Пучинистые грунты в строительстве
Пучинистыми называют грунты, которые подвержены так называемому морозному пучению. Пучение происходит тогда, когда почва, насыщенная влагой, промерзает, увеличиваясь в объеме, а при оттаивании объем ее уменьшается, и сила этого процесса такова, что пучение может влиять на постройки, расположенные на таком грунте. В этих условиях может подниматься фундамент, часто он трескается и разрушается, очень сильно повреждая сам дом. Однако не все грунты пучинистые, и это в основном связано с их строением. Например, песок в себе не накапливает влагу, а пропускает через себя, и она уходит в нижерасположенные слои грунта, вплоть до уровня грунтовых вод. А вот глина наоборот, может накапливать в себе дождевую и талую воду даже в условиях очень глубокого залегания водоносных слоев. Однако в тех местностях, где грунтовые воды подходят очень близко к поверхности, все грунты могут пучиниться, независимо от состава и свойств.
К пучинистым грунтам относится довольно много разновидностей почвы по составу. Например, пучению в той или иной мере подвержены все глинистые и суглинистые почвы, а также супеси, это связано с их высокой плотностью. Меньше пучатся грунты, состоящие из мелких и пылеватых песков, сюда же можно отнести и некоторые грунты из песков средней крупности, в которых наблюдается вкрапление глинистых конгломераций. Не подвержены пучению пески крупные и гравелистые.
Также на степень пучинистости может влиять и рельеф местности независимо от типа грунта по составу. Дело в том, что очень часто именно рельеф влияет на глубину залегания местных грунтовых вод, и в тех местах, где эти воды подходят очень близко к поверхности, они насыщают любой грунт, даже тот, который в обычных условиях не накапливает в себе влагу. Так, на возвышенных участках всхолмленной местности, где грунтовых вод не наблюдается (то есть уровень их достаточно глубок), пучинистость очень низкая, а то и отсутствует вовсе. На равнинах и пологих склонах пучинистость средняя, а в низинах, заболоченных местах и котловинах – высокая. К примеру, участок со слабопучинистым по свойствам грунтом, например, крупнозернистым песком, расположенный на болоте, следует считать сильнопучинистым.
Грунты с пучинистыми свойствами охватывают больше половины территории России. Исключением являются зоны вечной мерзлоты, зоны со скальными и крупнообломочными грунтами и южные территории, где грунт практически не промерзает.
Тут следует повториться: опасность пучинистых грунтов для зданий заключается в том, что при замерзании объем грунта значительно увеличивается из-за расширения содержащегося в нем льда, возникающие при этом силы достаточно велики, чтобы поднять целое здание. И, что более опасно, эти силы действуют неравномерно, то есть один угол дома, к примеру, может подняться на 300 мм, а другой всего на 100. При оттаивании почвы весной грунт проседает, опять же, неравномерно. Заглубление основания здания ниже глубины зимнего промерзания далеко не всегда помогает, ведь силы пучения действуют и на стены фундамента, которые заглублены в грунт.
Существует несколько способов строительства фундамента на пучинистых грунтах. Выбор вида фундамента очень сильно зависит также и от типа здания, которое планируется возводить.
Если в доме предусмотрено устройство подвала или подземного гаража, то применяется один из трех способов избежать пучения грунта.
1. Замена пучинистого грунта на крупный или гравелистый песок, однако этот способ предполагает большие затраты на проведение достаточно масштабных земляных работ.
2. Утепление грунта по периметру здания, при этом нужно учитывать глубину промерзания. Так, к примеру, при промерзании почвы на 2 метра утеплять необходимо территорию на 2 метра от дома.
3. Отвод грунтовых вод. Для этого устраивается дренажная система: роется канава, отстоящая на метр-полтора от фундамента (в отдельных случаях допускается расстояние в 50 см), глубиной чуть ниже основания, укладывается специальная перфорированная дренажная труба, один конец которой отводится в относительно хорошо герметизированный дренажный колодец, который должен быть глубже фундамента. После этого канава засыпается крупным песком или гравием. Лучше всего применять эти меры в комплексе и не забывать об обязательной гидроизоляции фундамента.
Если же подвал не нужен, можно устроить ленточный, свайный или плитный фундамент. Однако не будем забывать о силах пучения, выталкивающих фундамент с усилием до 5 тонн на кв.м. Из-за этого на заглубленном ленточном фундаменте не стоит строить легкие дома. Избежать выталкивания фундамента из грунта помогут сваи, погруженные ниже той глубины, на которую промерзает грунт.
Сваи применяются винтовые, забивные и буронабивные.
Забивные сваи в частном строительстве практически не используются, так как при их монтаже необходима тяжелая строительная техника. Однако если есть возможность такую технику привлечь, то это будет очень хорошим вариантом.
Винтовые сваи применяются в основном при строительстве легких деревянных, каркасных и щитовых зданий, однако, применив обвязку швеллером, можно возводить и кирпичный дом.
Буронабивные сваи являются оптимальным решением при строительстве малоэтажных зданий на сложных грунтах. Изготавливаются они так: бурятся скважины диаметром 250-300 мм ниже уровня промерзания почвы, устанавливается несъемная опалубка из асбоцементной, пластиковой трубы или свернутого трубой рубероида. Внутрь трубы помещается арматурный каркас, опалубка заполняется бетоном, затем трубу следует приподнять немного, это нужно для того, чтобы часть раствора вытекла и образовала расширение на нижнем конце сваи. Лучше всего применить специальный бур, который позволяет создать расширение в грунте в нижней части скважины. По верхушкам свай устраивают обвязку из бруса для каркасных или деревянных домов, металлопроката для любых типов стен. Также можно вместо обвязки выполнить мелкозаглубленный ленточный фундамент, либо ростверк – та же самая лента, только приподнятая над землей. Один из плюсов такого фундамента состоит в том, что трубы водоснабжения и канализации можно подводить уже после строительства без особых финансовых затрат. В особо сложных случаях устраивается монолитная либо сборная железобетонная плита. Для подведения коммуникаций желательно еще до заливки плиты установить в опалубку гильзы для прокладки труб.
В любом случае выбор варианта фундамента должен производиться только после проведения геологических изысканий на месте строительства. Ошибки и экономия при устройстве фундамента в большинстве случаев приведут к очень печальным последствиям, вплоть до полного разрушения здания. Делать основание для дома по принципу «как у соседа» не стоит, ведь тип грунта и уровень сезонного подъема грунтовых вод могут быть разными даже в пределах одного участка.