Построить дом болотистой местности

Во все времена самым надёжным вложением капитала была земля и построенная на ней недвижимость. Однако хороших участков с надёжным грунтом на всех не хватает, поэтому кому-то приходится возводить фундамент для дома на болоте. Из этой публикации вы узнаете, в чём особенности такого основания, и как правильно вести на нём строительство.

Болотистые почвы имеют неоднородную многослойную структуру, состоящую из прослоек глины, торфа, песка, имеющих не только разную плотность, но и неодинаковую степень водонасыщенности. Это вносит определённые сложности в процесс определения нагрузки, которую данный грунт сможет выдержать, поэтому такое строительство является одним из самых сложных и непредсказуемых, если браться за него спонтанно.

Проект должен быть если не на весь дом, то хотя бы на фундамент, для чего очень важно произвести предварительный анализ почвы на участке. Под небольшие деревянные дома грунт изучают на глубину до 5 м, под каменные с одним этажом до 8 м, под двух-трёхэтажные здания – до 12 м.

Образцы грунта, которые берут из 3-5 скважин, таят в себе массу важной информации. По ним определяют состав и толщину каждого пласта, физические характеристики прослоек, их способность противостоять нагрузкам на сжатие. По образцам можно с большой точностью определить степень естественной влагонасыщенности грунта и установить уровень, на котором залегает подземная вода.

Сведения об инженерно-геологической обстановке на участке дадут возможность безошибочно подобрать правильный тип фундамента, определить меры, которые помогут обезопасить его от замачивания и подмывания. Это не только устройство вспомогательного дренажа, но и основные мероприятия по устройству насыпных оснований.

Таковыми мероприятиями являются:

1. Частичная или полная замена грунта в котловане или траншее на инертный к пучению материал (щебень, гравий, песок, ПГС), что позволит исключить или хотя бы снизить просадку основания до допустимого предела.
2. Вытрамбовывание дна котлована с предварительным увлажнением и применением трамбовок.
3. Устройство грунтовых свай.
4. Глубинное виброуплотнение с использованием трамбующей техники.
5. Укрепление грунтов термозакреплением, цементацией, силикатизацией либо инъектированием экологически чистыми геополимерными составами. Метод выбирается в зависимости от результатов исследования грунта.

Все эти меры предусматривают ещё на этапе проектирования, равно как и конструктивные мероприятия, с помощью которых фундамент был бы наименее чувствительным к неравномерной осадке. Для этого принимаются самые разные решения:

• Разрезают здание на отдельные блоки, разделяемые осадочными швами.
• Усиливают конструкции дополнительным армированием.
• Устраивают закольцованные или непрерывные в отдельных блоках армопояса на всех уровнях капитальных стен.
• Увеличивают площади опирания горизонтальных конструкций на вертикальные (перемычки, плиты перекрытия).

Чаще всего при рытье котлованов свойства грунта ухудшаются, так как при этом нарушается естественный рельеф, затрудняется фильтрация атмосферных вод через толщу слоёв. Поэтому при строительстве на глинах, которые являются природным водоупором и нередко присутствуют в болотистых почвах, очень важно организовать хотя бы поверхностное удаление талой и дождевой воды с площадки.

Немало неприятностей в процессе производства земляных работ может доставить верховодка. Она залегает не в бассейне грунтовых вод, а выше – в зонах аэрации, куда влага стекает в результате просачивания с поверхности. Она задерживается на небольших глубинах из-за наличия в грунте прослоек плотных пород или глиняных линз, которые обладают очень низкой инфильтрационной способностью.

Верховодки обычно располагаются локально, занимая небольшую площадь лишь когда выпадает наибольшее количество осадков. Выявить их бывает проблематично даже в процессе исследования грунта, если оно производится в сухое жаркое время. Появление воды, подтапливающей основание, может оказаться для хозяина сюрпризом, поэтому изучение гидрогеологической обстановки на участке лучше производить весной или осенью.

