Пусть не читает дальше тот, кто осознал: одноэтажный дом — это полноценный строительный объект, и при его возведении необходимо соблюдать различные технические нормативы, если мы хотим жить в безопасном и надежном строении.
Бытующее мнение, что дом в один этаж в любом случае будет легкой постройкой, опасно недостаточно тщательным расчетом параметров свайно-винтового фундамента, особенно в части глубины их заложения.
Профессионалы знают, что методика расчета оснований для одноэтажных строений принципиально не отличается от подходов, применяемых к более высоким зданиям. Ключевыми остаются два фактора:
- Глубина залегания грунтовых пластов с необходимой несущей способностью;
- Расчетная глубина сезонного промерзания грунта в данной местности.
Нужно ли подробное исследование грунта для малоэтажного строительства?
Согласно «Техническому регламенту о безопасности зданий и сооружений», который является федеральным законом, учет геологических условий площадки требуется при проектировании любых фундаментов. Сведения о типах грунтов, их прочности, деформационных свойствах, коррозионной активности и других характеристиках необходимы для выбора типа фундамента и определения глубины его заложения.
Если для промышленных и крупных гражданских объектов это правило соблюдается неукоснительно, то в сфере ИЖС им часто пренебрегают. Решения нередко принимаются на основе поверхностных наблюдений при каких-либо земляных работ на участке.
Подобный подход несет значительные риски:
- Даже в пределах небольшого участка свойства грунтов могут резко меняться;
- Колодец или яма не гарантируют обнаружения плывунов, торфяников или других слабых прослоек.
- Несущую способность и коррозионную агрессивность грунтов сложно оценить без специальной экспертизы.
Игнорирование слабых участков ведет к потенциальным неравномерным осадкам фундамента из-за потери устойчивости свай, если они опираются на недостаточно мощный слой грунта.
Таким образом, исследование геологии участка и ее учет при проектировании фундамента — необходимое условие безаварийности и долговременной эксплуатации даже небольших одноэтажных домов и вспомогательных построек.
В зависимости от сложности и веса объекта выбирается оптимальный объем исследований: для дома большой площади из кирпича или газобетона лучше провести полноценные инженерно-геологические изыскания, а перед постройкой стандартного каркасника или бани достаточно будет пробного бурения в нескольких точках участка.
Грунт с достаточной несущей способностью — зачем и где его искать
Грунт с достаточной несущей способностью — грунт такой структуры, которая выдерживает нагрузку фундамента без изменений и деформаций, не давая конструкции проседать. Залегать он может как сразу под небольшим слоем плодородной почвы, так и на значительной глубине, под рыхлыми или сильно обводненными пластами.
Для подбора длины винтовой сваи важно опираться на данные о расположении слоев грунта под площадкой и их сопротивляемости давлению. Основные правила, влияющие на длину ствола сваи, таковы:
- Толщина пласта с достаточной несущей способностью должна быть больше, чем три диаметра лопасти сваи, то есть чем больше свая, тем мощнее слой устойчивого грунта под ней;
- Лопасть сваи полностью погружается в несущий грунт, а не просто опирается на него.
При соблюдении этих правил обеспечивается корректная глубина закручивания сваи. Длина ствола для достижения заданного уровня погружения при необходимости наращивается дополнительными отрезками.
Опасность промерзающих грунтов и способ ее избежать
Даже грунт с достаточной несущей способностью, измеренной летом, в течение года может преподнести неприятный сюрприз в районах с морозной зимой. Присутствующая в земле влага при отрицательных температурах превращается в лёд, увеличивая верхние слои грунта в объеме на 5-12%. Этот эффект называется морозным пучением.
После оттаивания и оттока воды образуются пустоты, вызывающие проседание. Массив грунта поднимается и оседает неравномерно, находящиеся в нем фундаментные конструкции подвергаются деформациям и снижению устойчивости, если установлены неправильно. Выталкивающие и выдергивающие силы морозного пучения мало затрагивают ствол сваи — грунт «скользит» по нему, не причиняя вреда. Другое дело, если давление снизу оказывается на лопасть: она может сломаться, приподнять или наклонить сваю.
Чтобы свайно-винтовой фундамент сохранял свою целостность и несущую способность, лопасти свай располагают ниже уровня промерзания.
Почва испытывает воздействие холода, начиная с верхних слоев, и на определенной глубине промерзание прекращается. Расчетная глубина промерзания формируется под воздействием трех основных факторов:
- Нормативный уровень промерзания. Эта величина берется в среднем по региону на основании многолетних наблюдений. Под конкретным строением глубина промерзания может отличаться от нормативного уровня из-за особенностей грунта и условий эксплуатации;
- Характеристики грунта. Сильнее прочих промерзают мелкопылевые пески и глины, а также обильно обводненные почвы;
- Специфика эксплуатации сооружения. Наличие отопления и теплоизоляции.
Глубина закручивания свай на неровном рельефе
Свайно-винтовой фундамент позволяет установить здание горизонтально при перепаде высот на местности без предварительного выравнивания площадки.
Нивелирование неровностей достигается за счет разной высоты выступающих над грунтом отрезков стволов. Сваи одной длины погружаются на разную глубину относительно поверхности в точке закручивания. Другой вариант — использование свай с разной длиной ствола.
В любом случае лопасти свай должны находиться в стабильном грунте ниже уровня промерзания, а стволы выступать над землей не менее чем на 500 мм, чтобы перекрытие дома не страдало от влажности почвы.
Принципы расчета глубины заложения свайно-винтового фундамента одноэтажных строений
Проектирование фундамента на винтовых сваях зданий любой этажности производится на основании сбора нагрузок и исследования грунта. В расчет принимаются:
- Глубина залегания грунта с достаточной несущей способностью;
- Уровень промерзания грунта;
- Рельеф участка.
При соблюдении этих правил определения глубины закручивания свай обеспечивается прочность и долговечность конструкции фундамента.