеспечивающий длительную беспроблемную эксплуатацию? Есть несколько вариантов.

  1. При крупнозернистом песке можно устраивать любое фундаментное решение, так как земля прекрасно выдержит даже каменный двухэтажный дом. Оптимальным выбором при возведении деревянного или кирпичного дома, а также сооружений, относящихся к малым архитектурным формам, будет свайный или столбчатый фундамент на песчаном грунте, который не требует много времени и вложений. Фундамент из завинченных несущих элементов прост в монтаже, особенно если им занимается бригада специалистов, использующая изделия требуемой конфигурации этого же завода. Столбики, как и ввинчиваемые стержни,устанавливаются по углам периметра и на пересечении несущих стен. При желании еще более укрепить основание дома можно еще обустроить дополнительные столбы вдоль длинных пролетов внешних стен. Для каменных или кирпичных опор:
      -роют ямы;
      -подсыпают для отвода воды гравием;
      -укладывают слой гидроизоляции;
      -выкладывают столбы с обвязкой каждого ряда или устанавливают асбоцементные трубы, заполняемые бетоном;
      -поверху также кладут гидроизоляцию.

    В случае с асбоцементными трубами: при заполнении бетоном нужно при 30%-ном заполнении опоры приподнять ее, обеспечив утолщение нижней части. Далее в трубу помещается заранее приготовленная арматура или сварная конструкция из арматурных прутков и заливается бетонным раствором. Обратите внимание на необходимость заливать ленточный фундамент равномерным слоем одновременно либо послойно, так как вертикальные соединительные швы значительно влияют на степень прочности фундаментной ленты.

  2. Плитный фундамент монолитного типа – основание, обустраиваемое с применением железобетонных плит. Такая основа под строением позволяет равномерно распределить нагрузку, создаваемую весом возводимой конструкции, на каждый квадратный сантиметр почвы по размеру плит. Однако на пылевидных песчаниках использовать плиты нельзя, так как устойчивости на такой почве достичь без применения стержневых опор практически невозможно. А необходимость котлована для укладки плит только усугубляет процесс создания фундамента на подвижных пылевидных песках.
  3. Мелкозаглубленный ленточный фундамент на песчаном грунте используется в случае пылеватого песка. Для исключения последствий неблагоприятных факторов почвы лучше выполнять обустройство арматурно-бетонной ленты в виде трапеции (широким основанием вниз). Применяйте также тепло и гидроизолирующие материалы, чтобы близость воды не влияла на характеристики полученного каркасного элемента. Глубина фундамента на песчаном грунте зависит от залегания более плотного пласта и параметров промерзания породы. Для снижения риска сильного пучения в морозы при устройстве фундамента на песчаном грунте необходимо позаботиться об эффективной теплоизоляции, а рулонная гидроизоляция предотвращает прилипание смерзшихся комков грунта, которые просто соскальзывают с изоляции. Помните, что ленточный фундамент на песчаном грунте для двухэтажного дома не предполагает наличие в этом доме подвала.
  4. При геодезическом заключении о плывунах в структуре почвы позаботьтесь не о простом ленточном основании,а об усиленном ввинчиваемыми подпорками. Свайно-ленточный фундамент предоставляет возможность возведения дома или другого здания из более тяжелых материалов. А малые архитектурные формы в виде гаражей, беседок, бань и прочего на этом основании и вовсе могут выполняться из бюджетных видов строительных материалов. Ввинчиваемые опоры – оптимальный выбор опорного стержня. Свая тип шуруп, преодолев нестабильные пласты пылевидного песка, входит в плотный пласт, обеспечивая устойчивость сооружению. Однако нужно достоверно знать, что ниже твердого пласта нет подвижных грунтов. Для этого и нужно геодезическое обследование структуры почв.

Преимущества строительства свайного фундамента на песчаном грунте

Еще один тип основания несущей конструкции – свайно-винтовой фундамент, который в случае малоустойчивых песчаников является предпочтительным. Почему стоит выбрать такую конструкцию? Объяснение простое. Винторезная свая безупречная подпорка, которая справляется с задачей переноса веса постройки на глубоко залегающие устойчивые почвы.

Строительство фундамента на песчаном грунте с применением винтовых стержней выполняется быстро и не требует выполнения большого объема земляных работ, что необходимо при сооружении оснований другого типа. Свая тип шуруп вкручивается в условиях свободного пространства и при плотной застройке. Монтаж фундамента может осуществляться вручную, а при сложной конфигурации, значительном весе и габаритах свай к работам привлекается такая спецтехника как гидробур или сваебур.

Винтовая свая завода «Егоза» сможет удовлетворить любые требования к длине и конфигурации опорного элемента. Даже в случае пылеватых песков свая с двойными лопастями спровоцирует некоторое уплотнение пылевидной земли, а закрепление с помощью саморезной части в плотных глубокозалегающих породах позволит создать устойчивую основу для дома или другого строения на прямых и холмистых участках.