Если в процессе строительства в котловане оказалась вода – будь то верховодка или просто ливневая влага, её придётся удалить посредством грязевых насосов, перебрасывающих воду в зумпфы или водопонижающие скважины, либо путём устройства водоотводного канала. После этого котлованное дно обязательно зачищается на толщину грунта, разжиженного водой. Работа трудозатратная, требующая определённых расходов, поэтому специалисты не рекомендуют надолго оставлять в бездействии выкопанные котлованы.

Особо разжижаются пылевидные песчаные и глинистые грунты. Если на вашем участке именно такой вариант, то при подготовке основания надо укладывать слой песка толщиной порядка 15 см и тщательно трамбовать его щебнем. Поверх такой подушки делается бетонная подготовка, которая и придаст основанию наибольшую жёсткость.

Какой фундамент лучше на болоте, рассмотрим в следующей главе.

Главный недостаток болотистого грунта заключается в том, что он неоднородный — неодинаково просаживается, имеет нестабильное сопротивление сжимающим нагрузкам. При наличии высокой влажности в поверхностном слое, проблема усугубляется тем, что зимой вода замерзает, а образовавшийся лёд расширяется и начинает выталкивать твёрдые частицы грунта.

Процесс, называемый морозным пучением, может проходить очень бурно. При неправильном подборе конструкции фундамента, силы пучения могут просто вытолкнуть его на поверхность. Такие последствия не устранить никаким ремонтом, поэтому лучше подстраховаться и понести расходы на проектирование, чем потом потерпеть невосполнимые убытки.

Для дома на болотистой почве можно поставить не всякий фундамент. Возможных вариантов всего три, и про особенности каждого из них будет рассказано далее.

Сваи изначально придуманы для строительства на болотистых и вечномёрзлых грунтах, так что вряд ли что-то можно найти лучше этого варианта. Преимуществ у них масса – начиная от невысокой стоимости, и заканчивая возможностью установки на пересечённом рельефе.

Но лучше всё же использовать железобетонные сваи, с помощью которых можно пройти через сколь угодно большой слой просадочного или водонасыщенного грунта, и забуриться в лежащий под ним прочный пласт. Если максимальная длина винтовой сваи 12 м, то бетонная цельная может иметь длину 20 м (а составные и того больше). Так что, любое болото таким сваям нипочём.

Свайный фундамент на болоте под дом возводят в основном из таких свай:

1. Железобетонные сборные, устанавливаемые путём забивки в лидерную скважину или вдавливания за счёт вытеснения грунта.
2. Железобетонные буровые (буронабивные, буроинъекционные). Набивные устраивают путём заполнения скважины бетоном по предварительно установленной обсадной трубе. Труба может по мере заполнения скважины выниматься, либо остаётся в качестве несъёмной опалубки. Если такие сваи устанавливают ниже отметки УГВ, стенки скважины укрепляют раствором бентонитовой глины.
3. Винтовые — не только стальные, но и комбинированные (металл-бетон), у которых имеется минимум одна спиральная лопасть.

Проект может предусматривать и комбинирование свай на одном объекте, с применением 2-х технологий. Отличаются они в основном способами укрепления грунта для обеспечения высокой несущей способности. Например, под пятой сваи может формироваться укреплённый элемент под пятой сваи или вдоль её боковой поверхности. Нужны ли такие меры, покажет расчёт прочности грунта, определение глубины залегания слабонесущих слоёв. Если прочный пласт находится в зоне досягаемости длины свай, такие меры могут и не понадобиться.

На вопрос: какой лучше фундамент на болотистой местности, ответ однозначный – конечно сваи. Вот как выглядит перечень их достоинств и недостатков:

Вторым по целесообразности устройства на болотистых грунтах является фундаментная плита. Её главное достоинство – это большая площадь опоры, которая не способствует точечному продавливанию грунта и автоматически нивелирует неровности осадки.

