Як визначити який потрібен фундамент
Інженерно-геологічна характеристика
Перед будівництвом будь-якого обєкта постає питання, як визначити, який потрібен фундамент? Правильне рішення залежить від багатьох факторів. Найголовнішим з них є інженерно-геологічна характеристика земельної ділянки, яка складається з комплексу інженерно-геологічних вишукувань: рельєф, стан, склад і властивості ґрунтів, геологічна будова, сейсмотектонічних, геоморфологічні та гідрогеологічні умови, геологічні та інженерно-геологічних процесів і прогноз їх зміни при будівництві.
Таблиця інженерно-геологічних вишукувань при виборі місця для будівництва.
Для проведення вище перерахованих досліджень можна звернутися в ряд профільних організацій або робити все самим - все залежить від типу і складності майбутньої будови. Добре, якщо поблизу є котловани і побудовані будинки, тому як їх стан щодо обраного типу може дати уявлення про грунт. Якщо ділянка знаходиться в чистому полі, то досліджуємо грунт самостійно.
Найпростіший спосіб - викопати пробні колодязі або вирити шурфи глибиною близько 2-3 м в декількох точках ділянки, де є зниження рельєфу або виростають водолюбні рослини. Через кожні півметра в міру заглиблення потрібно брати проби грунту, які маркують і укладають в закриті ємності, щоб зразки не пересихали і не вбирали вологу. За зразками можна визначити вологість грунту і провести нескладний тест на тип грунту: беруть зразок, змочують водою і скачують в шнур, який загинають в кільце. Товщина шнура - 10-15 мм, довжина - 10-15 см. Кільце з глини залишиться цілим, з суглинку розламався на 2-3 частини, з супеси - розсиплеться на дрібні фрагменти. За пробам можна скласти малюнок вертикального розрізу земельної ділянки.
Основні типи ґрунтів
Таблиця типів грунтів.
Грунти підстави бувають однорідними (складаються з одного грунту) і неоднорідними (складаються з декількох типів грунтів). Грунти підстави природного залягання називаються природними, а ті, які перед будівництвом попередньо ущільнювалися, - штучними.
Дуже важливим моментом при виборі є ступінь пучения певного виду грунту. Цей процес залежить від фізичної особливості води, яка міститься в грунті, при замерзанні розширяться, тим самим провокуючи його спучування. Взимку стіни навколо будинку, як правило, завжди засипані снігом, який сам по собі відмінний природний утеплювач. Оскільки під будинком снігу немає, то грунт там промерзає набагато глибше і швидше, ніж зовні. Грунт, промерзаючи швидше з одного боку, буде зрушувати фундамент в сторону, де він промерзає повільніше.
Якщо при будівництві не враховувати глибину промерзання грунту, характерну для кожної місцевості, то фундамент і сама будівля швидко прийде в непридатність. Глибина промерзання для різних типів грунту позначена в спеціальній геологічній карті і залежить від кліматичної зони і глибини залягання грунтових вод.
Таблиця промерзання грунтів.
Камяні (скельні) грунти складаються з твердих мінеральних порід (граніт, кварц, базальт) і є найкращим видом підстави, якщо вони нерозчинні і не мають тріщин і розломів. Даний тип ґрунту практично не схильний до деформації під впливом вологи. При розчинних породах скельних грунтів (гіпсових, ангідритових, соляних) до вибору місця під будівництво потрібно підходити дуже обережно, так як існує ризик утворення пустот і провалів.
Хрящуваті (великоуламкові) грунти складаються з великого піску, глини і пласта з уламків твердих порід (валуни, гравій, камінь). Вони практично не стискаються, що не розмиваються і відносяться до слабопромерзаемим грунтам. Фундамент на хрящуватих грунтах потрібно робити на глибині не менше 50 см, незалежно від промерзання грунту.
Піщані грунти після зняття шару родючого грунту складаються з суцільного піску. Вони не пучинятся і слабо промерзають. Перевага даного типу підстави - швидка усадка. Несуча спроможність піщаної основи залежить від вмісту в ньому вологи і ступеня його ущільнення: чим більше фракція піщинок, тим більше ущільнення і вище несуча здатність.
Схема глинистого грунту.
Глинистий грунт складається з глини і має високу пористість. Він дуже добре поглинає вологу і завжди утримує в собі її певну кількість, тому глинистий грунт вважається пучинистих. Все гліносодержащіе грунти мають таку властивість, тому їх глибина промерзання досить велика. Несуча здатність глинистого грунту нестабільна, оскільки він дуже пластичний. Фундамент необхідно закладати нижче глибини промерзання грунту і дати йому тривалий час на осадку (кілька сезонів).
Складними і непередбачуваними для будівництва є ділянки з ярами або розміщені на схилах пагорбів і на пологих берегах водойм. Вони рухливі, особливо, коли серед нижніх шарів грунту присутній глина. Вона розбухає від вологи, збільшується в обємі і зсувається по схилу пагорба або яру вниз разом з верхнім шаром грунту і рослинністю. При висиханні глини все відбувається навпаки. Зведення будівель на схилово ділянці потрібно вести після його ретельного обстеження.
Супіски і суглинки являють собою суміш грунтів з піску і глини.
Супіски і суглинки - це суміш піщаних і глинистих ґрунтів. Вони мають характерні їм властивості в залежності від процентного співвідношення піску або глини, глибина промерзання коливається від 0,8 м до 1,5 м.
