Какой фундамент избрать для строительтства на торфе

Что такое торф?
Торф – это грунт, содержащий в собственном составе половину  и наиболее органических веществ, который  образовался в толще болот в итоге долгого естественного отмирания болотной растительности. Образованию торфа содействовала завышенная влажность и недочет кислорода в болотной толще, в итоге что волокна не достигнули полного био разложения. Торф является очень всераспространенным грунтом в Рф. Наша страна лидирует в мире по припасам торфа, который является обширно применяемым полезным ископаемым.
Торфяные грунты  могут занимать весьма огромные местности. К примеру, в Финляндии и в Томской области торф занимает до трети всех земляных угодий.  В Вологодской области десятая часть всех земель – это торфяники.  Много торфа в Карелии, в Ленинградской,  Рязанской, Столичной и Владимирских областях.

К огорчению, во времена русской власти, в виду тривиального недочета  вольных территорий в стране, занимающей 1/6 часть земной суши, земли под садовые, огородные и дачные поселки почаще всего выделяли конкретно на «списанных» землях с залегающими торфяными грунтами.  Потому вопросец о том, как верно выстроить фундамент для дома либо другого сооружения на торфе очень животрепещущ для Рф.

Правила строительства фундаментов на торфяном грунте сформулированы в СП 50-101-2004 "Проектирование и устройство оснований и фундаментов спостроек 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) либо включающие эти грунты, должны проектироваться с учетом их особенностей: большенный сжимаемости, значимой изменчивости и анизотропии (зависимости от направления) прочностных, деформационных и фильтрационных черт и конфигураций их в процессе консолидации основания, долгого развития осадок во времени и способности появления нестабилизированного состояния.

Подготовка грунтовых оснований: 6.4.23. При расчетных деформациях основания, сложенного органо-минеральными и органическими грунтами, больше предельных либо недостаточной несущей возможности основания должны предусматриваться последующие мероприятия:
— полная либо частичная прорезка слоев органо-минеральных и органических грунтов фундаментами;
— полная либо частичная подмена органо-минерального и органического грунта песком, гравием, щебнем и т.д.;
— уплотнение грунтов временной либо неизменной пригрузкой основания сооружения либо всей площадки строительства насыпным (намывным) грунтом либо иным материалом (с устройством фильтрующего слоя либо дрен по мере необходимости убыстрения процесса консолидации основания);
— закрепление илов буросмесительным методом. (В Скандинавии торф соединяют с незапятнанным цементом либо с цементно-зольными растворами при помощи большенных мешалок, закрепленных на строительной технике).

Варианты фундаментов: 6.4.24. Зависимо от типа основания, степени заторфованности, глубины залегания и толщины органо-минеральных и органических грунтов, также конструктивных особенностей проектируемого сооружения и предъявляемых к нему эксплуатационных требований рекомендуются последующие варианты особых мероприятий:
— уплотнение основания временной либо неизменной перегрузкой, в том числе с устройством вертикальных дрен и дренажных прорезей — для оснований I и II типов;
— полная либо частичная прорезка слоя органо-минеральных и органических грунтов фундаментами, в том числе свайными, — для оснований II, IV и V типов;
— выторфовка линз либо слоев органо-минерального и органического грунта с подменой его минеральным грунтом — для оснований II, IV и V типов;
— устройство фундаментов (столбчатых, ленточных и т.п.) на песочной, гравийной, щебеночной подушечке либо на за ранее уплотненной подсыпке из местного материала — для всех типов оснований;
— устройство сооружений на плитных фундаментах, перекрестных цельных либо сборно-монолитных лентах и т.п. с конструктивными мероприятиями по увеличению пространственной жесткости сооружения — для всех типов оснований.

