Прочный фундамент - одно из обязательных условий безопасной эксплуатации жилых и производственных зданий. Его технические характеристики и потребительские качества во многом зависят от соблюдения технологии возведения и грамотного проектирования.

Чтобы построить надежный фундамент для дома или хозяйственных помещений, необходимо правильно определить глубину его залегания. Для свайного основания потребуется рассчитать длину опор.

Условия строительства

Глубина заложения сваи фундамента определяется на основе данных гидрогеологических изысканий, проводимых на месте возведения объекта. При этом учитывают такие факторы, как:

• физико-механические свойства грунта и возможность их изменения в процессе строительства и эксплуатации дома;
• расположение подземных вод;
• максимально вероятный уровень осадков в течение весны и осени;
• склонность почвы к вспучиванию в зимний период;
• глубина промерзания.

Помимо гидрогеологических характеристик участка при расчете уровня залегания свайного основания имеют значение архитектурные и конструктивные особенности сооружаемых объектов.

Среди них можно выделить:

• вид здания, количество этажей и наличие подвальных помещений;
• уровень залегания несущих конструкций окружающих строений;
• величина и характер предполагаемых нагрузок, которые будут воздействовать на фундамент после введения объекта в эксплуатацию;
• расположение инженерных коммуникаций.

После проведения анализа гидрогеологических и инженерно-архитектурных условий строительства выбирают тип и материал свай, определаются с их конструкцией и рассчитывают диаметр сечения, количество и длину.

Виды и характеристики почвы

Поскольку свойства грунта оказывают существенное влияние на выбор технологии строительства зданий, то при закладке свайного фундамента обращают внимание на прочность почвы и ее устойчивость к сжиманию. При возведении дома или хозяйственных сооружений можно воспользоваться традиционными технологическими картами, разработанными для определенной местности. Однако стоит учитывать, что они актуальны для объектов промышленного и гражданского строительства. Более точные данные получают, исследуя почву непосредственно на площадке.

Еще одной характеристикой грунта является глубина промерзания, которая влияет на уровень закладки основания. Она зависит от месторасположения строительства, вида почвы на участке и теплотехнических параметров дома. Если возводимое здание предполагается отапливать, то уровень промерзания грунта снижается на 20-30 %. При строительстве холодных ангаров и других аналогичных сооружений он увеличивается примерно на 10 %.

Ошибки в определении основных параметров грунта и возможное его проседание могут стать причиной деформации основания дома, появления трещин на поверхности и повреждения несущих конструкций.

Расположение грунтовых вод

Не менее важным параметром наряду со свойствами почвы на строительной площадке является уровень грунтовых вод.

Если он расположен достаточно низко относительно основания, то глубина его заложения определяется с учетом вида и характеристик грунта. При высоком уровне подземных вод все расчеты проводятся на основе данных о промерзании почвы. Кроме того, следует обращать внимание на динамику содержания влаги в почве.

При непостоянном уровне грунтовых вод, который повышается во время обильных осадков целесообразно сооружение специальных кювет на территории расположения объекта. Они предотвращают негативное воздействие влаги на фундамент и служат для отвода ее излишков. Снизить высокий уровень грунтовых вод, который сохраняет стабильные показатели в течение года, помогут дренажные системы или их комплекс.

В качестве дополнительной защиты от влаги нужно предусмотреть гидроизоляцию несущей конструкции.

Определение длины свай

Согласно положениям СНиП 2.02.03-85 и его актуализированной версии СП 24.133300.2011 выбор длины свай осуществляется в соответствии с параметрами грунта на строительной площадке и уровнем расположения подошвы ростверка. При этом нужно учитывать имеющееся в наличии оборудование и технологические возможности возведения фундамента.

Нижние концы свай должны быть заглублены в прочном грунте не менее, чем на 0,5-1 м. Точные данные зависят от характеристик почвы и показателей ее текучести. При возведении оснований для производственных помещений с недорогим оборудованием, складов с малоценным сырьем, деревянных построек и других зданий III класса допустимо опирать сваи на пылевато-глинистые и песчаные грунты.

Длина сваи соответствует расстоянию от подошвы ростверка до твердого грунта с поправкой на особенности рельефа участка и величину предельно допустимой осадки. Ее минимальная величина составляет:

• для сейсмически активных районов - 4 м;
• на территориях с насыщенными влагой песками - 8 м.

