Строительство фундамента на песке для дома

Задача фундамента – нести нагрузку от здания, распределять и передавать нагрузку на грунт.

Схема дома на пучинистом грунте.

Фундамент на песке является неплохим основанием для дома. По надежности он стоит на втором месте после скального основания. При строительстве дома на песчаном грунте необходимо учитывать его некоторые особенности.

Виды песчаного грунта

В сухом виде он сыпуч и не становится пластичным даже при увлажнении.

В зависимости от процентного содержания и фракции частиц различают несколько основных видов.

Таблица допустимого давления на грунт.

1. Грунт из пылеватого песка. Он является самым неудачным типом основания под фундамент, так как несущая способность такого грунта зависит от влажности. При увлажнении походит на глину.
2. Мелкий песчаный грунт. При повышении влажности несущая способность снижается. При строительстве фундамента необходима гидроизоляция траншеи полиэтиленовой пленкой. Такой грунт содержит частицы размером более 0,1 мм в объеме более 75%.
3. Грунты средней и высокой крупности. Более чем на 50% состоят из частиц размером свыше 0,5 мм. Они обладают высокими показателями несущей способности и являются хорошим основанием для дома.
4. Гравелистый песчаный грунт. Содержит в себе больше 25% частиц, размер которых свыше 2 мм. Такой грунт является идеальным для строительства любого типа фундамента.

Особенности песчаного грунта

Его основная характеристика – это несущая способность, в основном зависящая от уплотненности и увлажненности слоев. Чем он плотнее, тем большую нагрузку он может нести без большой усадки.

Увеличение содержания влаги снижает несущую способность. Эта особенность не относится к песку крупной фракции. Поэтому песок, содержащий крупные частицы, лучше подходит для строительства фундамента, чем мелкий.

При увеличении глубины залегания породы увеличивается сопротивление сжатию. Таким образом, чем глубже подошва фундамента, тем усадка дома будет меньше.

Для качественного строительства необходимы меры по защите основания от влаги. Гидроизоляция фундамента на песках нужна даже с учетом того, что песок не удерживает воду.

Схема фундамента и основания.

Песчаный грунт относится к непучинистым. Не задерживая влаги, при промерзании он не увеличивается в объеме. На нем можно возвести любой тип фундамента. В случае наличия воды на участке проблему гидроизоляции можно успешно решить путем устройства дренажа и утепления основания дома по периметру.

Песчаный грунт может отличаться структурой. Сначала может идти средней фракции, а ниже пылеватый песок или с примесями глины. Поэтому его сопротивление дифференцировано в зависимости от глубины. Для выявления состояния перед строительством нужно сделать шурфы на глубину до 2 м и оценить его характер.

На песчаных грунтах обычно наблюдается низкий уровень вод. Это снижает уровень угрозы промерзания почвы.

Виды фундаментов

Фундамент для дома имеет следующие виды: ленточный, плитный, столбчатый и производные от них.

Самым экономичным вариантом фундамента является мелкозаглубленный ленточный фундамент. Он подходит для дома без подвала. С учетом усадки такой фундамент лучше возводить для деревянных строений. Его можно смонтировать из сборных элементов – фундаментных блоков.

Для домов с подвалом подойдет заглубленная лента. В таком случае нужно создать полноценную дренажную систему и провести гидроизоляцию стен и пола в подвале.

На песчаных грунтах можно возвести свайный или столбчатый фундаменты. Они просты и доступны по цене. Можно возвести и самый дорогой тип фундамента на плитном основании.

Выбор вида фундамента зависит от вида грунта и глубины залегания подземных вод.

Схема мелкозаглубленного ленточного фундамента для пучинистых грунтов.

Глубина заложения фундамента (расстояние от поверхности земли до подошвы фундамента) зависит от двух факторов: глубины промерзания грунта и уровня грунтовых вод.

От учета всех нюансов при заложении основы дома зависит долговечность здания. В среднем затраты на основание дома доходят до 25% от общих затрат. Экономия на основании недопустима. Устранение ошибок будет очень затратным, а в некоторых случаях просто невозможным.

Следует описать этапы строительства фундамента: разметка основания, расчет глубины закладки, определение несущей нагрузки, расчет ширины подошвы фундамента (нижней плоскости), определение уровня вод.

Подготовительные работы и разметка фундамента

Место для будущего дома нужно очистить от кустов и деревьев. Верхний слой плодородной земли можно использовать в другом месте. Желательно отвести поверхностные воды в сторону для недопущения затопления строительной площадки.

Разметка фундамента начинается с разбивки плана дома в натуре. В проекте обычно указывается, к какому объекту привязывается дом. Как правило, это соседние здания или дорога.

Первоначально нужно разметить расположение наружных стен дома. Для этого используются металлические или деревянные колышки и капроновый шнур.

Последовательность действий: размечается контур здания, забиваются колышки по углам.

Далее необходимо сделать обноску будущего здания. Обноска представляет собой конструкцию из двух колышков, к которым прибита ребром доска. Обноску нужно забить от края котлована на расстоянии от 2 до 5 м, чтобы она не мешала работе техники.