Индивидуальности торфяного грунта как основания для фундамента дома

Торф, как основание для фундамента дома, представляет собой непростой для строительтсва грунт. Торф владеет высочайшей сжимаемостью под перегрузкой, может поменять свои характеристики зависимо от перегрузки, обводненности, степени био распада и течения времени.  Основной вывод из этого прост: торф – ненадежное основание для фундамента дома.  Не считая того, торфяной грунт имеющий кислую реакцию, содержащий химически брутальные вещества, владеет высочайшей коррозионной активностью, при этом не только лишь по отношению к сплавам, да и к бетону. При строительстве подземных бетонных сооружений на торфяном грунте требуется обязательно соблюдать толщину защитных слоев бетона, применять водостойкие марки бетона, использовать вибрацию при укладке бетонной консистенции, чтоб понизить пористость бетона и создавать гидроизоляцию бетона. 

Какие есть варианты устройства фундамента на торфе?

Выбор вида фундамента зависит от нескольких причин: особенностей геологического строения грунта под пятном стройки, конструкции дома, денежных способностей застройщика и доступности строй материалов в определенном регионе.
Проектировать и строить фундамент на торфяном грунте  без подготовительного инженерно-геологического исследования грунта под пятном стройки – значит играться с судьбой грядущего дома в Русскую рулетку. Слои и линзы торфа в толще грунта могут преподнести противные сюрпризы. Обилие вариантов залегания торфа отражено на схеме ниже:

Набросок 1.  Главные 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 разных вариантах.
Если пренебречь геологическим исследованием грунта и избрать систему фундамента дома эмпирическим методом, то не исключено, что  под перегрузкой либо при изменении уровня грунтовых вод (опосля устройства дренажа) торф осядет, а совместно с ним и грунтовое основание под фундаментом.

Набросок 2. Механизм появления неравномерной осадки основания под приложенной от построенного дома перегрузкой.

 

Представление о расположении толщи, слоев, вклинений либо линз торфа описывает выбор конструкции фундамента строения.

Выторфовка и подмена грунта

Наилучшим 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 неплохой несущей способностью не наиболее 1.5-2-х метров желаемым методом устройства фундамента  является полная либо частичная подмена грунта в основании дома. При полной подмене торфа на подушечку утрамбованного большого песка, уложенного в «ванну» из водопроницаемого геотекстиля, удается получить крепкое малопучинистое основание с предсказуемыми чертами. В этом случае можно строить дом на обыкновенном малозаглубленном ленточном фундаменте, на фундаменте поверхностной плите, либо устраивать заглубленную плиту с подвалом либо цокольным этажом (варианты Д, Е, Ж на рисунке 3).  Но полная выторфовка и подмена грунта на большой либо средний песок  может востребовать существенных денежных издержек, в особенности при огромных глубинах выторфовки.
В случае необходимость сберечь средства, выторфовка может выполняться не стопроцентно: в виде траншей для строительства заглубленного цельного железобетонного ленточного фундамента, либо в виде шурфов для железобетонных свай – колонн (вариант Г на рисунке 3).
Опосля возведения железобетонных конструкций фундамента и выполнения работ по защите бетона гидроизоляцией (по мере необходимости и утепления) делается оборотная засыпка траншей либо шурфов песком.

Набросок 3. Главные варианты фундаментов для строительства личных домов  на торфяном грунте.

При проектировании фундамента с полной выторфовкой и подменой грунта следует держать в голове о том, что перегрузка от строения передается на основание (грунт) с расширением под углом 45 градусов в стороны. Потому, чтоб избежать  боковых выдавливаний торфа, осыпаний краев песочной подушечки и ее просадки, следует планировать размеры выторфовки как минимум на значение ее глубины больше, чем сам фундамент. При всем этом малый отступ от границ фундамента рекомендуется устанавливать не наименее 2 метров.   Все место экскавации грунта лучше укрыть геотекстилем с нахлестом полотен и напуском на края на поверхности у краев экскавации не наименее 1 метра. Полотна геотекстиля необходимо закрепить костылями в грунт, чтоб предупредить его сползание при засыпке песка. 

Набросок 4. Схема устройства выторфовки и подмены торфяного грунта.

СП 50-101-2004 6.4.26. Песочные подушечки, устраиваемые под фундаментами с целью подмены органо-минеральных и органических грунтов, уменьшения давления на нижележащие слои, увеличения, в случае необходимости, отметки подошвы фундаментов, убыстрения процесса консолидации (уплотнения) нижележащих грунтов, устраивают, обычно, из песков больших и средней крупности. В отдельных вариантах допускается применение щебня, гравия, шлака либо гравийно-песчаной консистенции. Маленькие пески для устройства подушек не рекомендуются. Плотность сухого грунта в подушечках из песка большого и средней крупности рекомендуется не наименее 1,65 т/м3.

Набросок 5. Песочная подушечка на месте выторфовки глубиной 2 метра.

 

Свайные фундаменты на торфе

В случае чередования слоев торфа, его вклинений и наличии линз можно применять и варианты свай-стоек, прорезающих проблемные органические грунты и заглубленные либо опирающиеся на слежавшиеся минеральные грунты. Система свай-стоек предполагает опирание на слои грунта с неплохими механическими качествами и несущей способностью. Недлинные сваи трения, стопроцентно находящиеся в толще торфа без опоры на минеральные грунты, не применимы из-за низкой плотности и связности торфяного грунта и его осадки под перегрузкой.
Свайные фундаменты также можно применять для возведения экономного фундамента заместо проведения сплошной выторфовки пятна стройки при маленьких глубинах залегания поверхностного слоя торфа.  В этом случае опорная часть сваи обязана в любом случае залегать ниже нормативной глубины промерзания грунта. При глубинах залегания минерального грунты выше 2-х метров свайный фундамент становится намного рентабельнее выторфовки с подменой грунта.

Набросок 6. Варианты свай-стоек для торфяного грунта и остальные варианты конструкций фундаментов, прорезающих слой торфа.

 

Индивидуальности конструкций свайных фундаментов  на торфяном грунте.

Торфяной грунт является химически брутальной средой, ускоряющей коррозию и стали, и бетона. Высочайшая влагонасыщенность предполагает высшую электропроводность торфа, играющую существенную роль в химической коррозии. Потому материал свай нужно защищать от действия брутальных причин торфяного грунта. В Рф необоснованно обширно всераспространено внедрение железных винтообразных свай на торфяных грунтах в качестве фундамента для неизменных сооружений. В мире такие варианты фундаментов из-за высочайшей хим злости торфяного грунта и слабенькой боковой поддержки если и используются, то лишь для сооружений с ограниченным сроком службы.

Набросок 7. Внедрение железных винтообразных свай в торфяных грунтах может быть для неответственных сооружений с ограниченным сроком службы.

Пункт 1.2.2 Интернационального строительного кода   ICC AC358 «Helical Foundation Acceptance Criteria» содержит прямой запрет на внедрение железных винтообразных свай на органических грунтах, к которым относится  и торф.  Если винтообразные сваи употребляются для временных  сооружений и не имеют ростверка, то малое их заглубление в грунт по требованиям ICC AC358 обязано составлять 305 см.

Бетонные сваи и опоры также нужно защищать от действия брутальных причин  торфяного грунта и грунтовых вод. Наилучшим методом продлить срок службы бетонных конструкций в торфяном грунте является гидроизоляция и внедрение  дренирующих параметров большого либо среднего песка. Более комфортной  конструкцией, которая дозволяет провести отменно гидроизоляцию бетона и отчасти поменять торф дренирующим грунтом,  является устройство фундаментных свай-колонн в шурфах. При устройстве свай-колонн делается полная выторфовка в шурфе до слоя плотного минерального грунта ниже нормативной глубины промерзания.  В шурфе или отливается опорная железобетонная площадка (бетонная подготовка), или делается уплотнение дна шурфа при помощи большого песка либо щебня. При опоре на бетонную подготовку свая-колонна быть может неизменного сечения. Если употребляется уплотнение забоя, то целенаправлено устроить стойку трапециевидной формы с расширением книзу. 

Набросок 8. Справа: свая-колонна в опалубке во время набора марочной прочности бетоном.