В остальных случаях минимальная длина определяется видом свай для основания зданий и сооружений. Корректировку проектных данных проводят с помощью пробной забивки, а также статистических и динамических методов испытания.

Размеры свай разного вида

Помимо геологических условий и конструктивных особенностей возводимых зданий глубина заложения свайного основания зависит и от типа опор.

Винтовые

Для определения параметров опор оснований под легкие постройки небольших размеров иногда достаточно поверхностного анализа на участке. Если в самом низком месте строительной площадки на глубине до 50 см встречается глинистый или песчаный грунт повышенной плотности, то длина винтовых свай должна быть не менее 2 м. В других условиях производят расчет, учитывая уровень промерзания почвы.

К примеру, для строительства различных объектов в Подмосковье чаще всего используют винтовые сваи длиной 2-3 м. Конструктивные элементы небольшого диаметра востребованы при возведении заборов и беседок, а аналогичные изделия значительного сечения применяют для сооружения частного дома в несколько этажей.

Буронабивные

Они заливаются в предварительно подготовленные скважины, количество и расположение которых определяется проектом здания и технической документацией. Глубина бурения зависит от вида опор, которые могут быть без уширения, с корневидным основанием или уширенной пятой. При выборе конструкции определенного вида учитывают характеристики почвы и воздействующие на фундамент нагрузки.

Длина буронабивной сваи в грунте должна составлять не менее 3 м от подошвы ростверка или поверхности земли. Если используют конструкции без уширения, то их заглубляют в опорный пласт минимум на 1 м. Погружение опор в связный грунт с уширенной пятой не может быть менее 2 м или величины ее диаметра. Если строительство проводится на участках с погребенным слоем торфа, то конец свай располагают на 2 м ниже.

Диаметр стволов буронабивных опор определяется их длиной и высотой дома, и составляет:

• для конструкций до 10 м - 400 мм;
• для сооружений до 15 м - 500 мм.

Прочность свай размером от 15 до 30 м обеспечивается за счет стволов диаметром 600 мм.

Забивные

В зависимости от вида используемых материалов забивные сваи бывают деревянными, металлическими или железобетонными. Конструкции из дерева или металла перед погружением обрабатывают защитными составами. Посмотрите видео, как монтируют забивные сваи.

Минимальная длина железобетонных опор не превышает:

• для полых - 4 м;
• для сплошных - 3 м.

Стандартный размер может составлять от 3 до 16 м. Если глубина установки железобетонных опор предполагает значительное расстояние от поверхности до точки опоры, то используют составные сваи и комбинированный способ монтажа.

Винтовые сваи в последние годы стали приобретать все большую популярность. Их активно применяют в строительстве малоэтажного загородного жилья и при возведении малых архитектурных форм, при прокладке линий электропередач, трубопроводов и строительстве ограждений автостоянок, оборудовании причалов, пристаней и т.д. Причем, использование винтовых свай возможно абсолютно на всех типах грунта, включая торфяные и болотистые, кроме скального грунта. Несомненно, обладают целым рядом преимуществ, но чтобы эти преимущества были в полной мере реализованы, необходимо правильно и качественно устанавливать винтовые сваи. Между тем, нехватка специальных знаний и неопытность монтажников при установке винтовых свай способствует тому, что допускает ряд ошибок, которые впоследствии могут привести к разрушению строения, опирающего на эти сваи.

Одной из распространенных грубых ошибок является вывинчивание сваи с целью регулировки высоты. Дело в том, что высокая несущая способность винтовой сваи обеспечивается путем завинчивания, при котором межвитковые промежутки почвы не подвергаются разрыхлению, а скорее уплотняются лопастью сваи. Поэтому ввинчивая, а затем вывинчивая сваю, образуется под ней слой рыхлого грунта и в итоге свая может под воздействием нагрузки просесть на высоту вывинчивания.

Другая ошибка – не вертикальная установка сваи. При ввинчивании свая в грунте может натолкнуться на подземные непреодолимые препятствия и так сказать, «уйти в сторону». Максимально допустимое отклонение от вертикали по технологии может быть не более 1,5 – 2 градуса. Превышение этих параметров ведет к неустойчивости сваи, даже если верхушка сваи совпадает с запланированным размещением. В таких случаях лучше изменить размер сваи, но добиться вертикальности, при этом отдельно укрепив верхушку сваи к плоскости надстройки. Стоит отметить, что сваю, завинченную под углом, превышающим допустимые параметры, нельзя наращивать.