Если необходимо создать устойчивый фундамент на участке, вплотную прилегающем к горе, сложность будет состоять в неравномерной высоте опор и неоднородности пород. Применение свай-саморезов разной конфигурации с одинаковой несущей способностью решает обе проблемы разом. Также использование ввинчиваемых стержней станет эффективным способом создать надежный фундамент в прибрежных районах рек и морей, где песчаники встречаются чаще, чем скальные или глиняные.

Особенности устройства свайного фундамента

Когда монтаж свайного фундамента выполняют профессиональные работники компании «Егоза», беспокоиться о правильности сооружения каркасной конструкции не стоит. А вот при самостоятельном формировании основания под здание с применением винтовых свай нужно придерживаться определенной последовательности действий.

  1. После этапа проектирования с предусмотренным фундаментом на саморезных подпорках необходимо очистить участок, отведенный под застройку, от растительности и снять плодородную землю.
  2. В соответствии с проектом производится разметка участка, для чего используются деревянные колышки и бечевка (капроновый шнур). В результате должно получиться некое подобие плана будущего строения.
  3. Если используются бетонные подпорки, то бурятся ямы под них до достижения твердой земли, а в случае с винтовой опорой все значительно проще – ее просто ввинчивают до спланированной отметки на стволе изделия.

Свайно-винтовой фундамент – успешное решение при наличии плывуна. Даже если нет возможности возвести строение в другом месте, а на участке сплошной плывун, свая-винторез, достигнувшая прочного пласта, обеспечит надежность и устойчивость конструкции.

При работе с винтообразными подпорками на песках необходимо соблюдать следующие правила:

  • лидирующее бурение нужно выполнять с диаметром бура не менее 200 мм. Это значительно больше, чем на более плотных породах, однако такой диаметр позволяет компенсировать осыпание песка;
  • заливать воду в шахту для упрощения и ускорения процесса бурения на песках нельзя, так как вода способствует размыванию и осыпанию песка.

Сваи тип шуруп позволяют даже в некотором смысле сэкономить на фундаментных работах, если речь идет о крупнозернистом песке. В чем проявляется экономический эффект?

  1. Глубина промерзания песка не так велика вследствие рыхлости, поэтому свая быстро достигает предусмотренного заглубления.
  2. Полная длина сваи не превышает двух метров. Снижение требований по минимальной длине подпорки позволяет сэкономить на цене стержневых элементов с наконечником с лопастями.
  3. Объем земляных работ не так велик, как в случае с обустройством других видов фундамента. Это дает ощутимую экономию на этапе подготовительных работ.

Выбирая фундамент с «саморезными» несущими элементами, советуйтесь с профессионалами завода «Егоза» – они смогут порекомендовать оптимальную конфигурацию опорного стержня с учетом особенностей песчаников на вашей территории.

Устройство фундамента из свай

Как устроен свайный фундамент

Свайный фундамент – это опорная конструкция под здание, состоящая из отдельно стоящих свай или свайного поля. Обычно их изготавливают из железобетона, но возможно использование не армированного бетона или бутобетона, что несколько уменьшает стоимость конструкции. Для повышения прочности и экономии бетона производят армирование свайного фундамента. В качестве арматуры обычно используется прутья из гладкой или профилированной стали. Фундаментные сваи обязательно устанавливают под углами здания, на пересечении внутренних несущих стен между собой и с наружными стенами. Если между обязательными сваями расстояние от 2 до 2,5 м и более, то между ними устраивают и промежуточные.

Виды свай и свайных фундаментов

Классификация ведется по видам, смотри раздел 6 СП 50-102-2003. В нем расписаны устройство свайного фундамента, его проектирование, а также виды свайных фундаментов.

По способу погружения они бывают:

    Забивные или вдавливаемые. Готовые погружают прямо в грунт или в лидерные (предварительно подготовленные) скважины.

По материалу – бетонные, железобетонные, стальные, деревянные.

с ненапрягаемой арматурой, установленной продольно и поперечными дистанцирующими отрезками арматуры;

с предварительно напрягаемой продольной прутковой или канатной арматурой с поперечной арматурой или без нее.

По конфигурации сечения:

поперечного – прямоугольные, квадратные, круглые, двутавровые и тавровые, круглые или квадратные с круглой полостью.

продольного – цилиндрические, призматические и с боковыми наклонными гранями – трапецеидальными, ромбовидными, пирамидальными;

по конструкции – цельные и составные;

по виду нижнего конца – с плоским концом, с заостренным, с объемным уширенным – булавовидным, полые с открытым или закрытым окончанием и с камуфлетными пятами – со взрывными полостями.

на растворе устанавливают готовые элементы;

устанавливают армирующий каркас и заливают бетон.

Типы свайных фундаментов:

  1. Из одиночных свай. Применяют для отдельных опор-колонн. Могут использоваться для оград или объектов небольшого размера.

