Высокий уровень грунтовых вод и фундамент

В частном домостроении никто не будет заливать бетон в опалубку, если в котловане или траншее стоит вода. Уровень грунтовых вод – один из главных показателей проведения бетонных работ. Но вот в промышленном строительстве подводное бетонирование – это нормальная строительная операция. Ведь надо же как-то строить пирсы, волнорезы и другие гидротехнические сооружения.

Всегда ли важен уровень грунтовых вод?

Ответ однозначный – далеко не всегда. В ряде случаев, говоря о стоимости гидроизоляции фундамента и необходимости ее оборудования, на этот фактор вообще не обращают внимания. К таковым случаям относятся, в частности, ситуации, если здание расположено на водонепроницаемом грунте, либо на таком, который содержит хотя бы один подобный слой. Стоп – а в чем же смысл, если грунт-то «водонепроницаемый»? А в том, что название здесь не полностью отображает суть, которая выглядит следующим образом – вода, находящаяся на поверхности просто-напросто не может попасть в нижние слои, выбирая таким образом путь наименьшего сопротивления. Какой именно? Ответ очевиден – к основанию дома. Гидроизоляция позволяет защитить фундамент от подобного воздействия влаги.

Свою роль играет также и состав грунта, определяемый посредством проведения инженерно-геологических работ, в соответствии с их результатами. Нередко оказывается, что почва содержит в себе ту или иную агрессивную жидкость, которая уже представляет собой не влагу, а гораздо более опасный химический состав. И здесь уже глубина залегания этого состава абсолютно не важна. Важно другое – он способен влиять на материал основания, изменяя его структуру, ухудшая несущую способность, вызывая коррозию, которая в конечном итоге приводит к масштабному разрушению.

Именно поэтому, прежде чем заниматься гидроизоляцией фундамента, следует внимательно изучить химический состав грунта, дабы определить, какой тип защиты подойдет лучше всего. Весь этот процесс требует комплексного подхода, и заниматься ним должны исключительно профессионалы.

Способы борьбы с плывуном и выбор типа фундамента

Бороться с плывуном можно только в одном случае – если есть возможность обустройства системы дренажа ниже уровня его залегания. Плывун представляет собой взвесь мелких пылеватых частиц песка с примесями глины в воде и имеет полужидкую консистенцию с высокой вязкостью. Качественный дренаж с отводом воды может осушить плывун и предотвратить его дальнейшее появление. При этом в процессе эксплуатации здания придется регулярно проводить ревизию дренажной системы.

Способы борьбы с плывуном

Сам по себе плывун не является опасным, если не повреждать его целостность. Поэтому, если осушить плывун не представляется возможным, необходимо выбрать такой способ возведения фундамента, который позволит избежать контакта фундамента с плывуном, либо сведет этот контакт к минимуму.

Если в результате геологических исследований грунта было выяснено, что плывун находится на значительной глубине, ниже глубины промерзания грунта, для частного дома можно выбрать монолитный ленточный фундамент мелкого заложения с гравийной подсыпкой, либо, если размеры и вес зданий значительны, плитный фундамент на гравийно-песчаной подготовке.

Если плывун расположен на глубине не более 0,5 метра и его толщина незначительна, а под ним находятся твердые и устойчивые грунты, то лучше остановить свой выбор на свайном фундаменте с ростверком из бетона или с применением винтовых свай. Сваи заглубляют в твердые слои грунта не менее чем на 1 метр, в основании выполняют утолщение, препятствующее выталкиванию свай силами морозного пучения.

Дренажные работы на участках с высоким залеганием грунтовых вод

Цель проведения дренажных работ – понижение грунтовых вод. Самый простой, но при этом весьма затратный вариант – это повышение уровня вашего участка минимум на полметра. Для этого вам придется подсыпать участок сухим песком или грунтом, а затем разровнять бульдозером.

Читайте также:  Столбчатый фундамент своими руками: расчеты, пошаговая инструкция

Более бюджетный вариант – создание сети мелиоративных канав по периметру участка. Благодаря тому, что из канавы извлекается грунт, в освободившемся объеме собирается грунтовая вода. Канавы могут выполняться в виде открытых траншей, их дно желательно укрепить глиной и щебнем либо выложить специальными желобами. Также возможно создание канав закрытого типа, которые представляют собой асбоцементные трубы. В их нижней части высверливаются пазы или отверстия, через которые в трубу поступает вода.

схема дренажной системы

При проектировании канав важно учитывать особенности рельефа участка. Если ваш дом будет находиться на склоне, канавы необходимо ориентировать поперек склона, чтобы они не размывались мощными потоками воды во время паводков и ливней. Если ваш участок стоит на равнине, необходимо обеспечить небольшой уклон канавы (не более 5 сантиметров уклона на 10 метров длины).

За пределами участка вода должна стекать в придорожный кювет, а при его отсутствии – в дренажную трубу. В идеале, проектирование дренажной системы дачных и коттеджных поселков должно осуществляться централизованно, но если этого не произошло, рекомендуем вам обратиться к специалистам.

Фундамент монолитная плита для дома на болоте

На рисунке ниже представлено устройство искусственного грунтового основания и плитного фундамента для каменного дома на слабом болотистом грунте.

Плитный фундамент для одноэтажного дома со стенами из ячеистого бетона с облицовкой из кирпича. 1 – толща слабого болотистого грунта – 10 м.; 2 – песчаная подушка; 3 – насыпь; 4 – планировочная отсыпка; 5 – фундаментная плита; 6 – цоколь; 7 – гидроизоляция; 8 – отмостка; 9 – уровень грунтовых вод – 0,4 м. от поверхности.

Рассмотрим меры, принятые конструкторами фундамента, позволяющие построить дом на слабом болотистом грунте.

Для улучшения строительных свойств грунта в основании фундамента:

  • Выполнена частичная выторфовка – срезан растительный слой грунта на участке толщиной 300 мм. (чуть выше уровня грунтовых вод). В образовавшейся выемке устроена песчано-гравийная подушка, поз.2 на рисунке.
  • Сделана насыпь, поз.3, из непучинистого грунта. Грунт в насыпи укладывается с послойным уплотнением. Под весом насыпного грунта нижележащие слои слабого грунта уплотняются и оседают. Рекомендуется к строительству дома приступать через 6-12 месяцев после отсыпки, чтобы дать время для стабилизации оседания.

После устройства плитного фундамента дополнительно производится планировочная отсыпка грунта, поз.4.  Планировочную отсыпку выполняют любым грунтом.

Строительство дома на насыпи способствует общему подъему уровня поверхности участка, обеспечивает отвод талых и дождевых вод от дома и с участка.

Высоту насыпи, поз.3, можно уменьшить за счет увеличения толщины песчаной подушки, поз.2,, так, чтобы общая толщина насыпного грунта подушки и насыпи оставалась неизменной. Следует учитывать, что достаточно проблематично отсыпать и уплотнить грунт подушки  в воде, ниже уровня грунтовых вод.

Конструктивные решения по устройству фундамента для дома на болоте:

  • Для уменьшения давления дома на грунт применен плитный фундамент – монолитная железобетонная плита под всей площадью дома, поз.5 на рисунке. Причем, размеры плиты фундамента увеличены и выходят за пределы стен на 300 мм. с каждой стороны.
  • Пространственная жесткость фундамента увеличена путем устройства монолитного железобетонного цоколя, поз.6, связанного выпусками арматуры с плитой фундамента.
  • Монолитное железобетонное перекрытие в верхнем уровне цоколя может еще больше увеличить жесткость фундамента. Единая конструкция коробки цокольного пространства из монолитного железобетона – достаточно жесткое основание для каменного дома.
  • У дома со стенами их газобетона, армируют кладку стен и устраивают монолитный железобетонный пояс в уровне перекрытия этажей.

Показанная на рисунке конструкция фундамента была разработана для довольно тяжелых грунтовых условий: грунт – водонасыщенный ил толщиной 10 м., высокий уровень грунтовых вод – 40 см. от поверхности.

Для более благоприятных грунтовых условий  объем подушек и насыпей, а также монолитного железобетона в основании дома может быть заметно сокращен.

Все большую популярность у частных застройщиков приобретает вариант плитного фундамента – утепленная шведская плита.  В этом варианте под монолитную плиту фундамента укладывается утеплитель, а ребра жесткости направлены вниз, в грунт. Плита фундамента служит основанием для стен и основой для пола первого этажа. Некоторым минусом такой конструкции фундамента является низкий цоколь. В условиях значительной толщины снегового покрова в большинстве климатических зон России, низкий цоколь увеличивает риск увлажнения нижней части стены дома.

Читайте также:  Диаметры буровых свай при расчете нагрузки

Арматурный каркас для армирования плиты фундамента частного дома обычно состоит из верхней и нижней арматурных сеток и вертикальных связей между ними. Количество стержней арматуры и их диаметр определяются расчетом.

В случае строительства тяжелых двух- трехэтажных кирпичных домов в сложных грунтовых условиях более выгодным может быть устройство фундамента на забивных сваях.

На слабых грунтах с толщиной слоя менее 3-5 м. следует рассмотреть целесообразность строительства дома на буронабивных или винтовых сваях с опорой на нижележащий малосжимаемый слой грунта.

Влияние воды на фундамент

Все воды, расположенные ниже уровня земли, считаются подземными. Они плохо влияют на почву — снижают ее плотность, меняют способность насыщения влагой. Не менее отрицательно грунтовые воды сказываются и на состоянии фундамента. В холодное время года при замерзании влага увеличивается в объеме, поэтому все микроотверстия и трещинки, куда она успела проникнуть, расширяются. В результате срок эксплуатации фундамента сокращается, ведь ежегодно он ослабевает и разрушается.

Вода в виде осадков и поверхностных потоков тоже причиняет немало проблем. Она вымывает все, что стоит у нее на пути. В ходе прямого воздействия влаги на бетонные конструкции последние покрываются порами, кавернами, иными дефектами. Если же в воде много примесей (нефти, иных агрессивных соединений), процессы эрозии бетона протекают еще быстрее. Сооружение крошится, осыпается, утрачивает прочность. Приходится выбирать подходящие способы обустройства фундамента, строго учитывая конкретные условия местности.

Гидроизоляция фундамента от грунтовых вод

Измеряем уровень грунтовых вод

Первым делом необходимо выяснить уровень залегания грунтовых вод, их температуру, содержание в воде растворённых солей и периодичность подъёма. Гидрогеологические исследования можно провести своими силами, не привлекая дорогостоящих специалистов.

Бурение грунта для определения уровня воды

Если вода появилась в лунке, необходимо измерить высоту водяного столба. Для этого берём любой подходящий прут, опускаем в лунку и измеряем рулеткой расстояние от конца прута до влажной линии. Уровень водяного столба может меняться в течение дня, поэтому замеры необходимо проводить на протяжении нескольких дней. Самую высокую отметку принимаем за основу.

Уровень грунтовых вод

Нужно убедиться, что это уровень именно грунтовых вод, а не верховодка. Верховодка может находиться на уровне 5 м под землёй, на этой глубине могут располагаться грунты, сквозь которые не просачиваются талые или дождевые воды. Необходимо замерить расстояние до воды в близлежащих колодцах. Если расстояние до воды в колодце больше, чем в буровой яме, то это верховодка. Тут поможет кольцевой дренаж. А вот если это водоносная жила, то всё гораздо сложнее.

Геодезические правила помогут точнее определить ситуацию с грунтовыми водами на участке:

  • верховодка частый спутник глинистых или суглинистых грунтов;
  • избыток влаги возникает при затяжных дождях и при повышении уровня воды в озёрах и реках;
  • грунтовые воды имеют чётко определённые границы, хотя уровень воды может варьироваться;
  • грунтовые воды всегда постоянны, а верховодка коварна и непредсказуема.

Инструкция по заливке

Прежде чем приступить к работе, нужно детально изучить все технологические рекомендации экспертов-строителей о том, как правильно залить фундамент под дом. Даже если устройство основания буду выполнять подрядчики, полученная информация позволит вам со знанием дела контролировать рабочий процесс.

Заливка фундамента своими руками производится в несколько этапов:

  • сооружение опалубки;
  • изготовление армирующего каркаса;
  • бетонирование.

Сборка опалубки

Перед тем как залить фундамент под дом своими руками, нужно правильно собрать и установить опалубку. Эта конструкция состоит из деревянных щитов, установленных вдоль траншеи. Они будут служить для формирования бетонного основания. Каркас должен быть достаточно жестким, чтобы выдержать давление бетонной смеси.

Изготовление арматурного каркаса

Чтобы качественно залить фундамент своими руками и получить высокопрочную монолитную конструкцию, нужно изготовить надежный армирующий каркас. Он представляет собой пространственный каркас из рифленой арматуры сечением 12-16 мм. Соединение прутов между собой производится с помощью вязальной проволоки.