Ещё одна ошибка – ввинчивание сваи в предварительно выкопанную яму по каким-либо причинам. Для обеспечения достаточной несущей конструкции глубина установки сваи в основной (коренной) грунт должна быть не менее, чем на 600-800 мм. Это условная величина и может изменяться в большую сторону в зависимости от конкретных условий. Например, винтовая свая длиной 2,5 м для изготовления завинчивается в грунт на глубину не менее 1,5 м. Если верхний слой грунта является нестабильным (торф), то винтовая свая наращивается на необходимую длину и далее завинчивается до тех пор, пока не пройдет этот нестабильный грунт. Другими словами, винтовая свая должна иметь горизонтальную стабильность.

Ошибкой является и тот случай, когда винтовая свая с толщиной стенки трубы (ствола) 4 мм не бетонируется, что должно обеспечивать сваю увеличением параметров жесткости на изгиб и препятствовать разрыву трубы под воздействием замерзшего грунта. Кроме этого, бетонирование ствола сваи не до самого верха приводит к внутренней коррозии ствола, а, следовательно, к сокращению срока службы.

Зачастую бывает так, что участок не является абсолютно ровным, а грунт – однородным. Винтовые сваи оказываются установленными на разную глубину. В целях экономии некоторые монтажники могут либо не подрезать сваи «в уровень», либо завинчивать сваи на глубину, меньше положенной. Это, как правило, приводит к неравномерности несущей способности сваи. Пытаясь выровнять уровень, неопытные монтажники допускают вывинчивание сваи, что в результате может обеспечить просадку сваи. Не срезанные технологические отверстия существенно снижают долговечность и прочность ствола сваи. Приваренный оголовок и сварочный шов в целях избегания коррозии следует окрашивать.

Заметим, что срок службы винтовой сваи составляет 80-100 лет и несоблюдение технологии и соответствующих параметров завинчивания сваи мало того, что сокращает срок эксплуатации сваи, но и может привести к разрушению надстраиваемой конструкции.

Установка винтовых свай для домов и бань на песках и супесях

Песчаная и супесчаная почва непосредственно на поверхности в Подмосковье встречается крайне редко. В практике строительства свайно-винтовых фундаментов на чистом песке мы монтировали сваи только в садовых товариществах, расположенных в бывших песчаных карьерах. Гораздо чаще встречается ситуация, когда песок залегает под незначительным слоем грунта, земли или торфа. Песок под торфом обычно встречается в местах бывших торфоразработок. Если глубина залегания торфа не превышает 40-50 см, можно говорить о том, что винтовая свая монтируется в песчаную почву, если же глубина торфяника более полуметра, надо рассматривать эту ситуацию как монтаж винтовых свай на торфянике (подробнее об установке свайно-винтовых фундаментов на торфяниках смотрите ).

Из-за высокой плотности грунта установка винтовых свай методом ручного завинчивания в песках и супесях является одной из наиболее трудоемких. Причем сопротивление грунта в сухих песках и супесях ниже, чем в обводненных. При необходимости глубокого монтажа (более 150 см) свайно-винтовых фундаментов в обводненных песках мы рекомендуем использовать машинный способ закручивания винтовых свай.

Как и при установке винтовых свай в глинах и суглинках, перед закручиванием сваи ручным способом, мы делаем лидирующее бурение. Правда если для лидирующей щахты в суглинках применяется шнек (бур) диаметра 90 мм (пример приведен для наиболее распространенной при строительстве малоэтажных домов и бань винтовой сваи с диаметром ствола 108 мм), то для лидирующего бурения в песке можно использовать бур большего диаметра, вплоть до 200 мм. Обусловлено это тем, что когда винтовая свая закручивается, она уплотняет под собой грунт. В суглинках стенки лидирующей шахты практически не осыпаются, благодаря вязкости почвы. В песках, особенно мокрых, стенки шахты осыпаются стремительно и буквально после нескольких оборотов сваи шахта ниже винтовой лопасти полностью засыпается песком. И если суглинок при осыпании остается достаточно рыхлым, то песок, особенно мокрый, сразу приобретает практически исходную плотность. Большой диаметр лидирующей шахты отчасти компенсирует осыпание песка при закручивании винтовой сваи.

