Строительство фундамента на глубоких залежах торфяного грунта методом пригрузки

Как построить фундамент для дома, если торф залегает на большую глубину?
Что делать застройщику, если он обнаружил, что в диапазонах глубин экономической рентабельности отсутствуют минеральные грунты с хорошей несущей способностью для опоры на них свайного фундамента или для глубокой выторфовки? Есть несколько способов устройства фундаментов и в этих случаях, выбор которых зависит от типа торфяной болотистой почвы: Существуют несколько типов болот:
Болото I типа – заполненные болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 м без бокового выдавливания слабого грунта.
Болто II типа – содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при интенсивном устройстве насыпи высотой 3 м, но не выдавливается при постепенном приложении нагрузки.
Болото III типа – которое содержащит в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который выдавливается при возведении насыпи высотой до 3 м при любой интенсивности работ.

На болотах I и II типа можно устраивать постоянные пригрузки методом выторфовки (создание "ванн" с пригрузкой песчаными подушками), а на болоте III типа требуется предварительное отжатие выдваливаемых слоев грунта поверхностной насыпью.2

Вариант устройства фундамента для дома на торфе с постоянной пригрузкой позволит терпеливому застройщику существенно сэкономить или выйти из неразрешимой ситуации, когда традиционные фундаменты построить невозможно. Способ временной и постоянной пригрузки торфяного грунта широко применялся в СССР при строительстве дорог на болотах, и в настоящее время применяется при строительстве домов на болотистых грунтах, как в Скандинавии, так и в Малайзии1, где также много болотистых грунтов. Способ пригрузки как метод строительства фундаментов на торфяных грунтах рекомендуется в пункте 6.4.23 СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».

Строительство фундамента на глубоком торфе методом пригрузки ведется в две фазы с перерывом на 8-12 месяцев (можно и меньше, но для надежности исполнения будем говорить о длительных сроках перерыва между фазами строительства фундамента на торфе).
Суть метода состоит в том, чтобы вызвать ускоренную консолидацию подлежащего торфа в зоне восприятия нагрузок, передаваемых от здания. Для этого, предварительно исследовав свойства торфа, определяют необходимую величину нагрузки, которая за определенное время вызовет прогнозируемую осадку и уплотнение торфа, которая уже не будет значительно прогрессировать после постройки здания. На первом этапе строительства фундамента на торфе методом постоянной пригрузки, расчищают строительную площадку, устраивают временную рабочую насыпь и приступают к устройству песчаных дрен (если торф насыщен водой). Для этого в торфе бурятся скважины диаметром 30 см на глубину до 4 метров, которые заполняют крупным песком или смесью крупного песка и негашеной извести. По этим дренам будет отводиться несжимаемая при компрессии под нагрузкой влага. Дрены устраиваются с шагом 1,2 -1,8 метра в вершинах квадратов или в шахматном порядке по всей площади планируемой пригрузки и вокруг нее.

См. СП 50-101-2004 6.4.32. При толщине слоев органо-минеральных и органических грунтов, превышающей 3 м, их рекомендуется уплотнять с использованием вертикальных дрен. План расположения дрен, их сечение и шаг устанавливают расчетом из условия 90 % консолидации основания или в зависимости от назначаемых сроков уплотнения строительной площадки. В плане дрены располагают в углах квадратов или равносторонних треугольников с шагом: для песчаных дрен 1,5 - 3 м, для дрен заводского изготовления 0,5 - 2 м.

Рисунок 1. Первая фаза строительства фундамента на торфе способом постоянной пригрузки песчаной подушкой: вертикальное дренирование торфа.

Затем производится экскавация и удаление торфа из объема, который будет заполнен песком для постоянной пригрузки торфа. В практике дачного строительства глубина экскавации может составить 1,5-2 метра. Размер экскавации должен быть как минимум на величину значения глубины шире пятна застройки. Получившуюся «ванну» выстилают геотекстилем, с нахлестом соседних полотен не менее 50 см и закрепляют напуски геотекстиля на грунте костылями. Готовую пригрузочную экскавацию заполняют сухим средним или крупным песком «с горкой» и оставляют на определенное время. Если дрены выполнены с шагом не более 1,2 -1,8 метров, то время требуемой консолидации торфа под нагрузкой составит от 4-х до 8 месяцев. В практике эмпирического строительства лучше выждать 10-12 месяцев, тем более, строительство в России ведется сезонно. Рисунок 2. Первая фаза строительства фундамента на торфе способом постоянной пригрузки песчаной подушкой: создание пригрузочной песчаной подушки.

На следующий год после консолидации торфа и его осадки производится досыпка песка при необходимости, его утрамбовка и постройка выбранного вида фундамента (плита, МЗЛФ). Под плиту целесообразно создать дополнительную насыпь, позволяющую поднять постройку и создать дренажные уклоны для отвода осадков. Рисунок 3. Вторая фаза строительства фундамента на торфе способом постоянной пригрузки песчаной подушкой: устройство насыпи и строительство плитного фундамента.

Рисунок 4. Схема устройства выторфовки и замены торфяного грунта.

Для застройщиков, которые не могут ждать год, и хотят возвести небольшую постройку сразу, норвежские инженеры предложили варианты плавающего фундамента – плота для строительства на торфяном грунте3. Фундамент представляет собой утепленный изнутри железобетонный короб, заполняемый сухим песком, либо экструдированным пенополистиролом. Высота короба над поверхностью земли выбирается в соответствии с планируемой осадкой, которая может составить от 15 до 150 см в случае с заполнением бетонного короба песком, и быть минимальной при заполнении короба ЭППС. Рисунок 5. Песчаная подушка на месте выторфовки глубиной 2 метра.