• Плиту можно проектировать и на сильновлажных грунтах – и это плюс. Но нельзя забывать о воздействии сил морозного пучения, из-за которых под плитой приходится заменять довольно внушительный объём грунта (в зависимости от уровня его промерзания). В итоге такой фундамент получается довольно дорогим, учитывая ещё и его общую высокую материалоёмкость.
• Чтобы уменьшить количество заменяемого грунта, плиту проще заглубить, что позволит даже сделать в доме подвал. Но такое решение всё же лучше принимать на относительно сухих грунтах, иначе немало средств придётся потратить на гидроизоляцию не только подошвы плиты, но и стен подвала.
• В регионах, где нет глубокого промерзания грунта, под сплошным фундаментом он не будет промерзать вообще. В противном случае, лучше устраивать плиту по технологии УШП, с обращёнными вниз рёбрами жёсткости, между которыми закладывается прочный пенополистирольный утеплитель (ЭППС).
• Под ним довольно толстая подушка из песка, а если влажность грунта высока, то ниже есть ещё и слой крупнофракционного щебня. Качественно засыпанные и утрамбованные подушки гасят воздействие сил пучения, максимально распределяют давление на основание и дают возможность грунтовой воде беспрепятственно проходить под плитой, не поднимаясь выше щебневой подушки. Такой подстилающий слой не накапливает влагу, а потому и не промерзает.
• На грунтах, отличающихся сильной осадкой, плита может быть сконструирована в виде коробчатой конструкции. В этом случае рёбра жёсткости выглядят не как стенки, а как взаимно пересекающиеся балки, замкнутые по периметру. Такой конструктив даёт наибольшую пространственную жёсткость конструкции, которая наиболее предсказуемо ведёт себя на болотистых (просадочных) почвах.

Главным условием строительства плитного фундамента на нестабильных грунтах является наличие бетонной подготовки толщиной до 10 мм. Это жёсткий подстилающий слой из низкомарочного бетона, заливаемый поверх песчано-щебневой подушки. Во-первых, такой слой делает основание более стабильным, а во-вторых, он является защитой для подошвенной гидроизоляции от механических повреждений.

Удивительно, но на многих околостроительных сервисах можно увидеть такую информацию, что на болотистом грунте можно возводить дома на лентах мелкого заложения. Это не совсем правильная информация, так как данный вид фундаментов применять на пучинистых почвах нельзя. А если учесть, что у болотистого грунта верхний слой почти всегда увлажнён, то морозное пучение здесь происходит однозначно. Что можно сделать в такой ситуации?

Добиться приемлемой жёсткости для такого фундамента можно, оперев его на грунтовые или грунтоцементные сваи. Эта технология предусматривает уплотнение грунта в процессе пробивки скважины, и разработана специально для использования на просадочных грунтах.

• Скважины не бурятся, а пробиваются трамбовкой-цилиндром весом до 3 тн, после чего заполняются послойно трамбуемым грунтом. В его качестве может применяться всё, что поддаётся трамбованию – от щебня до строительного мусора. Если грунт сухой, слои перед уплотнением увлажняют по месту.
• Чем ближе друг к другу устроены такие сваи, тем выше степень уплотнения грунта по осям свайного поля. Такое уплотнение можно произвести на глубину до 24- метров. Таким же образом, на переувлажнённых грунтах устраиваются противофильтрационные завесы – сваи, выполненные вплотную друг к другу, с применением грунтов с водоупорными свойствами (глинами и суглинками).

