На эксплуатационные характеристики дома влияют разные факторы и, даже земля под ногами имеет значение. Именно почва определяет:
- не деформируется ли здание уже после первой зимы;
- не появятся ли на стенах трещины;
- не начнёт ли фундамент проседать.
Учитывая влияние грунта на выбор фундамента, наибольшей ошибкой в частном строительстве будет решение ориентироваться на опыт соседей. Если рядом успешно построили дом на ленточном фундаменте, нет никаких гарантий, что такое решение будет правильным и для вашего участка. Структура почвы меняется буквально через несколько метров. Если под одним домом залегает плотный песок, то под другим может оказаться пластичная глина или даже слой торфа. Внешне эти отличия незаметны, но они определяют долговечность будущего сооружения.
Чтобы не допустить трагедии, профессиональные проектировщики всегда руководствуются одним принципом: сначала исследуют почву, а потом уже переходят к расчётам фундамента. Другого безопасного алгоритма не существует. Поэтому инженерно-геологические изыскания выполняют до начала проектирования.
Почему почва всегда имеет значение
Фундамент держит вес всего здания и передает его на землю. Но ни самый лучший бетон, ни супер крепкая арматура не способны компенсировать слабость основания. Если почва не может выдержать нагрузку либо меняет свои свойства под воздействием влаги и температуры, ожидайте деформаций. А лучше воспользуйтесь услугами специалистов, которые оценят не только тип почвы, но и другие её характеристики:
- плотность;
- влажность;
- пластичность;
- уровень грунтовых вод;
- глубину промерзания;
- последовательность залегания разных слоёв.
Опорная способность – одна из важнейших характеристик почвы. Речь идёт о максимальной нагрузке, которую она может выдержать — запас прочности земли под фундаментом. Если сравнивать характеристики, то крупнозернистый песок и скальные породы выдерживают больше нагрузки, чем насыпной грунт или торф. Дом начнёт проседать, если не включить в расчёт этот показатель. Хуже всего, когда проседание происходит неравномерно: одна часть фундамента остаётся стабильной, а другая постепенно опускается. Тогда возникают характерные диагональные трещины на стенах, перекосы оконных и дверных проёмов, деформируется кровля.
Собственник земельного участка не может самостоятельно определить опорную способность. Нужен отбор образцов почвы и лабораторные испытания. Тогда специальное программное обеспечение сможет правильно рассчитать площадь опоры фундамента и его конструкцию.
Уровень грунтовых вод и морозное вспучивание
Уровень грунтовых вод — ещё один фактор, оказывающий существенное влияние на выбор фундамента. Недостаточно раз выкопать яму и проверить, есть ли в ней вода. Этот показатель постоянно меняется.
Весной после таяния снега, осенью во время затяжных дождей или после обильных осадков уровень воды может подниматься на десятки сантиметров, а иногда даже больше метра. Если не учесть сезонные изменения, фундамент будет постоянно находиться во влажной среде. Высокий уровень грунтовых вод приводит к возникновению нескольких проблем одновременно:
- Во-первых, уменьшается опорная способность некоторых грунтов.
- Во-вторых, возникает риск подтопления подвалов и цокольных этажей.
- В третьих, под воздействием влаги и агрессивных химических соединений, которые находятся в воде, разрушается бетон, не получивший качественной гидроизоляции.
Чтобы избежать подобного эффекта, на сложных участках проектируют не только фундамент, но и дренажную систему, отводящую избыток воды от здания.
Вода, которая находится в порах грунта, промерзает и увеличивается в объёме. Если влажная почва содержит значительное количество мелких пор, образовавшиеся кристаллы льда буквально поднимают её вверх. Вместе с ней смещается фундамент. Это морозное вспучивание и происходит оно неравномерно. Один угол дома может подняться больше, чем другой. Весной, после таяния льда, почва оседает, но это не значит, что она возвращается на своё место. Через несколько таких циклов фундамент теряет свою геометрию.
Особенно склонны к морозному вспучиванию глинистые почвы, хорошо удерживающие влагу. Конечно, на них тоже строят, но при этом выбирают конструкции фундаментов, способных компенсировать сезонные перемещения основания. К тому же, почва редко бывает однородной. Даже в пределах одного участка застройки могут чередоваться слои разной плотности. Если одна часть фундамента опирается на крепкий песок, а другая – на пластический суглинок, здание будет оседать неравномерно. Подобные процессы иногда продолжаются годами, поэтому нужны профессиональные геологические исследования, охватывающие всю площадь будущей застройки, а не только одну точку бурения.
Основные типы почв и их особенности
Лучший для строителей вариант – скальные и полускальные грунты. Такие породы обладают очень высокой опорной способностью, почти не сжимаются, не боятся промерзания и практически не реагируют на изменение влажности. Поэтому на таких участках можно устанавливать любые типы фундаментов. Они не нуждаются в усилении основания, но сложность заключается в выполнении земляных работ. Разработка скальных пород требует использования специальной техники, что влияет на стоимость реализации предварительного этапа.
Другой вариант – песчаные грунты. Они считаются одними из лучших для частного строительства, ведь хорошо пропускают воду, поэтому не накапливают избыточную влагу и менее склонны к морозному вспучиванию. Впрочем, даже среди песков существуют существенные отличия. Крупнозернистые и среднезернистые пески имеют значительно лучшие характеристики, чем мелкозернистые или пылевые. Важную роль также играет степень уплотнения. Насыпной или недостаточно уплотнённый песок может давать неравномерную усадку даже через несколько лет после возведения дома.
Глинистые же грунты создают куда больше трудностей при строительстве. Их называют «живыми», ведь они постоянно реагируют на изменения влажности. После продолжительных дождей глина набухает и увеличивается в объёме. В жаркий период она высыхает, уплотняется и сжимается. Зимой же, накопив влагу, подвергается морозному вспучиванию. Из-за этой особенности нагрузка на фундамент постоянно меняется. Если не учесть её при проектировании, даже массивная конструкция со временем начнёт деформироваться.
Если определять наименее подходящие для строительства грунты, то ими, однозначно, будут торфяные. Они состоят из органических остатков, которые будут разлагаться даже после начала эксплуатации дома. Поэтому почва будет постепенно уплотняться, теряя объём.
Подобная ситуация наблюдается и на илистых отложениях. Они обладают низкой опорной способностью, легко насыщаются водой и не способны обеспечить стабильное основание для тяжёлого здания. Иногда на них всё же строят, но внедряют при этом конструктивные решения, передающие нагрузку на более глубокие, более прочные слои.
Выбор фундамента в зависимости от типа грунта
Конструкция подбирается после анализа всех геологических характеристик участка и расчёта нагрузки от будущего здания. Ленточный фундамент чаще всего выбирают для возведения дома на плотных и стабильных грунтах с низким уровнем грунтовых вод. Он хорошо подходит для большинства частных домов, однако в случае установки на слабых или склонных к вспучиванию почвах, требует большего углубления или дополнительных конструктивных решений.
Монолитная плита работает по другому принципу. Она равномерно распределяет нагрузку по всей площади застройки, поэтому её устанавливают на слабых, неоднородных или подвижных поверхностях. Это так называемый «плавающий» фундамент, которому не вредит перемещение основания.
Свайные фундаменты устанавливаются тогда, когда верхние слои земли не способны обеспечить необходимую опорную способность. Сваи проходят слабые горизонты и передают нагрузку на более крепкие слои, расположенные на большей глубине. Такие конструкции устанавливают на торфяниках, участках с высоким уровнем грунтовых вод или сложным рельефом.
Для лёгких строений — беседок, хозяйственных построек, каркасных домов или дач могут возводиться столбчатые фундаменты. Они допускаются и в строительстве тяжёлых жилых домов. Но применяются гораздо реже, ведь существуют куда лучшие решения.
Почему два одинаковых дома могут иметь разный фундамент
Многие удивляются, почему соседние коттеджи одинаковой площади возводят на разных типах фундаментов. На самом деле, это вполне нормальная практика. При проектировании учитывается состав грунта, но не только он. Большое значение имеют:
- этажность дома;
- материал стен и тип перекрытий;
- наличие подвала;
- конструкция кровли;
- климат и глубина промерзания;
- рельеф местности.
Двухэтажный кирпичный дом создаёт гораздо большую нагрузку на основание, чем одноэтажный каркасный, даже если их площадь практически одинакова. Именно поэтому их фундаменты должны быть разными.
Почему обзор соседской ямы не заменит геологию
Одно из самых опасных решений — делать выводы о почве на собственной территории только на основе осмотра соседнего участка или после осмотра выкопанной вручную ямы. Геология часто изменяется буквально через каждые 5-10 метров. На небольшой территории могут чередоваться разные типы грунтов, изменяться глубина залегания слоёв и уровень грунтовых вод.
Строительство без инженерно-геологических изысканий всегда связано с риском:
- неравномерное проседание фундамента;
- появления трещин в стенах;
- подтопление подвалов;
- разрушение подмостки.
Специалисты в ходе профессиональных геологических исследований определяют последовательность слоёв почвы, отбирают образцы, проводят лабораторные испытания, анализируют физико-механические характеристики земли, устанавливают уровень грунтовых вод и сезонные колебания. На основе полученных данных формируется технический отчёт, который становится основой для дальнейшей работы конструктора и позволяет возвести надёжный фундамент.
Фундамент – это основа каждого дома. Его надёжность определяется не только качеством бетона или арматуры, но и тем, насколько учтены свойства основания, на которое будет передаваться нагрузка. Заказывайте инженерно-геологические изыскания от компании Топограф, чтобы получить актуальную и полную информацию о составе грунта, уровне вод, физико-механических характеристиках основания и рекомендации для проектировщиков. Это поможет вам принять технически обоснованные решения и обеспечить долговечность будущего дома.
