Глинисті грунти для будівництва фундаментів викликають чимало складнощів, особливо при близькому розташуванні грунтових вод. Глини, насичені водою - рекордсмени за силою морозного обдимання. На фундаменти і всі інші підземні споруди ці сили впливають, викликаючи серйозні деформації, тріщини, провали і руйнування. Звичайно, здебільшого в тих випадках, коли ці споруди спроектовані з помилками і без урахування впливу грунтів основи.
Мерзлотоведение - це розділ інженерної геології і дуже серйозна наука, яка в числі іншого розробляє особливі методи дослідження особливостей промерзлих грунтів і способи якісного будівництва на цих вкрай непростих грунтах.
Волога глина промерзає досить складним чином. Глина замерзає не відразу всім масивом, так як вона має пори, хоча візуально це і не помітиш. Спочатку стає льодом вода у великих порах і цементує частки грунту, в результаті чого слабка глина перетворюється в скельний грунт, який можна розробляти лише киркою, а то і вибухівкою. Збільшення обсягу при замерзанні близько 9%. Зрозуміло, що навесні ця скеля перетвориться в бруд.
Але на замерзанні води в порах грунту справа не закінчується, оскільки в перебігу довгої зими йде процес постійного зростання вологості глини, через підсосу грунтової води з нижнього горизонту. А якщо УГВ високий і ця вода поруч - замерзлий ґрунт може увібрати її стільки, що утворює цілі прошарки з льоду, при цьому настільки збільшить свій обсяг, що легко і просто підніме будинок, спучилася дорожній одяг з асфальтобетону, деформує залізничні полотна і злітну смугу аеродрому і т. подібне. Десятки сантиметрів пучения взимку - явище нерідке. А навесні в наявності результат цього явища, що отримало назву морозного обдимання - рідкий розтанув грунт стає брудом, асфальт зруйнований, на дорозі ями і вибоїни, будівлі дали просідання, а фундамент пішов тріщинами. І ремонт часто вже не допоможе.
Ще одне «цікаве» явище - промерзлий водонасищенний грунт має властивість змерзатися з фундаментом, в тому числі і зі палею, як і з будь-якої підземної конструкцією. Тиск від мерзлого грунту, що виникає при цьому, настільки велике, що ламає палі. На вертикальні поверхні фундаментних стін ці сили діють по дотичній, і руйнуючи, і виштовхуючи будови з землі. Одне з ефективних засобів запобігти все це - влаштувати вертикальну гідроізоляцію фундаменту із застосуванням рулонних матеріалів, це суттєво знизить зчеплення і змусить мерзлий грунт «ковзати» по поверхні, при цьому дотичні сили обдимання будуть в значній мірі нівельовані.
Але професійні будівельники та дорожники не просто мають купу неприємностей від процесу морозного пученія, а цілком ефективно з ним борються. Способи різні, іноді із застосуванням хімії. Але на своїй ділянці найкращим методом боротьби з безоднями є простий засіб - осушення. Якщо вдалося відвести воду, влаштувавши ефективну систему дренажу, то пученіє або не виникне, або буде набагато слабкіше.
Але перш ніж боротися, потрібно дізнатися ворога в обличчя. Щоб звести капітальний будинок на глинистому ґрунті, потрібні геологічні дослідження і проектні розрахунки. Звернення в проектну організацію в даному випадку буде практичним рішенням, а будівництво з дотриманням технологій, і за проектом, виконаним фахівцями, позбавить від неприємних сюрпризів надалі.
У разі, коли будується лазня, гараж або невеликий будинок, виконати якісний фундамент на глинистому ґрунті можливо самостійно, вивчивши питання технічно і керуючись будівельними нормативами.
Спочатку потрібно визначитися з деякими характеристиками грунтів вашої ділянки:
Про те, як візуально визначити склад грунту, багатьох людей вчити не треба, все, хто має справу з землею, прекрасно розбираються, що ж за грунт у них під ногами. Якщо взяти в руку грудку вологого грунту, розім'яти і спробувати скачати його ковбаскою або зробити «шнур», то пісок - просто розсиплеться, суглинок чи «жирна» супесь спочатку скачається ковбаскою, але швиденько потріскається і розвалиться на шматочки. Але якщо в долоні скататися ціла і еластична «ковбаса» - ясно, що перед вами глина. Тобто - ви маєте грунтову основу для будівництва особливої складності.