Поскольку пески и супеси, даже частично обводненные, обладают гораздо меньшим коэффициентом расширения, чем суглинки, их не относят к пучинистым грунтам. Глубина промерзания, особенно на сухих песках, минимальна и при средней толщине снежного покрова составляет 20-40 см. Да и замерзать в сухом песке нечему. Поэтому оптимальная глубина закручивания винтовой сваи на таком грунте меньше, чем на торфяниках или суглинках и составляет 120-150 см. Таким образом, на ровных строительных площадках для монтажа свайно-винтового фундамента можно использовать винтовые сваи с длиной ствола не 250 см, а 200 см, оптимизируя тем самым расход материалов и в целом уменьшая стоимость свайно-винтового фундамента.

Применение свайного типа фундамента стало очень популярным. С практической точки зрения данная технология позволяет получать высокую экономическую выгоду при достаточной прочности и долговечности конструкции. Одним из вариантов свайного основания является винтовой, при котором опоры вкручиваются в грунт на заданную глубину. Процесс строительства такого основания занимает минимум времени, но требует большого внимания к множеству деталей. Один из таких моментов - на какую глубину вкручивать винтовые сваи?

Практически невозможно дать однозначный ответ на такой вопрос. Конкретной универсальной цифры просто не существует – для каждого проекта она определяется индивидуально. На показатель влияет большое количество параметров, главным из которых является грунт и его характеристики.

Для каких грунтов пригоден фундамент на винтовых сваях

Для строительства свайного основания обязательно проведение инженерно-геологических изысканий. Они должны проводится для любого строительства, но в случае установки опор особенно важны. Путем извлечения кернов грунта и получается набор данных, которые важны для последующей разработки проекта.

Геологи могут дать точную информацию о глубине залегания грунтовых вод, а также характеристики этих вод – это важно для оценки негативного воздействия химических элементов на опоры.

Свайное основание подходит для любого типа грунтов, что делает их «лидером» в сравнении с и аналогами. Строительство винтовых опор позволяет выйти на любую глубину, на которой, по данным геологических работ, залегает слой грунта, имеющий необходимую несущую способность.

При разработке проекта оценивается экономическая составляющая реализации строительства, которая определяет переход к производству работ.

Конечное решение на какую глубину закручивать винтовые сваи определяет архитектор проекта, который должен располагать детальной картиной подстилающих грунтов и характеристиками будущего строения.

Винтовые сваи и необходимая глубина их погружения

В общем виде, винтовая свая представляет собой стальную трубу определенной длины, которая имеет заостренный наконечник и приваренный на протяжении трубы спиралевидный участок. Последний предназначен для перемещения грунта на поверхность и служит основой для ввинчивания конструкции. играют важную роль для вкручивания опор.

Винтовые конструкции отличаются большим разнообразием и могут применяться для любых типов грунтов. Их можно монтировать как вручную, так и с привлечением специальной техники.

Погружение выполняет плавно и начинается со снятия (или прохождения) растительного горизонта. Глубина вкручивания винтовых свай устанавливается с небольшим запасом прочности для обеспечения достаточной несущей способности. Минимальная глубина погружения сваи должна соответствовать глубине промерзания почвы в зоне строительства фундамента. Соответствующий показатель можно взять в СНиП 23-01-99. Например, в южных регионах (Белгород, Воронеж) глубина промерзания составляет примерно 1 м, в то время, как в северных может быть более 2,4 м. Следует помнить, что глубина промерзания песчаников выше, чем у глинистых почв.

Основное правило строительства свайного основания: чем глубже ввинчена свая, тем надежнее фундамент.

Диапазон параметров винтовых свай может различаться в широких пределах. При выборе ствола для строительства фундамента для дома, обычно выбирают сваю диаметром от 57 до 325 мм. При этом, толщина стенки обычно составляет от 2 до 5 мм. Длина опоры варьируется от 1,5 до 12 м. винтовые сваи выдерживают высокие нагрузки на сжатие, а также показывают хорошие значения при напряжении на выдергивание. Для строительства основания опоры более чем выгодны.

Преимуществами свай в виде винта выделяются следующие:

• Прохождение слабых грунтов и выход на слои достаточной прочности – универсальность строительства в любых условиях.
• Возможность повторного использования опор, что выгодно при строительстве временных сооружений.
• Сохранение почвы и растительности при производстве работ по вкручиванию вручную, без привлечения техники.
• Минимальный шум при выполнении работ.
• Высокая скорость возведения.
• Высокая прочность материала и созданной конструкции.