Земляные работы

Схема монолитного плитного фундамента.

Котлованы (траншеи) обычно копают экскаватором. Их форма зависит от вида грунта и его глубины.

Глубина траншеи без опалубки рассчитывается следующим образом:

• до 1 м для траншей с вертикальными ровными стенками на песчаных и гравелистых основаниях;
• до 1,25 м для траншей с вертикальными ровными стенками на супесях;
• до 1,5 м для траншей с вертикальными ровными стенками на суглинках и глинах.

При заложении столбчатых фундаментов ямы выкапываются круглой или квадратной формы. Ямы круглой формы устойчивы к обрушению стенок грунта.

Ямы и траншеи необходимо изолировать от стока поверхностных вод. Если в траншеи стекает вода с участка, то основание разжижается и теряет несущую способность. Для отведения поверхностных вод делаются канавы и отвалы.

Чтобы откосы траншеи не обвалились и основание не раскисло от атмосферных осадков, нужно сразу же закладывать основание.

Если вы решили закладывать основание дома не сразу, а через определенное время, лучше не докапывать траншею полностью до проектных значений на 10-15 см. Недокопанная земля защитит траншею от размокания основания во время осадков. Уже перед закладкой основания земля изымается до нужных отметок.

Ни в коем случае не допускается досыпка выкопанной земли в места случайного перебора обратно в траншею. Из-за его досыпки может произойти неравномерная усадка основания и дом может просто лопнуть.

В места случайного перебора грунта можно засыпать песок, щебенку, гравий. Затем их нужно хорошо уплотнить. Оптимальным вариантом является заливка мест перебора бетоном.

Глубина заложения фундаментов

Схема столбчатого набивного фундамента на глубину промерзания грунта.

Многие ошибочно считают, что лучшей является более глубокая закладка основания дома. Застройщики полагают, что надежную эксплуатацию фундамента может обеспечить расположение подошвы основания ниже уровня промерзания.

Действительно, силы морозного пучения не смогут давить на основание снизу вверх, поднимая фундамент, в случае нахождения подошвы основания ниже уровня промерзания грунта.

Не стоит забывать и про морозное пучение грунта, действующее на боковые поверхности. Оно может сильно повредить фундамент путем отрывания верхней части от нижней. Такое случается, когда основание дома сделано из камня, кирпича или небольших блоков. Особенно это касается легких домов.

Поэтому, чтобы не допустить разрушения фундамента на пучинистых грунтах, нужна не только закладка ниже уровня промерзания грунта, но также погашение силы бокового морозного пучения. Это можно сделать утеплением отмостки пенопластом, керамзитом или пумпаном.

В ином случае стены фундамента можно связать с помощью металлического каркаса. Его закладывают на высоту фундамента, связывая между собой нижнюю и верхнюю часть.

Можно выложить стены так, чтобы снизу они были широкие, а кверху постепенно сужались. Это существенно ослабит силы бокового морозного пучения.

Для определения глубины заложения фундамента нужно знать три основных показателя:

• высота грунтовых вод;
• уровень промерзания грунта;
• вид несущего грунта.

Если в зимнее время вода ниже уровня промерзания более чем на 2 м,, то для большинства составов глубина заложения рассчитывается без учета уровня промерзания.

Схема появления трещины при местном переувлажнении грунта.

Иными словами, если уровень вод будет на расстоянии более 2 м от уровня промерзания, то состав останется относительно сухим и не будет пучиниться. Все это значительно упрощает и удешевляет строительство фундамента.

Если вода находится до 2 м к уровню промерзания, грунтовый состав будет насыщен водой и будет пучиниться при морозе.

Фундамент закладывают с учетом того, что подошва фундамента должна располагаться не выше или немного ниже уровня промерзания.

Минимальная глубина заложения подошвы фундамента зависит от вида грунта:

• в сухих (крупные и мелкие пески, твердые глины) – 0,7 м;
• во влажных (пылеватые и мелкие пески, глинистые, лессовидные суглинки) – 1,2 м.

Подошву фундамента дома с подвалом закладывают ниже уровня пола подвала минимум на 0,4 м.

Самостоятельное определение уровня грунтовых вод и состава грунтов

Определить уровень вод можно следующим образом. Нужно выкопать шурф, то есть колодец. Его размер должен быть около 1 м×1 м, глубиной примерно 2,5-3 м.

Шурф-колодец защищает от стока поверхностных вод и осадков. Наиболее достоверная информация об уровне грунтовых вод может быть получена осенью или весной в период максимального уровня.

Для оптимизации затрат шурф можно выкопать, например, на месте будущего подвала. Благодаря шурфу можно узнать не только уровень грунтовых вод, но также и состав грунта.

Верхний плодородный слой обычно снимают, так как его равномерная просадка из-за гниения органических остатков может стать причиной разрушения дома. Плодородный слой легко узнаваем по темному цвету. Его толщина составляет 100-1000 мм и более. Под верхним слоем находится подстилающий грунт. Этот грунт является несущим и воспринимает нагрузку от здания.

Схема устройства песчаной подушки, заменяющей слабый грунт.