Торфяно-болотисті грунти - це рухома система, сформована в результаті надлишку вологи. Вона складається з величезної кількості різних компонентів (рідина, гази, тверді речовини), співвідношення яких постійно змінюється. В торфовищах високий рівень залягання ґрунтових вод, вони сильно спучуються. Будівництво на таких грунтах - дорога складна інженерна завдання.
Пливун - різновид супеси, яка при великій вологості дуже сильно розріджується і стає високоподвіжной. Пливуни малопридатні як підстава під фундамент, оскільки вимагають значних витрат при підготовці для його зведення (заміна шару грунту, армування, трамбування).
конструкції
Фундаменти бувають стрічкові, стовпчасті, монолітні у вигляді залізобетонної плити і палі.
Стрічковий фундамент - детальна схема.
Стрічковий має велику несучу здатність, його зводять для будівель з каменю, цегли і бетону. Такий фундамент можна робити при будівництві підвалу і цокольного поверху. Його доцільність повинна позначатися геологічними особливостями земельної ділянки. Ширина безпосередньо залежить від товщини стін. Найчастіше він буває монолітним з бутобетона, залізобетону, і збірним (з блоків і плит).
Бутобетон - це суміш з піску, цементу і великих каменів. Він використовується для спорудження будівель, розташованих на скелястих або піщаних підставах.
Щоб уникнути виникнення тріщин або розриву, не рекомендується робити стрічковий фундамент з бутобетона на глинистому ділянці.
Залізобетон - це суміш щебеню, цементу і піску, яка армується спеціальної сіткою або арматурою. Цей матеріал доступний, міцний, найбільш підходить для піщаного ґрунту.
Стрічковий з блоків і плит дуже міцний і універсальний, підходить для багатьох типів грунту і різних видів будівель.
Схема стовпчастого фундаменту.
Стовпчастий можна робити для легких деревяних і каркасних обєктів на щільному грунті з низьким рівнем грунтових вод. Розташовують стовпчики під кутами будівлі і на перетинах внутрішніх і зовнішніх стін. Зверху на фундамент укладають рандбалки, на них зводять стіни.
При високому рівні ґрунтових вод і рухливих грунтах потрібно робити монолітну плиту, попередньо утрамбувавши піщану основу. Вона може бути суцільною і гратчастої з обовязковою гідроізоляцією. Монолітну плиту ще називають плаваючим фундаментом.
Якщо на ділянці присутні поклади торфу або його підтоплює в весняний період, то потрібно робити фундамент на палях, по верху яких влаштовують монолітний залізобетонний пояс. Для пальового фундаменту не потрібно робити гідроізоляцію, і він не схильний до пученію в зимовий період.
види заглиблення
Конструкція мелкозаглубленного фундаменту.
Фундамент буває незаглиблений, мелкозаглубленний і заглиблений. На рухливих грунтах можна робити незаглиблений фундамент при зведенні легких нежорстких будинків (лазні, господарські будівлі), каркас яких може трохи деформуватися без втрати зовнішнього вигляду. Також його можна використовувати при будівництві камяних (рублених, брусових) будинків на скельних і великоуламкових грунтах незаглибленного можна робити столбчатим, у вигляді «плаваючою» плити або решітки.
Мелкозаглубленние широко застосовуються при індивідуальному будівництві. Їх можна робити на рухливих грунтах, застосовуючи при цьому армування периметра стін для більшої жорсткості конструкції. Мелкозаглубленний фундамент буває стрічковим і столбчатим, в залежності від проекту
Заглибленим (класичним) вважається фундамент, який зводиться нижче глибини промерзання грунту. Він не підвладний ніяким деформацій. Заглиблення можна робити стрічкові, стовпчасті й столбчато-стрічкові. Будинки з підвалом відносяться до категорії заглиблених фундаментів.
Особливості зведення сейсмостійких конструкцій
Схема сейсмостійких фундаментів.
Землетрус обумовлено зміщенням блоків земної кори при тектонічних процесах і характеризується короткими поштовхами (від частки секунди до декількох секунд). Воно руйнує все не особливо міцні і гнучкі будівлі і споруди. Оскільки верхній шар грунту здригається набагато сильніше нижніх шарів, бажано робити велике поглиблення. Головне - правильно вибрати несе пласт грунтів. Якщо грунт дуже слабкий, можна спорудити суцільний залізобетонний фундамент на пальовій основі. Пальові підстави повязують будівельний обєкт з більш щільними глибоко лежать шарами. При будівництві важких каркасних будинків необхідно робити міцну підґрунтя, використовуючи один із способів: палі, стовпи, опускні колодязі або кесони, при цьому окремі опори надійно повязують між собою. Такі фундаменти дуже міцні і в разі зсувів, селів, при паводках і затоках.
При дуже глибокому заляганні твердого грунту використовують суцільний залізобетонний фундамент. Його підошва опускається таким чином, що навантаження від будівлі дорівнює тиску прилеглих частин грунту. Такий метод дозволяє уникнути переміщення і видавлювання грунту з-під будівельного обєкта під час землетрусу. Для більшої сейсмостійкості стіни даної конструкції потрібно посилювати металевими анкерами. Якщо рівна будівельний майданчик з однієї зі сторін має лінію бровки схилу, фундаментну плиту потрібно встановлювати на палях по її кутах. У разі, коли довжина перевищує ширину прямокутної плити, з урахуванням навантажень на неї, по її краях встановлюють ще 2-3 опорні палі.
Під час будівництва обєкта, для якого необхідно визначити тип, на ділянці треба вивчити глибину промерзання грунту, тип ґрунту і рівень грунтових вод в осінньо-весняний період, а також робити розрахунки сумарного ваги будівлі.