Фундамент – свайный куст. Несколько опор, на которых стоит конструкция. Разновидности свайного куста:

кустовой – три сваи – треугольником, четыре – квадратом, пять – квадрат с центральной опорой, расстояние между ними от 2,5 до 3,5 диаметров свай;

ленточный – забивка в одну или две линии, расстояние между опорами более трех поперечных размеров (или диаметров);

сплошное поле – сваи забиты рядами и образуют сплошное поле с расстояниями от 3 до 6 диаметров.

Различия столбчатого и свайного основания здания

Общность в том, что основание не сплошное, а дискретное, с отдельными «точками» опоры.

Различия свайного и столбчатого фундаментов:

  1. В глубине заложения: сваи погружают на глубину более 5 м, столбы – немного ниже глубины промерзания грунта, т. е. на территории России это от 1 до 2,5 м.
  2. Столб передает нагрузку от здания на грунт своей подошвой, свая – и подошвой и боковыми поверхностями.

  • Разной площадью сечения – свая длинная и тонкая, столб – широкий и короткий.
  • Сваи могут использоваться на грунтах с невысокими несущими свойствами, например, на водонасыщенных, неоднородных, столбы – на плотных, однородных, с большой глубиной подземных вод и т. п.

    Устройство свайного фундамента из забивных свай, основные различия и применение

    Свайный забивной фундамент может быть изготовлен на любых конструкциях, описанных в подразделе 2. п. 1 этой статьи.

    Названия они будут носить по названию использованной забивной сваи.

    Забивные погружают в грунт на заданную расчетом глубину одним из способов:

    • забивкой паровым, механическим или дизельным молотом;
    • вибропогружением с помощью одного из нескольких разновидностей вибропогружателей;
    • статическим вдавливанием, используя большую массу вдавливающей установки;
    • комбинацией или попеременным использованием нескольких способов.

    На оголовках устраивают ленточный или балочный решетчатый ростверк или ростверк в виде сплошной плиты.

    Устройство ростверка свайного фундамента

    Ростверк – решетка из монолитного железобетона, соединяющая оголовки. Устраивается для размещения несущих наружных и внутренних стен.

    • низкий или заглубленный – верхняя плоскость или срез находится на уровне или ниже уровня грунта, в этом случае он схож с мелкозаглубленным фундаментом, но от него отличается опорой не на грунт, а на сваи;
    • повышенный или поверхностный – нижняя плоскость находится на грунте, но не опирается на него, на пучинистых грунтах требуется песчаная подушка;
    • высокий или приподнятый – при пучениях грунт его не достает, требует устройства забирки – легкой стенки от грунта до ростверка.

    Конструкция ростверка может быть:

    • сборной – готовые балки устанавливаются концами на забитые сваи, стыки соединяют цементно-песчаным раствором;
    • сборно-монолитной – готовые балки делают с выпусками арматуры, стыки арматуры сваривают и в опалубке заливают бетоном;
    • монолитной – арматурные каркасы балок ростверка устанавливают в опалубку, соединяют по определенным правилам и заливают бетоном.

    О правилах устройства ростверков и армирования стыков стен и углов смотри тут (статьи «Армирование ленточного фундамента» и «Армирование столбчатого фундамента»).

    Технология устройства свайных фундаментов

    Технология сооружения таких фундаментов в общем виде содержит следующие этапы:

    Она заключается в срезке плодородного грунта и выравнивании территории для движения сваепогружающей техники.

    Готовят площадку для складирования готовых свай или для их изготовления.

    Все действующие коммуникации под площадкой отмечаются ограждениями или переносятся за территорию свайного поля. Отводятся подземные воды и ливневые стоки.

    Разметка мест погружения свай или свайного поля.

    Разметка ведется с использованием разметки главных осей сооружения, вынесенных за пределы фундамента на обноски. В нужные точки погружения забивают колышки в соответствии с проектом фундамента или свайного поля.

    Делается горизонтальная и вертикальная разметка.

    Процесс погружения свай.

    Лебедкой свая подтягивается в зону сваебойного механизма, стрелой подъемника поднимается и устанавливается в точку погружения. Проверяется вертикальность или нужный угол захода в грунт и производится погружение выбранным способом.

    Срезание оголовков свай, достигших заданного отказа, но не погруженных на заданную глубину. Отказ задается как величина погружения за минуту или за несколько десятков ударов.

    Если нужно срезать несколько оголовков, то это делают отбойным молотком, если с десятков – используют сваерезки. После разрушения бетона арматура срезается на определенной высоте с учетом запаса для связи с ростверком.

    Строительство решетчатого ростверка или монолитной плиты.

    Изготавливается и монтируется опалубка под монолитный ростверк. Устанавливаются и увязываются каркасы балок на углах и стыках с внутренними несущими стенами. Контролируются зазоры для защитного слоя между опалубкой и стержнями каркаса, в т. ч. и снизу.

    Бетонный раствор нужно заливать сразу весь или частями. Но при заливке частями перерывы не должны быть более 2 – 3 часов. Вибрирование бетона обязательно. Укрывать необходимо зимой, а также жарким летом.

    Подробное ТТК на устройство свайного фундамента разрабатывается на конкретный объект строительства. Обычно это делается на больших стройках.

  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector