виды грунтов

глубина промерзания грунта

уровень грунтовых вод

силы, действующие на фундаменты

виды фундаментов

если Вы делаете фундамент

   Фундамент - основание здания и чем оно прочнее, тем долговечнее строение. Стоимость фундамента составляет около 15-20% от стоимости дома. Исправление неправильно выполненного фундамента трудно выполнимо и затраты на эти работы могут достичь уже 50% от стоимости дома, если самому дому не нанесен значительный ущерб. Поэтому к выбору фундамента нужно подойти очень ответственно.
   Перекошенное крыльцо, веранда, плохо открывающиеся двери и окна в деревянных домах, а также трещины в стенах кирпичных домов - все это результат неправильного выбора фундамента.
   Главная причина неустойчивости, деформации или разрушения фундамента - действие сил морозного пучения (неравномерного поднятия, "вздутия") некоторых видов грунтов в период зимнего промерзания. Такое поведение грунтов тесно связано с глубиной промерзания грунта в районе строительства и с глубиной подземных грунтовых вод.
   Следует иметь ввиду - сила вспучивания настолько велика, что в состоянии приподнять практически любое строение. По данным некоторых исследований эта сила достигает 10-15 т/м2. При площади фундамента всего в 10 м2 сила пучения составит 100-150 т. Укротить эти поистине фантастические силы может только грамотное исполнение фундамента.
   Итак, прежде чем возводить фундамент, нужно знать:
 - на каком грунте будет стоять дом, 
 - какова глубина промерзания в районе строительства;
 - каков уровень грунтовых вод.

Виды грунтов
Ниже описаны несколько основных видов грунтов. Особое внимание уделено их поведению в зимнее время - свойству вспучиваться.
Скалистые
Скалистые грунты - наиболее надежные. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Фундамент можно возводить непосредственно на поверхности такого грунта, без какого-либо вскрытия или заглубления.
Хрящеватые
Этот вид грунта содержит прожилины гравия, обломков камней. Не сжимается и не размывается. Рекомендуется закладка фундамента с заглублением не менее полуметра.
Песчаные
Песчаные грунты имеют свойство сильно уплотняться под нагрузкой - проседать. Эти грунты не задерживают воду и при промерзании не пучинят. Рекомендуется закладка фундамента на глубине от 40 до 70 см.
Супеси и Суглинки
Супеси и Суглинки - это грунты, занимающие промежуточное положение между песчаными и глинистыми грунтами.  Они содержат от 3 до 30% включений глины. При содержании глины от 10 до 30% грунт относят к суглинкам, а при более низком содержании грунт имеет название - супесь.
Глинистые
Глинистые грунты могут сжиматься, размываться и при замерзании вспучиваются. Это самый неприятный грунт для возведения фундамента, который в этом случае должен быть заложен на всю глубину промерзания.
 
вернуться в начало
 

Глубины промерзания грунта
Глубина промерзания грунта различна и зависит от географического места расположения и от состава грунтов.
Средняя глубина промерзания для районов следующих городов составляет:
- Киев и область - 1,0 - 1,2 м;
- Москва - 1,2 - 1,6 м;
 
вернуться в начало
 

Уровень грунтовых вод
Уровень подземных, грунтовых вод оказывает существенное влияние на поведение многих грунтов. Более хорошими условиями для будущего фундамента будут условия, при которых глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. И, наоборот, тяжелыми условиями считаются условия, когда глубина промерзания больше глубины грунтовых вод.
В последнем случае по мере усиления морозов будет увеличиваться и глубина промерзания грунта. Когда глубина промерзания достигнет уровня подземных грунтовых вод, начнется их превращение в лед, а вместе с этим и вспучивание, "вздутие" грунта. 
Это неприятное явление омрачается еще и тем, что это вспучивание практически никогда не бывает равномерным и в разных местах фундамента подъем грунта будет неравномерным. Следствие этого - перекос фундамента, перераспределение нагрузок в нем и во всем строении, возможность появления трещин как в самом фундаменте, так и в стенах дома.
Если бы процесс шел равномерно, то проблеме вспучивания грунта не следовало бы уделять столько внимания - зимой дом равномерно приподнялся, а весной равномерно опустился. К сожалению, это недостижимо и по ряду других причин.
Поэтому, если уровень грунтовых вод высок и их захватывает глубина промерзания, то есть два выхода из такой ситуации: 
 - учесть этот фактор при выборе надежного варианта фундамента, не считаясь с увеличением сметы на строительство;
 - провести работы, если это возможно, для гарантированного понижения уровня грунтовых вод (осушение, прокладка дренажных канав и т.д.).
 
