Пучинистость – характеристика грунта, которую обязательно нужно учитывать еще до начала строительства здания. Компенсировать ее можно исключительно подбором правильного фундамента, в противном случае, в конструкции очень быстро образуются трещины, проемы окон и дверей перекосит, стены сдвинутся. Какие именно фундаменты оптимально подходят для пучинистых грунтов? В чем их особенности?
Пучинистость: что это?
Данное понятие скрывает изменение изначального объема почвы, происходящее из-за замерзания влаги. Из школьного курса физики известно, что вода, превращаясь в лед, увеличивается в объеме примерно на 10 процентов, оказывает давление на грунт, из-за чего он выходит наружу, смещает здания, сооружения, расположенные на поверхности.
ГОСТ говорит, что с точки зрения пучинистости грунты можно разделить на несколько классов:
- Непучинистые. Почвы, сформированные крупными обломками скальных пород, гравием или песком.
- С минимальной пучинистостью. Участки, расположенные на возвышенностях, холмах, увлажнение которых происходит за счет снега или дождя.
- Со средней пучинистостью. Места, расположенные на небольших возвышенностях с протяженными склонами, почва увлажняется не только осадками, но и расположенных в верхних слоях водоносными горизонтами.
- С сильной пучинистостью. Заболоченные участки, чрезмерная увлажненность которых связана с поступлением больших объемов грунтовых вод.
- С чрезмерной пучинистостью. Вести строительство на таких грунтах крайне трудно, они насыщены водой, плотность слоев почвы минимальна, что еще сильнее усугубляет ситуацию.
Объекты, расположенные на территориях с высокой пучинистостью, равно как и их отдельные конструктивные элементы, подвергаются значительным нагрузкам. Если жесткость фундамента оказывается недостаточной, то на нем быстро появятся выраженные трещины, угрожающие полным разрушением. По направленности можно представить три вида сил пучения:
- Вертикальные. Происходит расширение почвы, расположенной под фундаментом.
- Касательные. Нагрузка направлена сбоку, грунт приподнимается, формируется выраженное трение.
- Сдавливающие. Нагрузка окружает основание, грунт давит на все его плоскости и элементы.
На протяжении года нагрузка меняется, достигает максимальных значений в том случае, если осенью шли затяжные ливни. Все факторы риска обязательно необходимо учитывать при подборе и проектировании фундамента, чтобы у него был соответствующий запас прочности.
Фундаменты: общие технические решения
При обустройстве основания на участке с выраженной пучинистостью можно использовать один из трех подходов, позволяющих добиться желаемого результата:
- Достаточное заглубление, расположение фундамента ниже точки промерзания грунта.
- Повышение общей жесткости. В этой ситуации заглубление небольшое, однако, используются вспомогательные элементы, благодаря которым увеличивается жесткостью основания, оно лучше выдерживает внешние воздействия, распределенные неравномерно.
- Дополнительная теплоизоляция. Благодаря правильно выполненной теплоизоляции, удается уменьшить выраженность промерзания почвы вплоть до полного устранения и, соответственно, справиться с силами морозного пучения.
Ленточный фундамент
Для начала стоит рассмотреть ленточный фундамент, подошва которого находится на глубине, соответствующей точке промерзания. Это далеко не самое надежное решение, использование которого допустимо исключительно с невысокими коттеджами небольшого веса. Основная особенность подобных оснований – крупные боковые плоскости, воспринимающие силы пучения, выталкивающие конструкцию наверх.
По возможности ленточным фундаментам с указанным заглублением лучше найти альтернативу. Специалисты советуют использовать их только для небольших коттеджей, в которых предусмотрен подвал, цоколь или погреб.
Мелкозаглубленное основание увеличенной жесткости
Это вполне надежный и эффективный вариант, конструкция которого способна компенсировать неравномерность деформаций основания. Базовый принцип обустройства сводится к тому, что ленты, расположенные под несущими и внутренними стенами коттеджа, связываются в цельную систему за счет дополнительных перемычек. Сборка направлена на формирование максимально жесткой рамы, благодаря которой все нагрузки, вызванные пучением грунта, будут распределяться равномерно, без формирования точек концентрации напряжения.
Чтобы такое основание на 100% выполнило свои задачи, нужно ответственно отнестись к проектированию, доверить его специалистам высокой квалификации. Конструкция допускает определенные деформации фундаментных элементов, главное, чтобы они находились в пределах нормы, не выходили за предельные отклонения, чреватые поломкой и разрушением.
Практика показывает, что фундаменты малого заглубления с увеличенной жесткостью лучше всего подходят для деревянных коттеджей, построенных на основе оцилиндрованного бревна или бруса, каркасных зданий, ограждающие конструкции которых лучше прочих адаптированы к внешним воздействиям.
ТФМЗ
За этой аббревиатурой скрывается основание с малой глубиной заложения, дополнительно утепленное. Разработаны подобные фундаменты специально для того, чтобы нивелировать изменения выраженности морозного пучения почвы и жесткости конструктивных элементов объекта с течением времени.
Современные строительные методики допускают дополнительную теплоизоляцию любых конструктивных элементов основания, причем утеплять нужно не только непосредственно фундамент, но и контактирующую с ним почву.
Дополнительные теплоизоляционные слои исключают промерзание почвы в прямой близости от основания, благодаря чему выраженность сил морозного пучения снижается, вплоть до полного устранения.
Практика показывает, что такое решение, при профессиональном отношении к расчетам и проектированию, оказывается не слишком дорогим, при этом подходящим для всех регионов, вне зависимости от климатических особенностей, вплоть до наиболее холодных.
Плитный фундамент
Монолитная плита на основе прочного железобетона – наиболее дорогой вид фундамента. Дороговизна, впрочем, компенсируется надежностью, площадь опоры становится просто огромной, благодаря чему выраженность давления на грунт снижается.
Из-за высоких расходов, связанных с обустройством, использовать плитный фундамент рационально на стройплощадках, где несущая способность почвы минимальна. Для дополнительной защиты основания рекомендуется использовать гидроизоляционные, теплоизоляционные материалы.
Снижение пучинистости: доступные технологии
Чтобы коттедж долго простоял даже на участке с невысокой несущей способностью грунта, его выраженной увлажненностью, можно использовать некоторые технологии, позволяющие улучшить ситуацию:
- Замещение грунта. Затратный метод, предполагающий полную выемку почвы, склонной к вспучиванию, ее замена на инертную щебенку и песок. Вода в таких материалах не задерживается, морозное пучение исключено.
- Обустройство дренажной системы. Ее задача – снижение влажности, отвод воды от фундамента. Наиболее простая и востребованная методика – размещение комплекса труб по периметру основания с небольшим уклоном, благодаря чему влага самотеком поступает в дренажный колодец.
- Обустройство отмостки. Отмостка представляет собой конструкцию из нескольких слоев, окружающую фундамент, благодаря чему на фундамент не воздействуют силы морозного пучения. Чтобы эффективность отмостки была максимальной, формировать ее нужно не только из бетона, но и из гидроизоляционных материалов, утеплителей, например, плит на основе пенополистирола.
Итак, грунты с выраженной склонностью к пучению допускают проведение строительных работ, возведение на них коттеджей. Главное – ответственно подойти к выполнению задачи, устанавливать фундаменты, глубина заложения которых ниже, чем точка промерзания почвы. Для этого отлично подойдут, например, сваи. Альтернативный вариант – фундаменты малого заложения, однако, в таком случае им требуется придать дополнительную жесткость, связать в единую систему, за счет чего достигается равномерность распределения нагрузок.