  

  Принцип формирования ленты мелкого заложения на грунтовых сваях

• Вид грунта, используемого для заполнения скважин, подбирается в зависимости от фактических характеристик почвы на участке. Например, на связных увлажнённых грунтах сваи изготавливают из смеси щебня или ПСГ с цементом. Поступающая к смеси влага гидратирует цемент, он сцепляется с твёрдыми частицами грунта и образует камень.
• Как вариант, в процессе бурения скважины грунт не извлекается, а измельчается. В забой одновременно подаётся жидкий раствор цемента (возможно с добавлением глины или полимера), который после затвердевания и образует грунтобетонную сваю. Такая технология идеально подходит для укрепления подвижных слоёв грунта (торфяников, лёссов, илистых отложений), а так же используется для усиления склонов и насыпных слоёв большой толщины.
• Грунтовые сваи можно выполнять в самых сложных по доступности и стеснённых условиях, особенно при строительстве рядом с существующим зданием, когда применение ударной или вибрационной техники чревато последствиями, а другими способами укрепить основание невозможно.
• Обычно грунтовые сваи располагают в шахматном порядке, число рядов при этом составляет не менее трёх. Контур уплотняемого массива должен превысить ширину подошвы фундамента, умноженную на 0,2 (минимум 0,8 м). В глубину свая должна превышать ширину уплотняемой площади на 3 м — по минимуму получается 0,8+3=3,8 м.
• Укрепив грунт сваями (в том числе можно использовать и буронабивной вариант), приступают к формированию ленты мелкого заложения. Её подошва может заглубляться не более чем на треть высоты балки. Полностью в грунте будет утоплена только песчаная подушка, объединяющая головы грунтовых свай.

Если сваи использованы обычные армированные, то стержни арматуры выводят наверх с таким расчётом, чтобы они оказались замоноличенными в ленте. Данный вид фундамента нельзя назвать лентой малого заложения – это комбинированный вариант под названием свайно-ленточный.

После возведения дома на участке понадобится построить забор, поэтому сразу же возникает вопрос и по устройству его фундамента. В зависимости от конструктива ограды, её делают либо на точечных опорах, либо на той же ленте малого заглубления.

В прочных грунтах точечная опора представляет собой стойку из металла, замоноличенную в небольшом прямом бетонном столбике. Но просадочных почвах такой номер не пройдёт, поэтому столбы нужно делать с уширением пяты. Проще всего сделать это, приобретя под стойки бетонные фундаментные стаканы с отверстием, в котором замоноличивается стойка.

Стакан устанавливают в выкопанный на метр в глубину шурф, дно которого отсыпано ПГС и хорошо утрамбовано. После установки стаканов и стоек между шурфами копается объединяющая их траншея под мелкозаглублённую ленту (ригель), с таким расчётом, чтобы после устройства песчаной подушки толщиной 200 мм, до поверхности грунта оставалось ещё столько же места.

Дальнейший порядок действий такой:

• Сначала бетонируется столбчатая часть фундамента до уровня дна траншеи.
• Когда бетон наберёт 50% прочности (в жару на третий день), можно начинать устройство подушки в траншее.
• Ставится опалубка под ригель.
• Устанавливается армирующий каркас.
• Заливается ленточная часть фундамента шириной 200 мм и высотой 600 мм.

Как вариант, можно не покупать стаканы, а уширенную часть тоже залить самостоятельно, просто в этом случае процесс получится более долгим. Перед заливкой столбчатой части придётся сначала сформировать подошвенную подушку размером 600*600*300 мм из бетона. Когда она затвердеет, поставить несъёмную опалубку и сформировать столб сечением 350*350 мм.

Болотистые грунты часто бывают водонасыщенными, поэтому кроме устройства самого фундамента приходится подумать и о других методах защиты здания от воздействия подземной влаги. Справиться с нею позволяет устройство открытой или закрытой системы дренажа.

К открытой системе относят сделанный по периметру участка кювет глубиной до 1 м, дно которого имеет уклон до 30% в сторону предполагаемого подъёма воды. Траншеи соединяются и ведут к накопительному колодцу, а чтобы они не портили ландшафт двора, их просто засыпают снизу крупным, а сверху мелким щебнем.

В закрытом дренаже присутствует всё та же система траншей, только в них уложены обёрнутые геотекстилем трубы-дрены, по которым вода и уходит самотёком в сторону накопителя или уличного кювета. Это обходится дороже, но и работает гораздо эффективнее.