Заливка фундамента при высоком уровне грунтовых вод
Столбчатый фундамент способен противостоять деформации почвы при замерзании жидкости.
Под землей воды, не имеющие стока, оказывают давление на преграды в виде бетонных конструкций. К примеру, 1 кв. метр основания подвала, помещенного на 1 метр в грунтовые воды, получает давление, равное 1 тонне. Сила сопротивления, учитывая эту особенность, должна быть надежной, для этого устанавливают бетонную плиту 0,5 метра. Грунт с верховодкой выше точки его промерзания зимой будет подвержен силам морозного пучения. При выборе фундамента при таком стоянии жидкости необходимы:
- Цельная монолитно-железобетонная плита. Укладывают в грунт со сложным составом и плавучими свойствами, так как конструкция легко выдерживает морозное пучение. Отсутствует необходимость дренировать грунт.
- Ленточное основание. Такой вариант подойдет не для любого здания — имеет значение и его этажность, и материалы, используемые в строительстве. Уровень подпочвенного течения должен быть ниже 1 м.
- Столбчатый фундамент. Противостоит деформации почвы при замерзании жидкости.
Если гидроизоляция заложена неверно, то под давлением дно подвала выдавливается и слой изоляции разрушается. Вода заполняет помещение, оставляет высолы на стенах и способствует размножению грибка и плесени. Лучше всего при высоко поднятом уровне верховодки строить дом без подвала, а стены поднимать сразу от плиты.
Как защитить фундамент от вредного влияния грунтовых вод
Любой фундамент должен быть защищен от разрушающего воздействия грунтовых вод. Для этого:
- По всему участку оборудуется дренажная система, которая призвана отвести воду от основания.
- Создать по всему фундаменту гидроизоляционный слой и отмостку. Возможно сделать целый тротуар для стекания воды.
- На поверхность фундамента нужно нанести цементно-песчаный раствор слоем приблизительно 25 мм. После его просушки необходимо прикрепить к поверхности слой рубероида. Такая смесь при застывании не так пластична, как, например, мастика, поэтому при нагрузках может трескаться.
- Также можно использовать битумную мастику вперемежку с известью, которая наносится на боковые стенки фундамента. Заменой извести может стать мел, смешанный со смолой. Мастика перед нанесением расплавляется и наносится в 2 слоя, которые в общей сложности равны 8 мм. Такое покрытие способно создать гладкий водонепроницаемый слой, надежно защищающий фундамент от воды.
- Еще одной альтернативой станет гидроизоляционный слой из пленки, рубероида или толя. Куски материала укладываются внахлест, который должен составлять не менее 15 см.
Как отвести воду при заливке?
Во время строительства вырытая яма может начать заполняться водой. Работы по осуществлению водоотведения заключаются в отводе жидкости, используя комплекс систем из открытого и закрытого дренажа. Их установка может быть по отдельности и одновременно. Вода с помощью специальных глубинных насосов поступает в вырытый котлован-сборник. При сооружении временных водоотводных каналов применяют дренаж и бетонный лоток. При необходимости откачать воду из глубинных горизонтов используют игло-фильтровые установки, которые способны погружаться в землю до 7 м и осушать участок строительства.
Усиление фундамента
Самый простой вариант противодействия грунтовым водам – устройство глиняного или песочного замка, играющего роль барьера между пучинистым грунтом и массивом основания здания.
Для его создания фундамент со всех сторон обкапывается траншеей шириной до полуметра, которая засыпается смесью песка и глины (можно просто глиной), которая плотно трамбуется при засыпании. Таким образом, получается плотный барьер вокруг всего основания. Сверху этого пояса стоится отмостка шириной примерно метр или чуть больше, для защиты глины от внешней влаги и создания дополнительной опоры.
Способ отвода подземных вод от основания здания
Лучшее решение для отвода грунтовых вод – надежная гидроизоляция, совмещенная с полноценной дренажной системой и ливневкой. Конечно, во многих ситуациях дренаж не так обязателен, как глиняный замок и правильная ливневка, особенно, если грунтовые воды находятся достаточно глубоко, но лучше его сделать на будущее, так как условия почвы могут измениться.