Экономическая выгода при высокой прочности служат главными причинами использования винтовых свай. Кроме того, в отдельных ситуациях такая технология единственная из доступных.

Завинчивание свай

После того, как Вы определились для каких грунтов подходят винтовые сваи и выгодно ли их применение для конкретного участка, следует переходить непосредственно к строительству. Строгое следование правилам монтажа свай приводит к достижению желаемого результата.

После проведения детальных расчетов и определения параметров сваи следует выполнить пробное вкручивание. Эта процедура важна для определения соответствия расчетов реальности и подбора оптимальной техники. Также оценивается степень, с которой подходит применяемая свая для определенного объекта. Устанавливается глубина промерзания и особенности прохождения грунта.

Завинчивание начинается с определения точек установки, которые выносятся в натуру по проекту с помощью рулетки, а в сложных конструкциях с привлечением геодезической службы.

Постепенно ввинчиваются все опоры. Монтаж осуществляется до выхода на определенную глубину. Это важно для обеспечения расчетной прочности конструкции.

По завершению монтажа и выходу всех свай на установленную отметку, выполняется обвязка основания для соединения опор в единый проект.

Винтовые сваи гарантируют долгосрочность эксплуатации здания. Простота конструкции, скорость возведения и гибкость в плане решения нестандартных задач определяют распространенность свай для разнотипных проектов.

Что такое торф?
Торф - это грунт, содержащий в своем составе половину и более органических веществ, который образовался в толще болот в результате длительного естественного отмирания болотной растительности. Образованию торфа способствовала повышенная влажность и недостаток кислорода в болотной толще, в результате чего волокна не достигли полного биологического разложения. Торф является весьма распространенным грунтом в России. Наша страна лидирует в мире по запасам торфа, который является широко используемым полезным ископаемым.
Торфяные грунты могут занимать очень большие территории. Например, в Финляндии и в Томской области торф занимает до трети всех земельных угодий. В Вологодской области десятая часть всех земель - это торфяники. Много торфа в Карелии, в Ленинградской, Рязанской, Московской и Владимирских областях.

К сожалению, во времена советской власти, в виду очевидного недостатка свободных территорий в стране, занимающей 1/6 часть земной суши, земли под садовые, огородные и дачные поселки чаще всего выделяли именно на «списанных» землях с залегающими торфяными грунтами. Поэтому вопрос о том, как правильно построить фундамент для дома или иного сооружения на торфе весьма актуален для России.

Правила строительства фундаментов на торфяном грунте сформулированы в СП 50-101-2004 "Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений" в разделе 6.4. "Органо-минеральные и органические грунты":

6.4.1. Основания, сложенные водонасыщенными органо-минеральными (илы, сапропели, заторфованные грунты) и органическими грунтами (торфы) или включающие эти грунты, должны проектироваться с учетом их особенностей: большой сжимаемости, существенной изменчивости и анизотропии (зависимости от направления) прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик и изменений их в процессе консолидации основания, длительного развития осадок во времени и возможности возникновения нестабилизированного состояния.

Подготовка грунтовых оснований: 6.4.23. При расчетных деформациях основания, сложенного органо-минеральными и органическими грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания должны предусматриваться следующие мероприятия:
- полная или частичная прорезка слоев органо-минеральных и органических грунтов фундаментами;
- полная или частичная замена органо-минерального и органического грунта песком, гравием, щебнем и т.д.;
- уплотнение грунтов временной или постоянной пригрузкой основания сооружения или всей площадки строительства насыпным (намывным) грунтом или другим материалом (с устройством фильтрующего слоя или дрен при необходимости ускорения процесса консолидации основания);
- закрепление илов буросмесительным способом. (В Скандинавии торф смешивают с чистым цементом или с цементно-зольными смесями с помощью громадных мешалок, закрепленных на строительной технике).

