Хрящеватые грунты содержат каменные и гравийные прожилки. Такие грунты практически не подвержены усадке и не размываются. Однако фундамент необходимо заглублять не менее чем на полметра.
Крупноблочные грунты состоят из осколков скальных пород: гравия, гальки, щебня. Они подходят для строительства при условии устройства надежной гидроизоляции и дренажной системы, поскольку влага способна размыть плотный слой грунта.
Глинистые грунты содержат мелкие частицы-чешуйки размером до 0,005 мм. Такие грунты — плотные и надежные в сухом состоянии — сильно разжижаются при насыщении влагой. Дело в том, что в глине довольно много капиллярных каналов, которые способствуют проникновению воды по всему объему грунта. С одной стороны, это неплохо: глина обладает вязкостью, необходимой для строительства. С другой — при отрицательных температурах глинистый грунт сильно вспучивается.
Поскольку глинистые грунты подвержены морозному пучению, чаще всего фундаменты на них закладывают на всю глубину промерзания, что отнюдь не удешевляет строительство.
Еще одной особенностью глинистых грунтов является высокая степень сжатия (по сравнению с песком), но скорость их осадки под нагрузкой довольно низка.
Хорошим основанием для постройки является сухая слежавшаяся глина. А вот ленточные глины (то есть глинистый грунт, в котором присутствуют песчаные прослойки) не очень подходят для строительства: они легко разжижаются и их несущая способность невелика.
Лесс является разновидностью глинистых грунтов и состоит из тонкозернистой однородной пористой породы. Особенностью лесса является наличие пор — вода свободно проникает в грунт на значительную глубину. Скорость его размокания и размывания высока, а осадка на нем неравномерная и быстрая. При строительстве на лессовом грунте необходима не только гидроизоляция, но и надежная дренажная система, чтобы уберечь грунт от промокания. Таким образом, возведение фундамента на лессе значительно удорожается.
Суглинки и супеси представляют собой смесь песка, пылеватых частиц и глины. Они вполне пригодны для строительства и по своим характеристикам занимают промежуточное положение между песчаным и глинистым грунтом.
Грунты с органическими примесями (торф, болотный торф, ил, растительный рыхлый грунт) характеризуются неравномерностью сжатия и в естественной форме совершенно непригодны для строительства. Они обычно перенасыщены влагой (например, торф впитывает от 6 до 8 объемов воды на 1 объем грунта). Кроме того, уровень залегания грунтовых вод, как правило, очень высок.
Плывун является разновидностью мелкозернистого песчано-глинистого грунта. При разжижении он становится очень подвижным. Строить дом на таком основании — все равно что строить его на воде.
Насыпные грунты обычно формируются искусственно, например, при засыпке оврага. Они не подходят для строительства, так как характеризуется неравномерным сжатием. Исключение составляют рефулированные насыпные грунты, то есть грунты, образованные при помощи рефулкрома (землесоса).
В некоторых случаях непригодный для строительства грунт можно улучшить и укрепить. Так, грунт с органическими примесями исправляют, устраивая под фундаментом «подушку» толщиной 15–20 см из мокрого утрамбованного крупного песка.
Обычно грунт уплотняют при помощи специальных пневматических трамбовочных машин или трамбовочных стальных и чугунных плит весом 2–4 т. При уплотнении на большой площади используются катки весом 10–15 т. Пылеватые и песчаные грунты трамбуют при помощи поверхностных вибраторов, а вот на глинистых грунтах этот способ практически не дает положительного эффекта.
Иногда в слабый грунт добавляют гравий или щебень.
Для глубинного уплотнения песчаного грунта (крупный и средний песок) можно использовать цементацию. В этом случае в грунт забивают полые сваи, в которые вливают жидкий цементный раствор или цементное молоко. По окончании цементации сваи вынимают.
Чтобы уплотнить лессовый грунт, пылеватый песок или плывун, прибегают к силикатизации. Данный метод аналогичен цементации, только вместо цементного раствора в грунт закачивают жидкое стекло, смешанное с раствором фосфорной кислоты (для лессовых грунтов фосфорная кислота не добавляется).