Дренажную систему можно сделать и после завершения строительства, но лучше озаботиться этим заранее и заложить ее вместе с началом возведения фундамента. Как минимум в этом случае не придется дополнительно выкапывать траншею вокруг основания, так как все можно сделать во время рытья котлована под сам фундамент.
В проектировании дренажной системы требуется учитывать рельеф участка, глубину залегания подземных вод, а также тип грунта, его мягкость, сыпучесть и пучинистость. Сама по себе дренажная система достаточно простая и основная масса работ приходится непосредственно на рытье траншеи для ее устройства.
Дренажная система по шагам
На дно траншеи насыпается песок толщиной в 10-20 см в зависимости от условий, затем нужно вычислить равномерный правильный наклон, это проще всего сделать лазерным нивелиром. Затем на дно траншеи, на песок, выкладывается геотекстиль.
Также его нужно разложить вдоль всей траншеи и по середине приготовить гравий, а также создать необходимые углубления под дрены, не забывая учитывать изменения высоты. После чего нужно проложить трубы из перфорированного пластика и соединить их в одну длинную.
После проверки уклона толстой леской или строительным шнуром дрены оборачиваются геотканью, и заматываются веревкой из капрона. Обматывать дрены тканью нужно максимально плотно, чтобы не оставалось зазоров.
Затем на трубы насыпается гравий слоем до 20 см или чуть меньше и все вместе оборачивается геотекстилем, который был разложен под трубами заранее.
Обернутые трубы засыпаются песком, желательно речным
В этом деле крайне важно соблюсти чередование слоев и их последовательность. Геотекстиль, песок и щебень в дренажной системе выполняют задачи фильтров, которые не дают попасть в трубу грязи, мусору и частицам грунта, которые могут вызвать засор и вывести всю систему из строя
Также рекомендуется на всех углах дома соорудить смотровые колодцы, чтобы получить возможность доступа к дренажной системе для ее прочистки и контроля исправности. Сами колодцы сегодня изготавливаются из железобетонных колец или готовых труб, либо можно использовать полимерный, более современный вариант.
Дренажная система в своей самой нижней точке выводится в водосборник и затем уже в канализацию, роль которой может играть канава возле дороги, специально вырытый на участке колодец или небольшой ручей.
Осматривать дренажную систему нужно четыре раза в год, перед наступлением каждого сезона и регулярно чистить смотровые колодцы. В другое время колодцы должны быть закрытыми.
В случаях, если уровень воды в колодцах падает, то это означает ухудшение работы дренов, а причин этого может быть несколько. В первую очередь трубы могут осесть в каком-то месте, изогнуться под весом почвы или получить иные повреждения.
Также причиной может быть засорение фильтров, скопление ила внутри труб и любые другие виды засорений. Прочистить их можно гидравлическими воздействиями, так как механическая чистка может повредить трубы. В случаях, когда попытки прочистить дренаж не увенчались успехам, то требуется капитальный осмотр и ремонт всей системы.
Дренажная система видео
https://youtube.com/watch?v=WwxcbZoYxfk
Как можно заливать фундамент при высоком уровне ГВ?
Использование свайного метода предполагает установку железобетонных столбов по периметру предполагаемой конструкции.
Существует 2 способа заливания бетонной смеси в воде: с использованием свай и кессонным методом. В свайном методе используют железобетонные столбы, скрепленные паз-шипом. Для этого процесса применяют особый вид бетона, состоящий из насыщенного и ненасыщенного вида с добавлением портландцемента. Первый вид цемента более прочный, его выкладывают на опалубку, вторым заливают ядро возводящейся конструкции. Чтобы не произошла утечка смеси через щебень, на дно выкладывают брезент, закрывая и опалубку. Когда нижний слой затвердевает, то сверху выливают следующий раствор для создания монолитной конструкции.