Варианты фундаментов: 6.4.24. В зависимости от типа основания, степени заторфованности, глубины залегания и толщины органо-минеральных и органических грунтов, а также конструктивных особенностей проектируемого сооружения и предъявляемых к нему эксплуатационных требований рекомендуются следующие варианты специальных мероприятий:
- уплотнение основания временной или постоянной нагрузкой, в том числе с устройством вертикальных дрен и дренажных прорезей - для оснований I и II типов;
- полная или частичная прорезка слоя органо-минеральных и органических грунтов фундаментами, в том числе свайными, - для оснований II, IV и V типов;
- выторфовка линз или слоев органо-минерального и органического грунта с заменой его минеральным грунтом - для оснований II, IV и V типов;
- устройство фундаментов (столбчатых, ленточных и т.п.) на песчаной, гравийной, щебеночной подушке или на предварительно уплотненной подсыпке из местного материала - для всех типов оснований;
- устройство сооружений на плитных фундаментах , перекрестных монолитных или сборно-монолитных лентах и т.п. с конструктивными мероприятиями по повышению пространственной жесткости сооружения - для всех типов оснований.

Особенности торфяного грунта как основания для фундамента дома Торф, как основание для фундамента дома, представляет собой сложный для строительтсва грунт. Торф обладает высокой сжимаемостью под нагрузкой, может менять свои свойства в зависимости от нагрузки, обводненности, степени биологического распада и течения времени. Главный вывод из этого прост: торф - ненадежное основание для фундамента дома. Кроме того, торфяной грунт имеющий кислую реакцию, содержащий химически агрессивные вещества, обладает высокой коррозионной активностью, причем не только по отношению к металлам, но и к бетону. При строительстве подземных бетонных сооружений на торфяном грунте требуется неукоснительно соблюдать толщину защитных слоев бетона, использовать водостойкие марки бетона, применять вибрацию при укладке бетонной смеси, чтобы снизить пористость бетона и производить гидроизоляцию бетона.

Какие существуют варианты устройства фундамента на торфе? Выбор вида фундамента зависит от нескольких факторов: особенностей геологического строения грунта под пятном застройки, конструкции дома, финансовых возможностей застройщика и доступности строительных материалов в конкретном регионе. Проектировать и строить фундамент на торфяном грунте без предварительного инженерно-геологического исследования грунта под пятном застройки - означает играть с судьбой будущего дома в Русскую рулетку. Слои и линзы торфа в толще грунта могут преподнести неприятные сюрпризы. Многообразие вариантов залегания торфа отражено на схеме ниже: Рисунок 1. Основные варианты залегания торфа в толще грунта.

Как видно на схеме, варианты залегания торфа не ограничиваются его сплошным залеганием на определенную глубину. Слои торфа могут чередоваться с минеральным грунтом, могут вклиниваться в него в различных вариантах. Если пренебречь геологическим исследованием грунта и выбрать конструкцию фундамента дома эмпирическим путем, то не исключено, что под нагрузкой или при изменении уровня грунтовых вод (после устройства дренажа) торф осядет, а вместе с ним и грунтовое основание под фундаментом. Рисунок 2. Механизм возникновения неравномерной осадки основания под приложенной от построенного дома нагрузкой.

Представление о расположении толщи, слоев, вклинений или линз торфа определяет выбор конструкции фундамента здания. Выторфовка и замена грунта Лучшим вариантом для строительства является неглубокое залегание под слоем торфа сплошного слежавшегося слоя минерального грунта без включений органических грунтов. При расстоянии от поверхности до слоя грунта с хорошей несущей способностью не более 1.5-2-х метров предпочтительным способом устройства фундамента является полная или частичная замена грунта в основании дома. При полной замене торфа на подушку утрамбованного крупного песка, уложенного в «ванну» из водопроницаемого геотекстиля, удается получить прочное малопучинистое основание с прогнозируемыми характеристиками. В этом случае можно строить дом на обычном малозаглубленном ленточном фундаменте, на фундаменте поверхностной плите, или устраивать заглубленную плиту с подвалом или цокольным этажом (варианты Д, Е, Ж на рисунке 3). Однако полная выторфовка и замена грунта на крупный или средний песок может потребовать существенных финансовых затрат, особенно при больших глубинах выторфовки. В случае необходимость сэкономить средства, выторфовка может производиться не полностью: в виде траншей для строительства заглубленного монолитного железобетонного ленточного фундамента, или в виде шурфов для железобетонных свай - колонн (вариант Г на рисунке 3). После возведения железобетонных конструкций фундамента и выполнения работ по защите бетона гидроизоляцией (при необходимости и утепления) производится обратная засыпка траншей или шурфов песком. Рисунок 3. Основные варианты фундаментов для строительства индивидуальных домов на торфяном грунте.