При армировании основания ленточного типа на дно траншеи на расстоянии 30-50 мм от стенок и с применением подставок высотой 30-50 мм укладывается 2-3 продольных прута (в зависимости от ширины ленты), которые связываются между собой поперечинами через 300-400 мм. Далее к ним крепятся вертикальные прутья длиной, которая должна быть равной глубине будущего фундамента. Затем через каждые 300-400 мм по высоте прикручивается горизонтальный каркас из продольных и поперечных арматурных стержней.

Рисунок 12. Схема армирования ленточного основания

Армирующий каркас для плитного фундамента делается в виде двухрядной горизонтальной сетки с размерами ячеек 200х200 мм. Они устанавливаются тоже на подставки, чтобы арматуру покрывал защитный слой бетона. Второй ряд армирующей сетки располагается на расстоянии 30-50 мм от предполагаемой верхней поверхности основания.

Заливка бетонной смеси

Перед тем как залить ленточный фундамент, нужно рассчитать необходимое количество бетона. Для этого нужно высчитать объем каждой ленты и просуммировать все полученные значения. Запас добавлять не нужно, поскольку при расчетах дважды учитывался каждый угол периметра. А при определении количества бетона для плитного основания желательно добавить запас 10 %.

В процессе работ важно выполнить заливку всего фундамента за один раз для получения однородной монолитной конструкции. Нарушение этого правило чревато образованием трещин и постепенным разрушением основания. Поэтому в большинстве случаев застройщики заказывают уже готовую бетонную смесь в специальных машинах – «миксерах». Это не только облегчает ручной труд, но и значительно ускоряет работу.

Обычно для основания используется бетон марки М250-М400. Лучше всего, если заливка фундамента под дом будет выполняться в теплое время года, поскольку в условиях минусовых температур снижаются прочностные характеристики железобетонной конструкции.

После заливки выполняется уплотнение бетона с помощью специального глубинного вибратора с последующим разглаживанием смеси для получения идеально ровной поверхности без впадин и наплывов.

Последовательность сооружения ленточного фундамента показа в следующем видео:

Процесс заливки плитного основания показан в следующем видеоматериале:

Сборный фундамент

Ну а если застройщик не может расстаться с мечтой о просторном подвале и хочет построить фундамент в воде – страшно или нет? Современные технологии осуществить и такую идею. Фундамент в таком случае сооружается из железобетонных блоков (как сделать фундамент из фбс блоков), установленных на опорной подушке (плите бетонной).

Котлован роют глубже уровня воды, сооружая по его периметру стенки из полимерных или стальных элементов, соединяемых между собой специальными замками. Летом можно обойтись и без них, но если строительство решено начать осенью, устанавливать стены придется обязательно. Воду, которая постоянно будет скапливаться на дне котлована, надо будет откачивать.

Дно подготовленного котлована тщательно разравнивают, а затем для выравнивания заливают тонким слоем бетона – готовят подбетонку (о том, как правильно залить фундамент под дом). Для фундамента грунтовые воды – плохие соседи, поэтому одновременно с устройством подушки по периметру ямы сооружают дренажную систему.

Она будет состоять из перфорированных поливинилхлоридных труб, обернутых геотекстилем и дренажного колодца, предназначенного для накопления отведенной из зоны строительства воды.

Сборный фундамент

На подбетонке монтируется опалубка, затем в ней устанавливается армирующий каркас, и производится заливка бетонной смеси.

Видео о заливке сваи ТИСЭ при высоком уровне грунтовых вод.

Водоотведение

Уже с самого начала строительства яма котлована заливается водой. Она мешает строительству. А любое строение может подвергнуться действию воды. Монтажные работы по водоотведению заключены в необходимости отвести воду от дома. Для этого создают комплекс сооружений в виде открытого и закрытого дренажа или непосредственно откачивают. Эти системы можно уставить отдельно и в комплексе друг с другом. Водопонижение играют значительную роль при возведении основания.

Для откачивания применяют поршневые, центровые, диафрагмовые и специальные глубинные насосы. Вода отводится при помощи приёмного рукава в сборный котлован.

Можно также построить временные водоперехватывающие или водоотводные каналы. В них используется дренаж и бетонный лоток для отвода воды. Для дополнительной защиты в нагорных частях создаются выемки и отвалы.

Для понижения в глубину до 7 метров применяют игло-фильтровые установки. Они состоят из водосборного коллектора и присоединённого к нему насоса. Несколько эжекторных иглофильтров погружаются в землю, и при помощи насоса происходит осушение участка с высоким уровнем грунтовых вод.