Фундамент для дома из автоклавного газобетона на торфе.

Требования к конструкции фундамента дома из автоклавного газобетона совпадают с основными требованиями к фундаментам для других каменных или армокаменных построек из кирпича, разнообразных мелких блоков или монолитного бетона в несъемной опалубке. Кладка стен дома из мелких газобетонных блоков, обладая достаточной механической прочностью на сжатие, плохо противостоит нагрузкам, работающим на растяжение, изгиб или срез.  Так, например, предел прочности на растяжение при изгибе образцов газобетона может составлять составляет от 30% до 50% прочности образца на сжатие.

Исходя из данных особенностей газобетонных стен  можно сформулировать следующие требования к фундаменту газобетонного дома:
1. Фундамент газобетонного дома должен воспринимать нагрузки от строения и воздействующих на него сил и равномерно передавать их на подлежащий грунт.
2. Фундамент дома должен соответствовать грунтовым условиям: несущим способностями и механическими свойствам подлежащих грунтов.
3. Фундамент дома из газобетона должен быть сконструирован таким образом, чтобы минимизировать передачу нагрузок от движений грунта (при морозном пучении, набухании, высыхании, просадке) на конструкции здания.
4. Фундамент газобетонного дома должен обеспечить стабильность геометрии и положения в пространстве основания здания, чтобы предупредить недопустимые перемещения (осадки, подъемы, прогибы, крены, повороты, колебания), раскрытие  трещин.
5. Конструкция фундамента должна обеспечить его долговечность в условиях воздействия агрессивных атмосферных и природных факторов.    

Последние два пункта требований особенно важны для фундамента газобетонного дома. Допустимые предельные деформации основания для бескаркасных домов с несущими стенами из блоков без армирования кладки составляют всего 2,5 см, а с армированием кладки – 3,5 см [Таблица №2  ВСН 29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах»].  Если при проектировании дома из газобетона прогнозируется возможность деформации основания в процессе постройки или эксплуатации более чем на 2 см, осадка более чем на 10 см или крен более 5 см, то кладку стен из газобетонных блоков придется усиливать дополнительными монолитными железобетонными поясами, вертикальным и горизонтальным армированием или устройством пространственного железобетонного каркаса.

Конструктивно лучше всего подходят для домов из газобетонных блоков монолитные железобетонные фундаменты. Это могут быть ленточные фундаменты, плитные фундаменты или свайно-ростверковые фундаменты. Конструкция монолитных железобетонных фундаментов при условии соблюдения всех правил армирования лучше всего обеспечивает структурную целостность постройки. Менее надежными являются сборные фундаменты из фундаментных блоков с выполнением обвязочного монолитного железобетонного пояса. Данные виды фундаментов подходят только для грунтов, движения которых при изменении температур или режима обводнения будут весьма незначительными. Нежелательны из-за возможности различной амплитуды движений  отдельных частей сборные фундаменты без обвязочных железобетонных поясов и прерывистые фундаменты. Не подходят для газобетонных домов и столбчатые или свайные фундаменты с обвязкой из дерева или металлоконструкций (уголков, швеллеров).
В нашем случае сложность выбора конструкции фундамента для газобетонного дома была обусловлена непростыми грунтовыми условиями. На участке залегает торф (небольшая часть верхового рыжего и глубокий слой низинного черного).
Фото № 29 Шурф под сваю в торфе.
Минеральный грунт в виде крупного песка начинается лишь с глубины 2 метров. Торфяной грунт – это один из самых плохих видов грунтов для строительства капитального дома. Торф не способен нести значительную нагрузку, сильно сжимаем, дает значительно растянутую во времени осадку под нагрузкой, задерживает воду и значительно расширяется (до 9% объема) при замерзании в мокром состоянии. К тому же торф является агрессивным высококоррозионным грунтом по отношению как к стальным конструкциям (винтовые сваи) так и к бетону фундамента. Поэтому опирание фундаментов непосредственно на поверхность сильнозаторфованных грунтов или торфов не допускается. [Пункт 5.4. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»]. 

