Еще на стадии разработки проекта дома или его выбора из предлагаемых на рынке необходима техническая «привязка» проекта, которая включает в том числе выбор типа и материала фундамента. Часть параметров фундамента определяется характеристиками грунтов.
Если вы еще только планируете приобрести участок, то лучше провести анализ грунта до совершения покупки. Это поможет вам избежать впоследствии лишних финансовых затрат на строительство сложного и дорогостоящего фундамента.
Пробы грунта могут выявить до 20 параметров почвы, которые характеризуют ее прочность, пластичность, кислотность и др. С помощью проб вы также определите глубину залегания грунтовых вод, которые могут оказывать негативное воздействие на материалы фундамента. Для того чтобы исключить данное воздействие, могут потребоваться дополнительное укрепление и гидроизоляция фундамента либо целая дренажная система для отвода воды. В ходе анализа может выясниться, что грунт в этой местности имеет зоны с пониженной несущей способностью из-за тектонических нарушений.
Чтобы узнать, какой у вас на участке грунт и на какой глубине находится вода, необходимо в предполагаемом для строительства месте выкопать скважину (шурф). Если выполнять это вручную, то сначала следует вырыть 60-80 см лопатой, а дальше воспользоваться ручным буром, копая до глубины 2-8 м и отбирая образцы грунта с промежуточных глубин.
Шурф можно выкопать и с помощью машины с буровой установкой. Прежде чем нанимать машину, оцените, пройдет ли такая установка непосредственно до вашего участка. Если почва в вашей местности однородная, то бурить скважину можно и не на самом участке, а в том месте, куда сможет пройти техника.
Полученные образцы грунта и воды направляют в лабораторию, где определяются их физико-механические ихимические свойства. Иногда состав грунтовых вод оказывается таким, что они попросту разрушают материалы, из которых строится фундамент. И в данном случае ничего не поделаешь: надо искать другой участок для строительства.
По образцам грунта определяют также его устойчивость к сдвигу, возможность просадки, пучения при промерзании, оценивают опасность сползания. Последний показатель особенно важен в ситуации, когда строить предстоит на склоне или на участке с неровным рельефом.
ПРИМЕЧАНИЕ
Морозное пучение грунтов относится к физико-механическим процессам, в результате которых промерзающий грунт приобретает напряженно-деформированное состояние. Вызвано это тем, что в грунте всегда присутствует влага, которая при замерзании увеличивается в объеме. В результате происходит подъем грунта. Чем больше влаги находится в грунте, тем сильнее он увеличивается в объеме при замерзании. Если в грунте много пор, пустот, то при замерзании он расширяется в сторону этих пор. И чем более пористый грунт, тем меньше вероятность его пучения.
По результатам проб грунта составляются геологические разрезы участка, а также заключение, которое имеет юридическую силу. Многие крупные проектные и строительные организации вообще не возьмутся за проектирование фундамента без такого заключения. Понадобится оно и в случае привязки конструкций фундамента из готового проекта к особенностям конкретного участка.
Рассмотрим существующие типы грунта. Условно все грунты можно разделить на естественные и искусственные. К естественным относятся грунты, структура которых формировалась веками под действием природных процессов. Все насыпные грунты, а также грунты, к которым применялись технологии укрепления, считаются искусственными.
Принято различать следующие виды грунтов:
- глинистые;
- песчаные;
- крупнообломочные;
- скальные;
- заторфованные.
Скальные (скалистые) грунты являются хорошим основанием для строительства, поэтому на них можно возводить дом любых габаритов и этажности, не опасаясь просадок и усадок. Этот тип грунтов относится к самым надежным. Единственная сложность, с которой неизбежно столкнется владелец участка, — это разработка скального грунта.
Хрящеватые грунты содержат каменные и гравийные прожилки, не подвержены усадке и не размываются. Однако на таких грунтах заглублять фундамент необходимо не менее чем на полметра.
Песчаные грунты представляют собой сыпучую смесь зерен кварца и других минералов, образовавшуюся в результате выветривания горных пород. Размер частиц — 0,25-2 мм. Такие грунты не задерживают воду, хорошо уплотняются под весом дома, промерзают незначительно. Песчаные грунты в своем большинстве являются идеальной основой для строительства при условии, что они не подвергаются размывающему действию грунтовых вод. Если уровень грунтовых вод в песчаных грунтах выше глубины промерзания, то сооружать фундаменты следует с обязательным армированием стальными прутами. Особенность песчаных грунтов заключается в том, что, как правило, они содержат большое количество примесей, которые и определяют глубину залегания фундамента. В крупных песках с примесью гравия глубина фундамента может быть минимальной, но не менее 0,5 м; в мелких сухих и пылевых песчаных почвах, как и в твердых глинах, — около 0,7 м. В насыщенных водой песках, как и в мокрых пластичных глинах, глубина фундамента наибольшая — 1 м.
Супесь — это грунт, состоящий из песка и глины (до 10 96). Суглинки содержат от ю 96 до 30 96 глины. По своим свойствам эти грунты занимают промежуточное положение между глиной и песком.
Глинистые грунты состоят из очень мелких частиц, размеры которых меньше 0,005 мм. Глинистые грунты способны сжиматься, размываться. Уплотняются глинистые грунты гораздо медленнее, чем песчаные, поэтому осадка зданий, фундаменты которых размещаются на глинистых грунтах, продолжается более длительное время. Если глинистые грунты имеют песчаные прослойки, то они легко разжижаются и обладают небольшой несущей способностью. Глина, поры которой заполнены влагой, сильно подвержена морозному пучению, что значительно усложняет возведение фундамента. В большинстве случаев на глинистых грунтах фундамент закладывают на всю глубину промерзания. Отметим, что сухая и слежавшаяся глина — это тоже хорошее основание для дома.
Плывун — это песчано-глинистый грунт, сильно насыщенный водой. Он не может служить основанием для фундамента, так как обладает большой подвижностью и низкой несущей способностью.
Грунты с органическими примесями (ил, торф, болотный грунт, растительный грунт — различные почвы с примесью перегноя (до 20 96) и т. п.) неоднородны по своему составу, рыхлые, обладают неравномерной сжимаемостью и непригодны для строительства. Однако такие грунты практически всегда есть возможность исправить, например, устроив «подушку» под фундамент толщиной 15-20 см из мокрого утрамбованного крупного песка.
В некоторых случаях непригодный для строительства грунт, подверженный просадке от собственного веса более чем на 5 см, можно укрепить и тем самым обеспечить возможность дальнейшего строительства на нем. Для этого:
- грунт уплотняют тяжелыми трамбовками;
- устраивают песчаные «подушки»;
- предварительно замачивают грунты водой в пределах всей просадочной площади;
- увеличивают величину заглубления фундамента до отметки ниже просадочных грунтов;
- устанавливают по периметру фундамента буронабивные сваи;
- используют водозащитные меры для предотвращения возможных просадок.
В зависимости от состояния грунта может быть применен один из способов его укрепления, предназначенный для увеличения несущей способности. Чаще всего такая необходимость возникает при возведении зданий двух и более этажей.
Химический состав грунтовых вод также следует принимать во внимание. Воды с содержанием сульфатов разрушительно сказываются на бетоне. Определить присутствие сульфатов можно по белому (гипсовому) налету на поверхности бетона, отслоению бетонных блоков и плит. Для фундамента в такой почве применяют сульфатостойкий портландцемент (в его обозначении есть буквы «СС»). О выборе и многообразии материалов для фундамента мы раскажем далее.