Вологість теж можна оцінити без лабораторних методів, хоча і не в точних відсотках. Якщо залишити комок глинистого грунту на повітрі, і він буде сохнути годинами - значить, глина волога. Саме така глина здатна дати сильні сезонні пучения і зрушення.
Рівень грунтових вод ділянки визначається, якщо є колодязь. Якщо немає - можна визначити при бурінні свердловини або шурфу. Інформацію можна отримати і від сусідів, адже при будівництві часто копають колодязі і бурять свердловини.
ГПГ - є довідковими даними, вони є в будівельних нормативах, з класифікацією по районам будівництва.
Вибір виду фундаменту на глині залежить як від глибини промерзання, так і від висоти проходження підземних вод.
1. Якщо УГВ набагато нижче глибини промерзання, то можливий вибір для невеликого будови МЗЛФ - мелкозаглубленних монолітної стрічки. При цьому є кілька особливостей:
Перетин стрічки потрібно прийняти у вигляді трапеції, що спирається на широку основу, або зробити Т-образне розширення підошви стрічки. Ці заходи приведуть до збільшення площі підошви фундаменту, і як наслідок - до зниження питомої зусилля на фундамент від грунту.
Під фундамент необхідна подушка - не менше 40 см крупного піску, ущільненого пошарово, шарами до 10 см. Подушка може бути виконана з щебеню або пескогравійной суміші. Головне - це підстава буде дренирующим, тобто відведе від фундаменту воду. Ще одна функція подушки - вона є амортизатором.
Зовнішня вертикальна гідроізоляція фундаменту обов'язкове, і виконувати її потрібно, використовуючи рулонні гідроізоляційні матеріали високої міцності. Створивши ковзаючу поверхню, гідроізоляція послабить зчеплення мерзлого грунту з фундаментними стінами, не дозволить глині налипає на фундамент. В результаті збільшила свій обсяг замерзла глина буде зрушуватися своєю масою окремо від стіни фундаменту, не викликаючи його зрушення, підняття і руйнування. Утеплити фундамент - також міра раціональна. Звичайно, якщо будується підвал з опаленням, утеплення роблять в будь-якому випадку.
Отмостка навколо будівлі, що має в складі «пирога» утеплюючий шар, значно знижує дію сил морозного пученія на фундамент.
2. Другий випадок - коли грунтові води проходять близько до поверхні, складніше. В цьому випадку можливий вибір підстави у вигляді армованої монолітної плаваючою плити. Цей фундамент зніме проблему впливу пученія і сезонних переміщень на будівлю, так як за своєю конструкцією розрахований не на боротьбу з ґрунтом основи, а на рух разом з ним, як човен з поверхні води. Тому дана підстава і називають «плаваючим». Один серйозний мінус - цей фундамент самий витратний.
Інший можливий вид фундаменту - пальовий з розширенням. Буронабивні палі заглиблюють на значну глибину, нижче промерзання грунту, і крім того, виконують їх не постійного перетину, а з «п'ятою». Розширення на кінці палі не дозволяє силам морозного обдимання виштовхнути її з-під землі. Одна з технологій влаштування паль з розширенням - технологія ТІСЕ застосовується багатьма приватними будівельниками.
Пальово-гвинтовий фундамент також заслужив повагу приватних будівельників. Технологія пристрою твердого грунту при порівняно невеликих матеріальних витратах і часу стає все більш популярною. Палі, виготовлені зі сталевих безшовних труб з певною товщиною стінки, що пройшли антикорозійну обробку і всередині, і зовні труби, мають гвинтові лопаті на кінцях. Ці лопаті дозволяють не тільки забурити палю в грунт, навіть мерзлий, а й виконують завдання розширення підстави палі. Внутрішні порожнини гвинтових паль для запобігання корозії металу заповнюють бетоном.
Однією з ефективних заходів боротьби з обдиманням залишається водовідведення та водозниження на ділянці - тобто пристрій дренажної системи.