Естественные подстилающие грунты (крупные и средние пески, гравелистые пески)
являются надежным основанием дома. Глубина заложения фундамента в них минимальна и достигает 0,5 м.

Если естественными подстилающими грунтами являются пылеватые и мелкие пески, глины, супеси и суглинки, то нужно учесть уровень вод грунта. При значительном уровне грунтовых вод значительно снижается несущая способность.

В случае если подстилающие грунты – лессовидные суглинки, то они способны воспринимать достаточно большие нагрузки при небольшой влажности. Если имеется высокий уровень грунтовых вод, суглинки могут просесть даже от собственного веса.

Расчет ширины подошвы фундамента

Все виды грунтов, кроме илов и торфяников, могут воспринимать нагрузку от жилого дома. Если несущая способность слабая, нужно увеличить площадь подошвы фундамента в целях уменьшения давления на грунт. С увеличением площади подошвы фундамента снижается и давление на грунт.

Для правильного расчета ширины подошвы фундамента нужно знать два базовых показателя: вес здания с учетом снеговых нагрузок в зимний период времени и вид несущего грунта.

Вес дома рассчитывается полностью с учетом снеговых нагрузок и всей мебели в доме. Грунты имеют разную несущую способность. вы можете определить несущую способность того или иного грунта по следующей таблице.

Схема зависимости степени пучинистости грунта от давления.

Площадь подошвы фундамента рассчитывается на основании данных по общему весу здания и нагрузке, которую может нести грунт (на 1 см²).

Ниже будет приведен пример расчета ширины подошвы фундамента (площади подошвы фундамента) для 2-этажного жилого дома.

Двухэтажный жилой дом размером 12 м × 12 м без подвала.

Определение общего веса здания (в см и кг):

Вес крыши дома.

Легкая деревянная крыша будет весить немного – примерно 3 000 кг.

Кровля из металлочерепицы, около 800 кг.

Снеговая и ветровая нагрузка небольшая, приблизительно 2000 кг.

Вес крыши – около 5 800 кг.

Следует определить вес коробки дома.

На дом будет израсходовано примерно 15 000 лицевого кирпича. Кирпич весит около 4 кг.

15 000 шт. × 4 кг = 60 000 кг

Примерно на дом пойдет 2500 шт. ракушечника. Один блок ракушечника весит около 15 кг.

2500 шт. × 15 кг = 80 700 кг

На перегородки и капитальные стены пойдет около 12000 шт. красного кирпича. Кирпич весит примерно 3,8 кг.

12000 шт. × 3,8 кг = 45600 кг

Схема ступенчатой подошвы под ленточным фундаментом на склоне.

Перекрытие дома будет произведено круглопустотными железобетонными плитами. Потребуется около 34 шт. Размер плиты: 6 м ×1,2 м. Одна плита весит около 2200 кг.

34 шт. × 2200 кг = 74800 кг

Раствор для ракушечника и кирпича, стяжка, отделка из штукатурки будет весить около 63000 кг.

Мебель и оборудование дома будет весить около 5000 кг.

Всего: общий вес коробки дома – около 329100 кг.

Нужно определить вес цоколя и фундамента:

На цоколь пойдет около 6500 шт. кирпичей. Один кирпич весит примерно 3,8 кг.

6500 шт. × 3,8 кг = 24700 кг

Потребуется около 20 шт. фундаментных блоков. Один блок весит примерно 1600 кг.

40 шт. × 1600 кг = 64000 кг

Ростверк из бетона весит около 15840 кг.

Необходимо 0,52 м³ раствора для кирпича и монтажа блоков, 1 м³ раствора весит примерно 2000 кг.

0,52 м³ × 2000 кг = 1040 кг

Арматура весит около 500 кг.

Всего: общий вес цоколя и фундамента – около 106080 кг.

В итоге общий вес здания будет около 440980 кг, на грунт будет давить 441 т.

Расчет ширины подошвы фундамента.

К примеру, ширина подошвы фундамента равна ширине блока, то есть составляет 50 см. Длина периметра – 4800 см.

4800 см × 50 см = 240000 см². (площадь опирания дома на грунт).

Например, грунт, на котором будет стоять дом весом 440980 кг, является пластичной глиной. Допускается, что пластичная глина может воспринимать 2 кг на 1 см².

240000 см² × 2 кг = 480000 кг.

То есть вес, который может нести грунт из пластичной глины, составляет 480 000 кг.

Таким образом, здание весом 440989 кг давит на грунт из пластичной глины. Площадь опирания на грунт -240000 см². Несущая способность грунта – 480000 кг.

Запас прочности: 480000 кг – 440989 кг = 39011 кг.

Ширина подошвы фундамента – 50 см.

Вывод:

Ширина подошвы фундамента составляет 500 мм. Здание весом в 441 т с легкостью выдержит грунт из пластичной глины. Запас прочности составит 39 т, то есть в случае необходимости на грунт можно увеличить нагрузку в объеме 39 т.

Таковы самые важные моменты возведения фундамента на песчаном грунте, знания о которых необходимо применять на практике.