Большинство домов строится в регионах с умеренным климатическим климатом, однако это не означает, что при возведении построек не возникает проблем. Пучинистые грунты являются одной из них. Дело в том, что в условиях морозного пучения фундаментальное основание постройки может быстро потрескаться, вследствие чего пострадает его целостность, а соответственно и прочность основы.
Существует масса методов решения подобных проблем. Однако прежде чем начать предпринимать какие-либо действия, необходимо учесть особенности пучения земли.
Как происходит пучение
Так как плотность воды больше чем у льда, то в процессе ее замерзания ее объем изменяется в большую сторону. Исходя из этого влага, находящаяся в почве, становится причиной расширения ее массы. Отсюда и появилось такое понятие, как силы морозного пучения, то есть – силы, влияющие на процесс расширения грунта. Сама же почва в этом случае называется пучинистой.
Полезно! Уровень расширения грунта обычно составляет 0,01. Это означает, что если верхний слой земли будет промерзать на глубину 1 м, то объем почвы увеличится на 1 см и больше.
Само морозное пучение происходит по нескольким причинам:
- Из-за глубины залегания верхнего водоносного слоя. Если вода расположена близко к поверхности, то даже при условии замены глины на гравелистый песок будет неэффективна.
- Исходя из глубины промерзания земли в холодный период в конкретном регионе.
- В зависимости от типа почвы. Больше всего воды содержится в глине и суглинках.
Исходя из состава почвы и климатических условий, выделяют пучинистые и непучинистые грунты.
Чем отличаются пучинистые и непучинистые основания
Согласно ГОСТ 25100-2011 существует 5 групп грунтов, которые отличаются по уровню пучения:
- Чрезмерно пучинистые (уровень расширения грунта составляет более 12%);
- Сильнопучинистые – 12%;
- Среднепучинистые – порядка 8%;
- Слабопучинистые – около 4%;
- Непучинистые – менее 4%.
Последняя категория считается условной, так как почвы, в которой не содержится воды, практически нет в природе. К таким основаниям можно отнести только гранит и крупнообломочные породы, но в наших условиях такие грунты встречаются крайне редко.
Говоря о том, что такое пучинистый грунт и как его определить, стоит учитывать его состав и УГВ.
Как самостоятельно определить степень пучения грунта
Чтобы «в домашних» условиях определить есть ли на вашем участке пучинистые грунты, то проще всего выкопать шурф (вертикальную выработку) глубиной около 2 м и подождать несколько дней. Если на дне вырытого шурфа не образовалась вода, то необходимо пробурить (для этого используется садовый бур) скважину еще на 1,5 м. Когда в скважине появится вода, при помощи планки замеряется расстояние от уровня грунтовых вод до поверхности.
Для определения типа грунта достаточно произвести визуальный осмотр почвы. На основе этих данных можно сделать примерные выводы о степени расширения земли в холодное время года.
Если грунт слабопучинистый, то УГВ будет находиться ниже расчетной глубины промерзания. Это значение напрямую зависит от типа почвы:
- пылеватые пески – 0,5 м;
- супеси – не более 1,0 м;
- суглинки – 1,5 м;
- глина – 2 м.
Если грунт относится к среднепучинистым, то уровень грунтовых вод будет находиться ниже глубины промерзания на:
- 0,5 м, если преобладают супеси;
- 1,0 м – суглинки;
- 1,5 – глина.
Если грунт сильнопучинистый, то УГВ будет ниже на:
- 0,3 м – если почва в основном состоит из супеси;
- 0,7 м – суглинка;
- 1,0 м – глины.
Если глина и суглинки расположены довольно близко к расчетной глубине промерзания почвы – это не самое лучшее основание под фундамент мелкозаглубленного типа. Однако, это не означает, что строить на таких почвах нельзя.
Как решить проблему пучинистых почв
Существует масса способов, которые позволят понизить уровень пучения почвы. Рассмотрим самые распространенные.
Замена грунта
Замена пучинистого грунта считается наиболее трудозатратным и дорогостоящим процессом, так как предполагается полное удаление почвы, находящейся на месте будущей постройки. После этого засыпается новая земля или крупнозернистый песок и гравий, и фундамент укладывается на непучинистую почву.