Кессонный способ используют при сильном подземном течении либо при волновых явлениях. В таком случае опалубку делают из металла. На больших строительных территориях производят сборку кессона. В котлован забрасывают мешки с бетонным раствором. После их растворения смесь застынет, образуя надежное дно. После установок металлических свай с небольшим внешним уклоном их стягивают металлической крепкой проволокой. Далее под водой подводят специальные трубы с цементом и бетонируют участок.
Свайный способ
Свая проходит все слабые грунты или выше глубины промерзания. Опорная часть установлена в более надежных местах, которые находятся ниже промерзания. Для частных домов такое решение рационально оправдано. Стоимость по обустройству значительно ниже, чем монолитного ленточного фундамента. Меньше работ по рытью котлована, заливке и армированию.
Восходящая труба помогает устанавливать надежную конструкцию на небольшой глубине. Забиваются сваи, на поверхности воды сооружают рабочую площадку. Труба опускается на дно заполненного водой пространства. В трубу бетононасосом подается бетон. Грузоподъемником поднимают трубу, бетон выгружают на дно. Заливку делают слоями, пока не будет забетонирована вся конструкция.
Долговечность фундамента рассчитывают с учетом коррозионных процессов в грунте. Снаружи винтовые сваи покрыты многослойным антикоррозийным покрытием на основе эпоксидных смол, во время завинчивания ничего не повреждается. Металл, из которого делаются сваи, не разрушится даже в самом агрессивном грунте.
Глубина промерзания почвы и УГВ
Присутствие высокого уровня прохождения грунтовых вод затрагивает несколько позиций, связанных с закладкой фундамента. Они четко прописаны в СНиПах. И чаще всего в правилах встречается соотношение УГВ с уровнем промерзания почвы. Потому что эти два показателя являются главными факторами, снижающие прочность бетонной конструкции. Вот несколько позиций.
- Если уровень воды меньше уровня промерзания, то расчет фундамента производится по обычной схеме, то есть, только на нагрузку от дома.
- Если почва на строительном участке слабая, мягкая и подвижная, то закладка фундамента производится ниже УПГ. При этом обязательно организуется дренажная система для отвода подземных вод.
- Если уровень грунтовых вод очень высокий, то ленточный фундамент не рекомендуется возводить.
- Если в районе застройки частые подтопления, то приемлем единственный вариант – дом на сваях. При этом столбы забиваются в землю ниже уровня ее промерзания.
УГВ ближе, чем на 0,5 м
В этой ситуации единственное решение – сваи. Здесь три варианта: монолитные готовые, винтовые из стальной трубы и буронабивные.
- Идеальный вариант – монолитные. Их давно применяют в строительстве, у них повышенная несущая способность, они легко выдерживают морозное пучение. К тому же нет необходимости думать о дренировании грунта. Правда, для этого потребуется специальная техника.
- Винтовые сегодня стали очень популярны. В малом частном домостроении такие фундаменты для высоких грунтовых вод – оптимальное и дешевое решение. Единственный их недостаток – не самая высокая несущая способность. Поэтому придется рассчитать количество свай и расстояние между ними. Рекомендуется устанавливать винтовые сваи на глубину не больше 3 м.
- Что касается буронабивных конструкций, то это неплохой вариант, который имеет высокую несущую способность. Но есть у данной технологии и свой минус – придется проводить большой объем осушительных мероприятий.
От 0,5 м и более
При выборе типа фундамента предпочтение надо отдать плитной модели. Все дело в том, если разговор идет о доме, столбчатые конструкции в такой ситуации не смогут обеспечить необходимую несущую способность большого строения.
Ленточный фундамент использовать можно, но только мелкозаглубленный, который обычно сооружается под небольшие легкие постройки. В принципе, каркасный коттедж он выдержит. При этом рекомендуется сооружать фундамент с расширенным основанием.
К вопросу, как сделать фундамент плиту. Заливая ее на глубину до полуметра, надо понимать, что ее толщина и способ армирования будет зависеть от этажности строения, а также от типа материалов, из которых в основном будут возводиться стены. При этом придется продумать технологию теплоизоляции. Кстати, это важный этап сооружения плиты.