При проектировании фундамента с полной выторфовкой и заменой грунта следует помнить о том, что нагрузка от здания передается на основание (грунт) с расширением под углом 45 градусов в стороны. Поэтому, чтобы избежать боковых выдавливаний торфа, осыпаний краев песчаной подушки и ее просадки, следует планировать размеры выторфовки как минимум на значение ее глубины больше, чем сам фундамент. При этом минимальный отступ от границ фундамента рекомендуется устанавливать не менее 2 метров. Все пространство экскавации грунта лучше укрыть геотекстилем с нахлестом полотен и напуском на края на поверхности у краев экскавации не менее 1 метра. Полотна геотекстиля нужно закрепить костылями в грунт, чтобы предупредить его сползание при засыпке песка. Рисунок 4. Схема устройства выторфовки и замены торфяного грунта.

СП 50-101-2004 6.4.26. Песчаные подушки, устраиваемые под фундаментами с целью замены органо-минеральных и органических грунтов, уменьшения давления на нижележащие слои, повышения, в случае необходимости, отметки подошвы фундаментов, ускорения процесса консолидации (уплотнения) нижележащих грунтов, устраивают, как правило, из песков крупных и средней крупности. В отдельных случаях допускается применение щебня, гравия, шлака или гравийно-песчаной смеси. Мелкие пески для устройства подушек не рекомендуются. Плотность сухого грунта в подушках из песка крупного и средней крупности рекомендуется не менее 1,65 т/м 3 . Рисунок 5. Песчаная подушка на месте выторфовки глубиной 2 метра.

Свайные фундаменты на торфе В случае чередования слоев торфа, его вклинений и наличии линз можно использовать и варианты свай-стоек, прорезающих проблемные органические грунты и заглубленные или опирающиеся на слежавшиеся минеральные грунты. Конструкция свай-стоек подразумевает опирание на слои грунта с хорошими механическими свойствами и несущей способностью. Короткие сваи трения, полностью находящиеся в толще торфа без опоры на минеральные грунты, не применимы из-за низкой плотности и связности торфяного грунта и его осадки под нагрузкой. Свайные фундаменты также можно использовать для возведения экономичного фундамента вместо проведения сплошной выторфовки пятна застройки при небольших глубинах залегания поверхностного слоя торфа. В этом случае опорная часть сваи должна в любом случае залегать ниже нормативной глубины промерзания грунта. При глубинах залегания минерального грунты свыше 2-х метров свайный фундамент становится намного рентабельнее выторфовки с заменой грунта. Рисунок 6. Варианты свай-стоек для торфяного грунта и другие варианты конструкций фундаментов, прорезающих слой торфа.

Особенности конструкций свайных фундаментов на торфяном грунте. Торфяной грунт является химически агрессивной средой, ускоряющей коррозию и стали, и бетона. Высокая влагонасыщенность подразумевает высокую электропроводность торфа, играющую существенную роль в электрохимической коррозии. Поэтому материал свай необходимо защищать от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта. В России неоправданно широко распространено использование стальных винтовых свай на торфяных грунтах в качестве фундамента для постоянных сооружений. В мире такие варианты фундаментов из-за высокой химической агрессивности торфяного грунта и слабой боковой поддержки если и применяются, то только для сооружений с ограниченным сроком службы. Рисунок 7. Использование стальных винтовых свай в торфяных грунтах возможно для неответственных сооружений с ограниченным сроком службы.

Пункт 1.2.2 Международного строительного кода ICC AC358 «Helical Foundation Acceptance Criteria» содержит прямой запрет на использование стальных винтовых свай на органических грунтах, к которым относится и торф. Если винтовые сваи используются для временных сооружений и не имеют ростверка, то минимальное их заглубление в грунт по требованиям ICC AC358 должно составлять 305 см. Бетонные сваи и опоры также необходимо защищать от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта и грунтовых вод. Лучшим способом продлить срок службы бетонных конструкций в торфяном грунте является гидроизоляция и использование дренирующих свойств крупного или среднего песка. Наиболее удобной конструкцией, которая позволяет провести качественно гидроизоляцию бетона и частично заменить торф дренирующим грунтом, является устройство фундаментных свай-колонн в шурфах. При устройстве свай-колонн производится полная выторфовка в шурфе до слоя плотного минерального грунта ниже нормативной глубины промерзания. В шурфе либо отливается опорная железобетонная площадка (бетонная подготовка), либо производится уплотнение дна шурфа с помощью крупного песка или щебня. При опоре на бетонную подготовку свая-колонна может быть постоянного сечения. Если используется уплотнение забоя, то целесообразно устроить стойку трапециевидной формы с расширением книзу. Рисунок 8. Справа: свая-колонна в опалубке во время набора марочной прочности бетоном.