Утяжеление здания
Чем меньше вес постройки, тем больше вероятность того, что на нее будет оказывать давление земля, разбухающая в холодное время года. Чтобы этого не происходило, рекомендуется возводить более массивные постройки. Однако, это также ведет к серьезным финансовым затратам.
Возведение плитного фундамента
Придать дополнительный вес зданию и предотвратить давление грунта можно установив в качестве основания для дома плитный фундамент. Цельная монолитная плита высотой более 20 см, заглубленная в землю будет подвергаться силам морозного пучения, однако в этом случае она просто равномерно приподнимется зимой и займет исходное положение, когда температура воздуха повысится.
Технически построить плитный фундамент не сложно (трудности могут возникнуть только на этапе армирования), тем не менее, такая основа тоже обойдется недешево.
Установка свайного фундамента
Если вы хотите обойтись малой кровью, то дешевле всего будет установить свайный фундамент. Однако стоит учитывать, что подобные конструкции подходят только для домов небольшого веса (каркасных, сооружений из сип-панелей и так далее).
В качестве фундаментального основания подойдут:
- винтовые сваи, которые вкручиваются в почву чуть ниже уровня промерзания;
- армированные конструкции (в этом случае необходимо подготовить скважины и установить в них стержни, обмотанные рубероидом и металлическим каркасом).
После установки свай, элементы соединяются при помощи распределяющих нагрузку плит или балок (ростверка), которые укладываются по периметру будущей постройки и утепляются пенопластом или пенополистиролом.
Некоторые строители возводят на пучинистых почвах кирпичные столбчатые конструкции высотой до 60 см и заглубляют их примерно на 15 см, однако такие основания подходят только для беседок, летних кухонь и прочих сооружений, не предназначенных для проживания.
Постоянное отопление дома
Если сравнивать температуру почвы, расположенной под отапливаемым и неотапливаемым домом, то в первом случае она будет выше почти на 20%. Соответственно, если в здании круглогодично будут проживать люди и постройка будет отапливаемой, то сила пучения сведется к минимуму.
Дренаж грунта
Чтобы предотвратить распирание почвы, можно снизить содержание воды в земле. Для этого необходимо соорудить дренажный колодец, который будет находиться на некотором отдалении от постройки. Чтобы построить такую систему необходимо:
- Вырыть траншею вокруг дома.
- Заложить в нее трубы с небольшими отверстиями по бокам. Чтобы вода от дома отводилась самотеком, необходимо укладывать трубы под небольшим уклоном по направлению к дренажному колодцу. Соответственно, чем ближе к колодцу расположен трубопровод, тем глубже он закладывается.
- Обсыпать трубы гравием и покрыть геотекстилем.
Теплоизоляция грунта
Чтобы снизить пучинистость грунта, можно возвести отмостку. Обычно такая конструкция изготавливается по периметру постройки для того, чтобы защищать фундаментальное основание от дождевых вод. Но, если произвести более мощную теплоизоляцию отмостки, можно будет снизить уровень расширения земли в зимний период.
Чтобы изготовить утепленную отмостку, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
- Ширина отмостки должны быть на 1-1,5 м больше ширины промерзания грунта.
- В качестве основы для отмостки рекомендуется использовать песок, который тщательно трамбуется и проливается водой.
- На песок укладывается пенополистирол или любой другой утеплитель слоем около 10 см.
- Сверху укладывается гидроизоляция (рубероид).
- На гидроизоляционный слой укладывается щебень и все заливается бетоном.
- Перед бетонированием рекомендуется выполнить армирование стальной сеткой диаметром 4 мм и размером ячеек 15 х 15 мм.
В заключении
Зная какие грунты преобладают на участке, можно вычислить уровень их пучения, соответственно можно подобрать лучший вариант обустройства фундаментального основания или снизить объем влаги в почве. Некоторые строители дополнительно утепляют фундамент, так как это также позволяет понизить уровень влияния влаги на бетонную основу дома.