 

Технологически наиболее обычным является устройство буровой железобетонной сваи в несъемной опалубке. Малый рекомендованный поперечник недлинной  железобетонной сваи составляет не наименее 30 см1.  Забой для буровой сваи непременно должен уплотняться 10 см слоя щебня, втрамбованного в грунт.2 В качестве несъемной опалубки, защищающей тело сваи от действия брутальных причин торфяного грунта можно выполнить из нескольких слоев рубероида либо 1-го слоя битумно-полимерной водоизоляционной   мембраны, которые фиксируются на каркасе из покрытой цинком сварной сетки.

Набросок 9. Изготовка несъемной опалубки — водоизоляционной оболочки для буровой сваи

Бетонную смесь при укладке в опалубку нужно вибрировать  при помощи глубинного вибратора для исключения полстей в отливке и уменьшения итоговой пористости бетонного камня. Из-за слабенькой боковой поддержки торфа все головы свай должны быть соединены в единую систему ростверком.  Для устройства свай-колонн можно избрать и технологию по типу ТИСЭ – с разбуриванием расширения понизу забоя. Но при таковой конфигурации забоя могут появиться затруднения при уплотнении денька забоя трамбованием слоя щебня.  Также следует подразумевать, что имеющиеся в продаже буры с плужками в главном имеют поперечник шнека не наиболее 25 см.

 

Набросок 10. Набор прочности бетоном в несъемной опалубке из рубероида на каркасе из металлической покрытой цинком сетки.

 

Другие способы 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 при помощи фундаментов – опускных колодцев, фундаментов на древесных сваях и «народного» экономичного метода частичной выторфовки и подмены грунта  (варианты Е, Ж и Д на рисунке 3). 
Фундаменты опускные колодцы устраиваются буквально также как и традиционные колодцы, но их задачка состоит не в достижении водоносного слоя, а в разработке надежной громоздкой опоры для строительной конструкции – будь то столб, мачта либо маленький бревенчатый домик. Колодец отрывается способом экскавации грунта из просвета бетонных колец, которые опускаются вниз под своим весом. По достижении слоя минерального грунта забой уплотняется, а просвет снутри колец или засыпается песком с послойным уплотнением, или заливается бетоном, если задачка состоит в разработке опоры для ответственной конструкции. Применительно к дачному строительству, для маленького дачного дома из дерева подошел бы фундамент из 4 -6 опускных колодцев, заполненных песком.  А для установки высочайшей мачты, наружного дымохода либо громоздкой уличной печи подойдет фундамент из 1-го опускного колодца.

Набросок 11. Устройство фундамента на торфе методом опускного колодца.

Еще наиболее экономным и наименее надежным является «народный» метод частичной подмены грунта с устройством столбчатого фундамента для древесных домов. Этот метод не гарантирует стабильности основания на всем сроке службы и не быть может рекомендован для каменных зданий.  Для частичной подмены торфяного грунта вырывается шурф сечением 1,5 на 1,5 метра, глубиной ниже уровня промерзания грунта,   который выстилается геотекстилем и заполняется консистенцией крупнообломочных пород с большим песком. Поверх получившейся площадки отливается бетонная плита с опорой-колонной.

Набросок 12. Устройство фундамента частичной подмены грунта с опорами-колоннами.

Еще одним экзотическим методом устройства фундамента на торфе является укрепления основания железобетонного фундамента забивными древесными сваями, которые должны находиться ниже неизменного  уровня грунтовых вод.  Метод не надежен из-за постепенного био разрушения дерева (хотя оно может идти и тысячелетиями)  и его ускорения при снижении уровня грунтовых вод.

А что созодать, если глубина залегания торфа такая, что ни подмена грунта, ни сваи не могут достигнуть надежного минерального гурнта? На этот вариант существует изредка применяемый, но надежный метод устройства плавающего фундамента на неизменной пригрузке торфа песочной подушечкой.

 

1 СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция. Пункт 15.2.

2 Там же. Прим.2