вернуться в начало
 

Силы, действующие на фундаменты
Рассмотрим силы, действующие на фундамент в летнее и зимнее время года и в наиболее тяжелых условиях эксплуатации - на пучинистом грунте с высоким уровнем грунтовых вод (УГВ), расположенным выше уровня промерзания грунта (УПГ). 
Силы, действующие на фундамент
В летний период года (левый рисунок) на фундамент действуют всего две силы:
- нагрузка строения на фундамент А;
- сила сопротивления грунта Б.
Рисунок в центре - схема сил, действующих на фундамент в зимнее время для случая, когда его нижняя опорная поверхность - подошва - расположена выше уровня промерзания грунта.
Такое устройство фундамента следует отнести к неправильным. В зимний период в результате промерзания грунта под его подошвой появляются силы вспучивания В. 
Кроме того, промерзший грунт сжимает фундамент и старается выдернуть его из фундаментной ямы. Действие этих касательных сил обозначено индексом Г.
Совместное действие сил В и Г приводит к подъему фундамента на величину "а". Как уже отмечалось выше, величина подъема фундамента "а" и возврат фундамента на место после оттаивания грунта не одинаковы для всех участков фундамента. По этим причинам и появляются его деформации, приводящие к неприятным последствиям.
На рисунке справа - схема сил для фундамента, подошва которого находится ниже уровня промерзания грунта. 
При таком решении подошва фундамента не испытывает давления мерзлого грунта снизу. А если нет сил вспучивания, то нет и зимнего подъема фундамента силами вспучивания на величину "а". Недостаток этого решения - резкое увеличение действия сил типа Г. Величина этих сил также значительна. Для нейтрализации действия этих сил рекомендуется:
- изготавливать фундамент только из армированного бетона;
- основание фундамента делают уширенным, в виде опорной площадки;
- вертикальные стенки делают сужающимися к верхней части фундамента;
- боковые поверхности фундамента покрывают скользящим слоем (полиэтилен, отработанное машинное масло, песчаные засыпки и т.д.).
 
вернуться в начало
 

Виды фундаментов
Фундаменты выполняют из бетона или из бетона в сочетании с кирпичной кладкой или кладкой из камня. 
По способу опирания на грунт фундаменты подразделяют на ленточные, столбчатые, плитные и свайные. 

Ленточные
Ленточные фундаменты - это фундаменты, имеющие прямоугольную форму поперечного сечения по всему периметру стен здания (в том числе под всеми его внутренними несущими стенами). Такие фундаменты возводят на грунтах с нормальными свойствами, непросадочных и неоползневых. Возможно исполнение их в сборном (из готовых блоков) или монолитном виде.

Столбчатые
Столбчатые фундаменты - наиболее распространенный и дешевый вид фундаментов для зданий с легкими стенами. Возведение таких фундаментов обходится в 1,5-2 раза дешевле ленточных. Основной элемент  таких фундаментов - столб. Столб может быть деревянным, каменным, кирпичным, бетонным и железобетонным. Это может быть и асбестовая труба, использованная в качестве формы и заполненная бетонной смесью.

Плитные
Плитные фундаменты сооружают на тяжелых пучинистых и просадочных грунтах. Они имеют жесткую конструкцию - монолитную ж/б плиту, выполненную под всей плоскостью здания. Такие фундаменты хорошо выравнивают все вертикальные и горизонтальные перемещения грунта. Возведение плитных фундаментов практикуется в основном в малоэтажном строительстве при наличии просадочных грунтов. Плитные фундаменты достаточно дороги из-за большого объема бетона и расхода металла на арматуру.

Свайные
Свайные фундаменты - наиболее дорогостоящий вид фундаментов для зданий на просадочных и оползневых грунтах, и для зданий с большим собственным весом. Основной элемент  таких фундаментов - свая, забивная, буронабивная, буроинъекционная или задавливаемая. Это может быть и готовая ж/б свая (забивная или задавливаемая) или стальная труба, использованная в качестве формы и заполненная бетонной смесью (буронабивная или буроинъекционная).
 
вернуться в начало
 

Если Вы делаете фундамент
В последнее время в продаже появилась масса переводной литературы, перевод которой сделан автоматически - без технической редакции - привязки изложенных строительных рекомендаций к украинским или, тем более, к российским условиям. 
В ряде таких красивых изданий утверждается, что для строительства дома или котеджа вполне достаточно установить фундамент на глубину заложения 50-100 см.
Не следует следовать таким рекомендациям - для большинства стран Западной Европы отрицательные температуры в пределах 12-15 градусов яляются исключительно редким событием.
В подтверждение - выдержка о климате Германии, взятая из домашней страницы фирмы ФондМира (http://www.fondmira.ru):
Климат и география Германии
   Расположенная в самом сердце Европы, на севере Германия омывается Северным и Балтийским морями, центр страны имеет среднегорный рельеф, а на юге вершинами Альп она достигает небес. На западе Германии климат атлантический, на востоке - континентальный. Средняя температура зимой колеблется от + 2 до +6С, летом держится около 20-25С.
 
   В условиях такого мягкого, в сравнении с нашим, климата практически никогда не образуются глубины промерзания грунта, достигающие или превышающие уровней подземных грунтовых вод, а потому проблема зимнего вспучивания грунтов просто не стоит и никогда не стояла в большинстве странах Западной Европы.
   В этих странах возможно возведение облегченных фундаментов зданий, что дает значительное снижение общей стоимости их строительства. Возведение же фундаментов с малой глубиной заложения для украинских и российских климатических зон средней полосы - грубейшая ошибка.
   Если Вы строите дом сами или Вам строят дом и возводится фундамент на основе рекомендаций из таких источников, то неприятности гарантированы.
   Пользуйтесь литературой отечественных авторов или литературой, прошедшей техническую редакцию.

 
Глубина заложения фундаментов в зависимости от гидрогеологических условий.
 
Тип основания
Высота грунтовых вод
Глубина заполнения подошвы фундамента, м.
Не выветрившиеся скальные грунты Независимо от уровня грунтовых вод 0,6 м (независимо от глубины промерзания)
Щебень, галька, дресва,  гравий, пески крупные и средние. То же Не менее 0,6 м (независимо от глубины промерзания)
Пески, мелкие и пылеватые, супеси, Уровень грунтовых вод расположен на расчетной глубине промерзания или выше ее Не менее расчетной глубины промерзания
Суглинки и глины   Не менее расчетной глубины промерзания