Процесс уплотнения грунта недешев, ведь приходится оплачивать не только стоимость материалов, но и аренду техники и оборудования. Однако еще дороже обходится замена грунта. Если уплотнение не представляется возможным, приходится снимать слой слабого грунта, а вместо него устраивать «подушку» из более прочного. Чаще всего используется средний или крупный песок, который уплотняется увлажнением и вибрацией. Толщина «подушки» рассчитывается таким образом, чтобы давление, переходящее на слабый грунт, соответствовало его несущей способности.
Конструкция фундамента
Как уже говорилось, выбор конструкции фундамента — вопрос чрезвычайно важный, в первую очередь зависящий от характеристик грунта на участке.
ПРИМЕЧАНИЕ
Фундамент любой конструкции можно устроить так, чтобы его нижняя часть располагалась ниже глубины промерзания грунта. Этот вариант стоит несколько дороже, чем незаглубленный фундамент, зато свойства грунтов на такой глубине известны, их изменения предсказуемы, и фундамент получается гораздо более надежным и долговечным. Однако во многих случаях стремление возвести заглубленный фундамент требует лишних расходов, которых вполне можно избежать.
В зависимости от технологии строительства фундаменты разделяются на монолитные и сборные.
По конструкции фундаменты могут быть:
♠ столбчатыми;
♠ свайными;
♠ ленточными;
♠ сплошными (монолитными).
Столбчатый фундамент
Столбчатый фундамент предполагает возведение столбов под каждой колонной в углах здания и местах пересечения стен, а также в местах со значительной нагрузкой (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Столбчатый фундамент
Это самый простой в изготовлении тип фундамента. Он применяется для строительства домов с легкими деревянными, рублеными и каркасно-щитовыми стенами.
Для сооружения такого фундамента в грунте бурят прямоугольные или круглые скважины, которые заполняют бутобетоном или укрепляют несколькими прутьями арматуры, а затем заливают бетоном до уровня грунта.
ВНИМАНИЕ
Глубина скважины должна располагаться ниже уровня промерзания грунта.
Выше уровня грунта сооружается столб из кирпича. Можно также применять различную опалубку (съемную, несъемную, разъемную) и отливать столб из бетона при заполнении скважины. Расстояние между столбами должно быть 1,5–2 м (для совсем легкого здания, например для одноэтажного щитового дачного домика, это расстояние можно увеличить до 3 м) по всему периметру здания.
При этом обязательна установка столбов в местах пересечения несущих стен (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Варианты расстановки столбов
В последнее время при индивидуальном строительстве стало популярным применять ТИСЭ (Технология индивидуального строительства и экология). Однако различие между традиционным способом сооружения и столбчатого фундамента и ТИСЭ заключается лишь в том, что во втором случае скважина для формирования столба расширяется книзу, подобно груше. Считается, что такое расширение увеличивает прочность столба. Тем не менее скептики утверждают, что и обычной прямоугольной или цилиндрической сваи вполне достаточно.
При сооружении свай (столбов) фундамента следует внимательно относиться и к армированию, и к качеству кладочного раствора. При неудачной подводке столбчатого фундамента под строение дом может упасть. Причины этого просты: столбы недостаточно заглублены в землю, армирование столбов отсутствует (многим кажется, что вполне достаточно бетона), кладочный раствор крошится при перепадах температуры и в конце концов кирпич (верх сваи) отрывается от бетонного основания. Такие ошибки допускаются в основном при строительстве небольших дачных домиков и сараев: строение кажется легким, а грунт — надежным.
Обычно столбы фундамента ничем не связаны (если не считать лаг, которые на них лежат), и морозное пучение, а также подвижки грунта приводят к тому, что сваи начинают «гулять». В результате все строение накреняется, а иногда и падает. Во избежание подобных проблем рекомендуется применять перевязку — рындбалку. Она располагается или на поверхности грунта, или с небольшим заглублением (в этом случае под ней необходимо устроить песчаную «подушку»), при этом производится единое армирование (перевязка арматуры) в балке и свае. Рындбалка существенно повышает надежность столбчатого фундамента — на нем можно возводить даже кирпичные дома при условии, что стены достаточно тонкие. Однако построить фундамент с рындбалкой гораздо сложнее, чем обычный столбчатый, а стоимость его намного выше.