Как же строить фундамент газобетонного дома на торфе, чтобы избежать нестабильных состояний постройки при изменении плотности, замерзании, намокании или высыхании этого биогенного грунта?

Возможны следующие варианты устройства фундаментов:
1. Если глубина залегания торфа небольшая (до 1 метра), то самый надежный вариант – это полная выторфовка под пятно застройки и замена грунта песком, гравием, щебнем или их смесью. При большей глубине залегания торфа полная замена грунта может быть экономически неоправдана.
2. При небольшой глубине залегания торфа и наличию минерального грунта под ним возможна прорезка слоя торфа ленточными фундаментами (на глубинах до 1 -1,5 метра) или устройством свайно-ростверковых фундаментов (на глубинах до 2-2,5 метров). При больших глубинах залегания торфа придется воспользоваться винтовыми сваями, которые возможно использовать на глубинах до 6 метров.
3. При большой глубине залегания торфа возможно устройство постоянной пригрузки пятна застройки насыпным грунтом для уплотнения (консолидации) торфа. Ускорить этот процесс можно устройством дренажа. 

В нашем случае, исходя из  экономических соображений, мы выбрали один из самых недорогих и в тоже время долговечных конструктивных решений для фундамента: железобетонный свайно-ростверковый фундамент. Сваи были запланированы в виде буровых монолитных безоболочечных железобетонных свай-стоек диаметром 30 см без расширений в основании. Почему мы называем сваи стойками? В условиях работы в торфе сила боковая сила трения ствола сваи о грунт будет минимальна, и ей можно пренебречь. Поэтому мы рассчитываем сваи как стойки, передающие всю нагрузку на площадь своего основания.  Диаметр сваи 30 см – это минимально рекомендованный по строительным нормам диаметр коротких буровых свай для малоэтажной сельской застройки [Пункт 15.2 Свода правил СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция  СНиП 2.02.03-85]. Во всех углах здания, где происходит концентрация напряжений в ростверке, мы решили устроить сваи стойки сечением 40 на 40 см на железобетонных подушках-основаниях толщиной 15 см площадью 1 м2. Сваи соединяются с ростверком путем заглубления верхней части сваи (головы) в ростверк и анкеровки стержней арматурного каркаса сваи с продольной арматурой ростверка. Высокий (приподнятый над поверхностью земли) ростверк  выполняется в виде монолитной железобетонной рамы со сплошным безразрывным контуром армирования для обеспечения структурной целостности конструкции. Ростверк будет приподнят над поверхностью земли на 10-15 см, чтобы компенсировать возможный зимний подъем грунта при морозном пучении. Также пространство под ростверком послужит хорошей вентиляцией для подпольного пространства и снизит возможность попадания в дом радиоактивного почвенного газа радона (дом строится на радоноопасных территориях).

В случае постройки свайно-ростверкого фундамента на склонах, где возможны подвижки грунтов, в грунтах, которые не обеспечивают боковой поддержки свай (рыхлых песках, пылевато-глинистых грунтах текучей консистенции, илах, торфах и т.п.), если в фундаменте имеются наклонные или составные вертикальные сваи или сваи работают на выдергивающие нагрузки, то придется устраивать свайно-ростверковый фундамент с жестким защемлением (сопряжением) голов свай в теле ростверка. Жесткое сопряжение железобетонных свай с монолитным железобетонным ростверком можно осуществить с помощью заделки голов свай в ростверк на глубину не меньшую, чем диаметр сваи или большая сторона ее сечения. Также жесткое сопряжение сваи и ростверка можно обеспечить заделкой в ростверк выпусков арматуры на длину их анкеровки, как показано на схеме ниже:

Смотрите стадии постройки свайно-ростверкового фундамента на торфе.