Если почва на участке очень слабая, то подушку под фундамент дома для высоких грунтовых вод засыпают до тех пор, пока ее материалы не вытеснят лишнюю влагу и не перестанут уходить вглубь.
1,5 м и более
Сравнивая описанные выше условия, надо отметить, что в этом случае можно использовать устройства фундаментов на грунтовых водах ленточного типа и плитного. Но обе конструкции должны быть мелкозаглубленного вида.
Это интересно: Что выбрать — фундамент или винтовые сваи
Высокие грунтовые воды. Влияние грунтовых вод на свойства грунтов основания
Все связные дисперсные грунты (суглинки, глины, супеси) ухудшают свои физико-механические характеристики при увеличении влажности. При малой влажности глинистые грунты находятся в твёрдом состоянии. С ростом влажности глинистых грунтов они переходят в пластичное состояние, удельное сцепление с и угол внутреннего трения φ закономерно снижаются за счет ослабления структурных связей и смазывающего действия воды на контактах частиц. При дальнейшем увеличении влажности она обычно достигает влажности на границе текучести и грунт разжижается, приобретая свойства вязкой жидкости.
Фото: Под воздействием влаги грунт потерял несущую способность
На несвязные дисперсные грунты (пески, щебенисты грунты) влажность влияет меньше, т.к. удельное сцепление в них практически отсутствует, а трение между частицами во многом обусловлено формой и характером их поверхности. Однако наличие воды в таких грунтах все же снижает внутреннее трение φ — до 20%.
В твердой компоненте грунтов могут содержаться и растворимые в воде минералы: гипс, кальцит, каменная соль и др., а также органические вещества, которые под воздействием грунтовых вод растворяются ослабляя структурные связи или образуют пустоты.
Кроме того, существуют специфические грунты, которым контакт с водой противопоказан – это просадочные и набухающие грунты.
Просадочные грунты имеют крупные поры (макропоры) и низкую влажность и в сухом состоянии мало чем отличаются от обычных глинистых грунтов. Но после замачивания они быстро размокают, теряя структурные связи и под нагрузкой резко сжимаются за счет схлопывания пор — просаживаются. Иногда суммарная просадка основания при этом может быть очень велика до метра и более.
Набухающие грунты — глинистые грунты с большим содержанием гидрофильных глинистых минералов и малой влажность в природном состоянии. Поступающая в набухающие грунты влага поглащается поверхностью глинистых частиц, образуя гидратные оболочки. При первоначальном относительно близком расположении частиц, под действием гидратных оболочек они раздвигаются, вызывая увеличение объема грунта и подъем поверхности (почти как при пучении).
Дополнительные советы
Если фундамент — это основа строения, то основа фундамента — это грунт
Важно соблюдать правило непрерывной укладки бетона
Чем больше воды, тем чаще вспучивает грунт.
- Рассчитывайте правильно объем заказываемой смеси с учетом возможных технологических потерь;
- Чтобы образовался монолит, фундамент заливают за один раз, пока бетон не застынет;
- Если планируются большие объемы бетонирования, закажите бетон в миксерах напрямую с завода;
- Марка бетона должна подходить под условия строительства, с небольшим запасом прочности. Сверху укладываемый бетон необходимо вибрировать высокочастотным прибором.
Чтобы смесь не расслаивалась, щебень и песок не оседали вниз, а цементное молоко не всплывало наверх, следуйте простым рекомендациям и доверяйте проверенным способам бетонирования.
Влияние воды на фундамент
Вода отрицательно действует на фундамент. По своим физическим свойствам, во время замерзания вода становится больше в объеме. Когда температура воздуха опускается ниже нулевой отметки, трещины и отверстия, куда проникла вода, расширяются и становятся больше. Со временем фундамент слабеет и разрушается.
Много забот доставляют грунтовые воды в верхних слоях, включая выпадение осадков из дождя и мокрого снега. Примеси в воде имеют химические соединения с агрессивными техническими выбросами в атмосферу. Отработанная нефть, выхлопные газы автомашин оседают на поверхности бетона. Под воздействием вредных веществ появляется эрозия. Конструкция теряет прочность, начинает сыпаться, отслаиваться и крошиться.