Технологически более простым является устройство буровой железобетонной сваи в несъемной опалубке. Минимальный рекомендованный диаметр короткой железобетонной сваи составляет не менее 30 см . Забой для буровой сваи обязательно должен уплотняться 10 см слоя щебня, втрамбованного в грунт. В качестве несъемной опалубки, защищающей тело сваи от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта можно выполнить из нескольких слоев рубероида или одного слоя битумно-полимерной гидроизоляционной мембраны, которые фиксируются на каркасе из оцинкованной сварной сетки. Рисунок 9. Изготовление несъемной опалубки - гидроизоляционной оболочки для буровой сваи

Бетонную смесь при укладке в опалубку необходимо вибрировать с помощью глубинного вибратора для исключения полстей в отливке и уменьшения итоговой пористости бетонного камня. Из-за слабой боковой поддержки торфа все головы свай должны быть связаны в единую систему ростверком. Для устройства свай-колонн можно выбрать и технологию по типу ТИСЭ - с разбуриванием расширения внизу забоя. Однако при такой конфигурации забоя могут возникнуть затруднения при уплотнении дня забоя трамбованием слоя щебня. Также следует иметь в виду, что имеющиеся в продаже буры с плужками в основном имеют диаметр шнека не более 25 см.

Рисунок 10. Набор прочности бетоном в несъемной опалубке из рубероида на каркасе из стальной оцинкованной сетки.

Альтернативные методы прорезывания толщи торфяного грунта. В ознакомительном, а не рекомендательном плане, следует упомянуть про устройство фундаментов на торфяном грунте с его сплошным прорезанием до минеральных опорных грунтов с помощью фундаментов - опускных колодцев, фундаментов на деревянных сваях и «народного» экономного способа частичной выторфовки и замены грунта (варианты Е, Ж и Д на рисунке 3). Фундаменты опускные колодцы устраиваются точно также как и классические колодцы, однако их задача состоит не в достижении водоносного слоя, а в создании надежной массивной опоры для строительной конструкции - будь то столб, мачта или небольшой бревенчатый домик. Колодец отрывается методом экскавации грунта из просвета бетонных колец, которые опускаются вниз под собственным весом. По достижении слоя минерального грунта забой уплотняется, а просвет внутри колец либо засыпается песком с послойным уплотнением, либо заливается бетоном, если задача состоит в создании опоры для ответственной конструкции. Применительно к дачному строительству, для небольшого дачного дома из дерева подошел бы фундамент из 4 -6 опускных колодцев, заполненных песком. А для установки высокой мачты, внешнего дымохода или массивной уличной печи подойдет фундамент из одного опускного колодца. Рисунок 11. Устройство фундамента на торфе способом опускного колодца.

Гораздо более экономичным и менее надежным является «народный» способ частичной замены грунта с устройством столбчатого фундамента для деревянных домов. Этот способ не гарантирует стабильности основания на всем сроке службы и не может быть рекомендован для каменных построек. Для частичной замены торфяного грунта вырывается шурф сечением 1,5 на 1,5 метра, глубиной ниже уровня промерзания грунта, который выстилается геотекстилем и заполняется смесью крупнообломочных пород с крупным песком. Поверх получившейся площадки отливается бетонная плита с опорой-колонной. Рисунок 12. Устройство фундамента частичной замены грунта с опорами-колоннами.

Еще одним экзотичным способом устройства фундамента на торфе является укрепления основания железобетонного фундамента забивными деревянными сваями, которые должны находиться ниже постоянного уровня грунтовых вод. Способ не надежен из-за постепенного биологического разрушения дерева (хотя оно может идти и тысячелетиями) и его убыстрения при понижении уровня грунтовых вод. А что делать, если глубина залегания торфа такова, что ни замена грунта, ни сваи не могут достичь надежного минерального гурнта? На этот случай существует редко используемый, но надежный способ устройства плавающего фундамента на постоянной пригрузке торфа песчаной подушкой.