Подготовка котлована под фундамент – это, возможно, один из самых ответственных этапов строительства, т.к. именно от этой фазы работ зависит, насколько хорошо будет стоять основание под дом, насколько оно будет прочным и долговечным.
Операции по формированию котлована начинаются с исследований несущих способностей грунтов.
Типовая технологическая карта устройства котлована под фундамент.
Эту стадию нужно проводить обязательно, так как в разных регионах почвы различаются по механическим свойствам. Более того, грунт может быть разным даже на соседствующих участках, поэтому предварительные анализы необходимы в любом случае.
Перечень мероприятий по подготовке почв под фундамент
Подготовка под фундамент заключается в проведении ряда мероприятий, которые позволяют довести прилегающие грунты до состояния, при котором они смогут нести нагрузки, соответствующие проекту. Также почвы после проведения работ должны плотно прилегать и обхватывать подошву и боковые части основания здания.
Основные стадии котлованных работ заключаются в формировании котлована, подчистки его дна (с помощью бульдозера), уплотнении оснований, увлажнении или осушении почв в ходе уплотнительных операций (опционально). Траншеи под фундамент обычно выполняются вручную перед непосредственными работами по укладке. В ходе этих работ проводится визирование поверхности основания, затем углы и оси стен выставляются с помощью колышков, отметку верха выполняют по нивелиру. Для крупномасштабных работ почвы срезаются ниже верхней отметки, площадка засыпается песком и трамбуется, что позволяет исключить ручной труд и получить хороший контакт грунтов с основанием фундамента.
Если траншеи нужно обустраивать в слабых насыпных или природных почвах, то может понадобиться их глубинное или поверхностное уплотнение (в соответствии с нормами проекта).
Поверхностное уплотнение грунтов
Схема производства траншеи под фундамент.
Поверхностное уплотнение грунтов под фундамент проводится путем послойного уплотнения с помощью тяжелых катков или трамбовок, которые многократно проходят по одному и тому же месту. Трамбовка сбрасывается на грунт котлована с высоты около 4-8 м и оказывает ударное воздействие своей массой (около 5-15 т). Таким образом обрабатываются рыхлые пески, слабые глинистые почвы, лессовые грунты. Работы проводятся до тех пор, пока не будет замечен так называемый отказ – предельный размер понижения поверхности уплотняемой почвы. Для разных почв он составляет от 5 мм (песчаные) до 2 см (пылевато-глинистые). В ходе поверхностного уплотнения котлована нужно учитывать влажность почвы, т.к. при оптимальном размере этой характеристики достигается наилучший результат при трамбовке. Если грунты слишком сухие, то они подвергаются дополнительному увлажнению.
Глубинное уплотнение почвы
Предварительное замачивание необходимо и при глубинном уплотнении почв под фундамент методом вибрирования. В этом случае подготовка грунтов заключается в погружении трубчатой иглы на глубину до 2,5 м, в которой есть отверстия для подачи воды. Около иглы погружается вибробулава, которая дает вибрацию в течение 30 секунд. При вибрировании в насыщенной влагой среде тяжелые частицы грунтов тонут, обеспечивая уплотнение.
Схемы разбивки траншей, котлованов и насыпей: а – котлована; б – траншеи; в – насыпи на местности без поперечного уклона; г – то же на косогоре; д – определение отметки дна глубокого котлована.
Гидровибратор представляет собой массивное оборудование, которое перемещают краном. Он позволяет проводить уплотнение, например, песчаных грунтов на глубину до семи метров.
Глубинное уплотнение заиленных и глинистых почв проводят также с помощью грунтовых или песчаных свай. Для таких работ полую сваю погружают в почвы с помощью копра или крана с вибратором.
Потом внутреннюю полость сваи заполняют песком с ежеслойной утрамбовкой, а саму сваю вытаскивают, проводят поверхностное уплотнение. Фундамент, располагаемый на подобным образом обработанных поверхностях, должен не превышать нормативов, так как при этом способе уплотнения не обрабатываются низко лежащие слои почвы.
Работы на «слабых» грунтах
В ряде случаев для замены слабых почв или для распределения нагрузок на большую площадь проводится песчаная или щебеночная подготовка для фундамента. На дно котлована в этом случае засыпается подушка из песка или щебня, которая разравнивается, увлажняется (при необходимости), трамбуется и выравнивается по верхнему уровню в соответствии с проектными документами.
Кроме того, усиление почв может быть проведено с помощью следующих методов:
Смолизация и силикатизация. В этом случае на расчищенную площадку завозят растворы и закачивают их в грунт с помощью инъекторов с последующей тампонизацией скважины. В качестве расходных материалов используют силикатный натрий (лессовые почвы), фосфорную кислоту в сочетании с силикатным натрием (для песков пылеватых) и др.
Термическое закрепление. Получается путем закачивания в скважину газа или жидкого топлива с последующим сжиганием под землей. Обожженные грунты создают в почве вертикальные укрепляющие столбы.
Цементация. Применяется для рыхлых песчаников, скальных пород с трещинами, гравелистых почв. В этом случае в грунты закачивается цементный раствор с помощью инъекторов, которые потом извлекаются из грунта.
Подготовка под фундамент для малоэтажного строительства
В районах, где почвы низкоувлажнены и достаточно стабильны, при возведении небольших сооружений выполняется бетонная подготовка под фундамент. Ленточный фундамент, например, может потребовать формирования котлована, укладки подушки, гидроизоляции, заливки цементным раствором, установки опалубки, монтажа арматуры и заливки полученных форм бетоном, трамбования, выравнивания, устройства гидроизоляции самого фундамента и обратной засыпки. Для работ обычно используют бетон марки не менее чем М 50, траншея требует ручной обработки.