Вода имеет способность вымывать все, что встречается не ее пути. Даже под воздействием чистой воды, без примесей, постоянно и постепенно вода вымывает частицы фундамента, появляются поры, каверн, другие дефекты.
По-разному решаются задачи, создаваемые грунтовыми водами. Строение фильтрации бортов карьеров, гидроизоляция подземных и гидросооружений, другие моменты, связанные с нежелательным поступлением воды.
Устройство дренажной системы при высоком УГВ
Схема конструктивного разреза дренажной траншеи.
Если на строительной площадке грунт глинистый, во время работ по формированию котлована он ведет себя как песок-плывун. Это затрудняет подготовку ямы, в которую будет устанавливаться фундамент. Поэтому следует заглубить дрены и устроить накопительный и приемный колодцы. То есть сделать дренажную систему, которая должна включать не только комплекс труб, отводящих грунтовые воды от фундамента и построек, но и от участка.
Для этого вокруг него выкапывают мелиоративные канавы. Грамотно выстроенная сеть из таких траншей отлично понижает УГВ. Принцип ее действия следующий: жидкость начинает скапливаться в ней, так как не встречает на своем пути сопротивления грунта. Стенки траншей укрепляют деревянными или металлическими щитами, предотвращая тем самым оползни. Но можно и засыпать канавы гравием или щебнем. Однако такая система в некоторых случаях слишком высокого УГВ нерациональна и требует укладки в траншеи дрен.
Дренирование участка с использованием перфорированных труб
Устройство фундамента на грунтовых водах требует предварительного осушения участка. В отличие от ливневой системы глубина заложения труб здесь значительно большая. Правила работ следующие:
- Дрены укладываются на одном уровне с подошвой плиты (ленты) или ниже нее на 20-30 см.
- При высоком уровне грунтовых вод требуется не пристенный, а кольцевой дренаж.
- Расчетная глубина заложения дрен зависит от многих факторов, важнейший из которых — тип грунта на участке строительства.
- Фундамент должен быть расположен от труб на расстоянии, которое рассчитывается в зависимости от внутреннего трения пород.
Дренажная система в разрезе.
Определяем тип грунта:
- почву нужно взять с глубины 15-20 см и 90-100 см. Затем образец следует немного увлажнить и растереть между ладонями, словно скатывая. При высоком УГВ пробы, взятые с глубины, следует сначала высушить до уровня полувлажности;
- если получается довольно упругая «колбаска», грунт глинистый;
- если в процессе растирки между ладонями он трескается и ломается, это суглинок;
- когда раскатывание невозможно по причине рассыпания на небольшие шарики, значит, это супесь;
- почвы с высоким содержанием песка не скатываются.
Этапы работ по устройству кольцевой дренажной системы
- Определение схемы расположения труб.
- Формирование траншей шириной до 40 см требуемой глубины. При высоком уровне грунтовых вод рекомендуется выполнять работы постепенно, выкапывая не более 20 м, монтируя трубопровод и приступая к разработке следующих 20 м, засыпая предыдущую траншею вынимаемым грунтом.
- Воды, в большом количестве заполняющие дно рва, нужно откачивать дренажным насосом или помпой.
- Траншея заполняется песком на высоту до 20 см. Отсыпка утрамбовывается.
- Аналогичным образом выполняется гравийная подушка из камней средней фракции (можно использовать щебень).
- Между песком и гравием целесообразно проложить геотекстиль, который предотвратит осыпание мелкого грунта и заиливание дренажной системы.
- На слой щебня укладывается геотекстиль с перехлестом кусков ткани не менее 15 см.
- Подготавливаются дрены. Если они заводские и перфорация в них находится только с одной стороны, то она должна быть обращена ко дну рва. Далее производится укладка и соединение труб.
- Трубопровод накрывается геотекстилем.
- Обратная засыпка начинается с песка, который должен составить слой толщиной не менее 20 см.
- Далее траншея заполняется щебнем или гравием на высоту 15-20 см.
- После этого ров до верха засыпается вынутым прежде грунтом.
