Фундамент при высоких грунтовых водах: выбор основания, дренаж, рекомендации

Идеальными условия для строительства бывают редко. Многим застройщикам приходится сталкиваться с близким к поверхности почвы уровнем залегания подземных вод. А если ситуация осложняется большим количеством глины в составе грунта, то о сухом подвальном помещении можно не мечтать: ему придется выдерживать значительное давление сил неизбежного пучения. Фундамент при высоких грунтовых водах возводится по правилам, которые позволяют минимизировать этот неблагоприятный фактор.

Схема разметки территории под фундамент.

Самыми сложными условиями считаются те, когда подземные воды располагаются на точке промерзания грунта. В этом случае подошву основания невозможно заглубить должным образом и находится она непосредственно над УГВ. Но и в этом случае есть выход: устраивают «плавающий» фундамент, подушка которого является амортизатором подвижек грунта во время его сезонного пучения. Тип основания выбирают в зависимости от веса здания и других параметров. «Плавающей» можно выстроить и монолитную плиту, и ленту, и столбчатое основание. Но оптимальным вариантом для болотистых почв является основа на винтовых сваях.

Как высокий уровень грунтовых вод влияет на фундамент?

Для бетона наиболее разрушительны не столько сами подземные воды, сколько присутствующие в их составе различные солевые растворы и другие химические соединения. Комплекс этих компонентов провоцирует разрушение бетона посредством некоего вещества, на языке строителей название его звучит как «цементная бацилла».

Схема водоотвода фундамента.

Ее действие можно обнаружить визуально: фундамент расслаивается и на нем появляется светлый рыхлый налет, напоминающий гипс. Помимо этого, возможно возникновение плесени и грибка, желтоватых размытых пятен, запаха сырости в непосредственной близости от бетонного монолита.

При высоком уровне грунтовых вод сложности начинают возникать на стадии строительства котлована. Его дно размывается и теряет плотность, несущая способность почвы становится крайне низкой. Если основание устанавливать непосредственно на нее, просадки и разрушение бетона неизбежны. Поэтому в условиях залегающего близко к поверхности почвы УГВ необходимо устройство дренажной системы и отведение вод в ближайший водоем, накопительный колодец или городские коммуникации.

Основной опасностью при возведении дома на участке с высоким УГВ является восходящая суффозия - вымывание минеральных составляющих грунта.

Вследствие этого он теряет устойчивость и его несущая способность снижается. Поэтому без необходимого в этих условиях комплекса работ по осушению почвы строительство даже легкого здания становится невозможным.

Фундамент при высоком уровне грунтовых вод: распространенные ошибки

Схема пристенного дренажа фундамента.

Ленту или плиту из бетона начинают укладывать в полужидкий грязевый состав, предварительно откачав основное количество воды. Такое основание обладает низкой несущей способностью, причинами которой являются:

Подошва основания получается рыхлой, состоящей их перемешанных между собой комков земли и бетона. Это в то время, когда она должна образовывать прочную плоскую поверхность.
Во время непрестанной откачки грунтовых вод происходит вымывание цементной составляющей и монолит получается пористым. Такое основание не является надежным и может не выдержать запланированного веса здания.
При высоком уровне грунтовых вод многие видят выход в закладке в опалубку сухой бетонной смеси. Но такое решение ошибочно, так как в этих условиях невозможно полноценное перемешивание состава и монолит вскоре начнет слоиться.

Открытое водопонижение при высоком УГВ

Это один из самых удобных для частного застройщика способов осушения котлованов и траншей под фундамент. Выполняется оно с помощью насоса, откачивающего избыток грунтовых вод. Но незнание технологии этого процесса может привести к недопустимым последствиям. Правила работ таковы:

Схема отвода воды в дренажный колодец.

нужно добиться такого состояния почвы, чтобы УГВ был на 0,2-0,4 м ниже уровня строительного участка;
в процессе формирования котлована следует укладывать перфорированные трубы - дрены, по которым будет происходить отвод воды за пределы участка;
в качестве дрен проще всего использовать недорогие трубы диаметром 110 мм из серого или оранжевого пластика, предназначенные для монтажа канализационных систем;
грунт вынимается таким образом, чтобы направление тока грунтовых вод шло навстречу лопате или ковшу экскаватора. Если делать обратное, то неизбежна его размывка;
открытое водопонижение производится до первых признаков появления суффозии. Продолжение откачки грунтовых вод приведет к его непригодности для того, чтобы установить на нем фундамент;
целесообразно использование насосов, оснащенных автоматикой. В отличие от визуального наблюдения за состоянием грунтовых вод, открытое водопонижение производится более эффективно.

Важно: пробивающиеся с глубины струйки воды, выносящие на поверхность частички грунта и откладывающие наплывы наподобие лавы у кратера вулкана, являются первыми признаками восходящей суффозии. Причем масса выносимых частиц почвы должна непрерывно возрастать. Грунт приобретает способность оползать в самое неожиданное время. Поэтому отвод воды немедленно прекращают, а ее уровень необходимо повысить до исчезновения признаков суффозии. При проблемах повышенной сложности требуются рекомендации профессионала по осушению почв.

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.

Выбор и устройство основания для дома при высоком уровне грунтовых вод

Схема ленточного плавающего фундамента.

Одна из опасностей при высоком УГВ - большое содержание сульфатов, растворенных в воде. Они способны разрушать бетон, разрыхляя его. Поэтому в таких условиях строительства рекомендуется использовать для приготовления цементно-песчаного раствора сульфатостойкий портландцемент. Это необходимо независимо от того, какой выбран фундамент. В этом составляющем бетонной смеси отсутствуют вещества, которые способны вступать в химическую реакцию с содержащимися в жидкости солями и прочими агрессивными компонентами.

Если уровень грунтовых вод находится ниже точки промерзания грунта, но это расстояние меньше 1,5 м, то закладка основы на супесях и песчаных почвах производится на глубине 0,7-1 м. Если на участке суглинок, то на расчетной точке промерзания либо ниже нее на 20-30 см. Последнее верно и для случаев совпадения УГВ и ТПГ (точки промерзания грунта). В условиях тяжелого грунта (влажной глины) нужно поступить следующим образом: подошву сделать толще, чем сам фундамент, а его стенки выполнить с небольшим наклоном. Такая конструкция обладает значительно лучшей устойчивостью к боковому давлению почвы, которое возникает в процессе ее пучения.

Фундамент на «плавающей» подушке

Это оптимальный вариант основания для дома при высоком УГВ. Принцип устройства одинаков как для монолитных плит, так и для лент и свай. Этапы работ следующие:

Таблица пропорций компонентов бетона.

Монтируется кольцевая дренажная система.
Своими силами или с помощью экскаватора выкапывается котлован или траншея требуемой глубины и ширины. Фундамент должен опираться только на статичный грунт, поэтому дно уплотняют с помощью виброплиты.
Для плит достаточно высоты 40 см, насколько будет выше поверхности почвы лента, решается исходя из конкретных условий строительства и пожеланий застройщика.
Формируется «плавающая» подушка, которая полностью состоит из утрамбованного песка. Его слой должен быть не менее 50 см. Весь объем засыпки сразу не закладывается в траншею: работы производятся постепенно, в несколько слоев, каждый из которых тщательно уплотняется.
Поверх подушки настилается геотекстиль или другая подходящая водопроницаемая долговечная ткань. Это делается для предотвращения проседания мелкого грунта.
Далее отсыпается щебень на толщину 15-20 см. Этот слой аналогично утрамбовывается.
Настилается рубероид.
Из досок, фанеры и других пиломатериалов монтируется опалубка. Она устанавливается внутри котлована или траншеи. Для укрепления стен деревянный каркас с внешней стороны усиливается укосинами и устанавливаются бруски, подпирающие щиты.
Приступают к устройству армирующей сетки. Для монолитных плит она выполняется из 2 рядов арматуры марки А-3 сечением 12 мм. Ячейка сетки - 20/20 см. Вертикальные прутки нарезаются в соответствии с выбранной толщиной плиты. Но для всех армирующих каркасов существует правило: нижняя сетка должна отстоять от подошвы фундамента на 5 см и недоставать до верха опалубки 5-7 см. Вертикальные прутки всегда устанавливаются в шахматном порядке.
Армирование ленты выполняется из такой же ребристой арматуры сечением 12 мм. Для каркаса требуется 4 ряда продольных прутков, которые связываются между собой поперечными стержнями через каждые 40 см.

Приготовление бетона

Схема приготовления бетона.

Если заливается монолитная плита, целесообразно заказать миксер и закончить работы по устройству фундамента за один день. Для бетонной ленты раствор часто готовят самостоятельно. Правила работ:

песок и щебень (гравий) должны быть чистыми, без вкраплений грязи;
оптимальная марка связующего: М 500 сульфатостойкий портландцемент;
пропорции: 1 часть просеянного карьерного песка и 3 части связующего. Гравия или щебня закладывают в 1,5-2 раза больше, чем песка;
смесь должна быть достаточно вязкой, но не текучей;
для большей пластичности состава в воду добавляют специальные вещества - пластификаторы;
для придания бетону водоотталкивающего свойства в раствор можно заложить сухую смесь «Пенетрон Адмикс», которая повысит его прочность на 10-15%;

Процесс бетонирования и гидроизоляции фундамента

При самостоятельной заливке не рекомендуется торопиться и выкладывать в опалубку большие объемы цементной смеси. Оптимальный вариант - заливать состав послойно, так как он требует тщательного уплотнения. Его выполняют, используя отрезок арматуры, которым протыкается жидкий бетон. Это позволяет выгнать из него воздух. Желательно следующий слой заливать тогда, когда предыдущий схватится в достаточной мере и образует довольно прочную поверхность.

После завершения работ по формированию ленты или плиты их требуется защищать от пересыхания и размывания дождем. Поэтому в первые дни бетон поливают водой из шланга, а на ночь укрывают водоотталкивающим материалом.

Когда он окончательно созреет, опалубку демонтируют. Далее все боковые стороны фундамента обмазывают битумом или другим гидроизоляционным составом. На поверхности плиты или ленты укладывают листы рубероида, который послужит отсечной гидроизоляцией для нижней обвязки здания.