Условия строительства на заболоченной местности

Создание фундамента на болоте для дома и как его построить
В строительстве дома на болоте нет ничего необычного. Стены возводят точно так же, как и обычные, но главная особенность – основание. При возведении любого дома закладывают фундамент, и на почвах с высокой плотностью, а также низкий пучинистостью можно обустраивать почти все варианты оснований. Но для грунта с болотистым составом прекрасно подойдут определенный вид основания, причем технология возведения будет отличаться от стандарта. Об этом мы и поговорим дальше.

Используемые конструкции

Какой фундамент лучше на болотистой местности? Для малоэтажных зданий индивидуальной застройки на заболоченных участках и пучинистых грунтах применяют два вида конструкций основания домов:

• на бетонных, винтовых или буронабивных сваях с устройством несущего ростверка;
• «плавающий» плитный фундамент при отсутствии затопления.

На грунтах с небольшой глубиной залегания вод допускается строительство небольших одноэтажных зданий на малозаглубленном основании ленточного типа при наличии водоотводящей дренажной системы.

Строительство фундаментов на болотистой местности. Часть первая.

В каждом отдельном случае правильный выбор конструкции и применяемых для этого материалов определяется на основании геодезических и геофизических исследований. Их результатом должны быть данные о характеристиках грунтов на участке, возможности затопления и уровне грунтовых вод (УГВ) в момент их максимального подъема, а также сведения о глубине залегания твердых и плотных слоев почвы.

Геологическое изучение участка застройки может обойтись вам от 30 до 50 тыс. руб., что может показаться излишней затратой. Однако, это не так.

Проведение тщательного изучения места строительства увеличит надежность строящегося здания и значительно снизит будущие эксплуатационные расходы.

Уменьшить затраты на изыскания можно в том случае, если приобрести сваю пробного бурения и вкрутить ее в грунт в нескольких местах для получения данных о глубине залегания плотного несущего пласта. О достижении плотного слоя вы узнаете по изменившейся физической нагрузке на управляющий рычаг при закручивании металлической сваи.

При самостоятельных геологических изысканиях целесообразно устроить глубокий дренаж с отводом воды на нескольких квадратных метрах, а затем выкопать там шурф глубиной до 1,5 метра. Так вы сможете получить более полную картину о состоянии и составе грунтов.

Строительство фундамента на болотистой местности своими руками

Осушение и дренирование участка

Если по объективным причинам на болоте необходимо строительство ленточного фундамента, торфяник усиливают следующим способом:

• разметка – пятно застройки разбивается на секторы, скважины располагают в шахматном порядке с шагом 1,5 – 2 м;
• бурение – глубина скважин чуть ниже дна болота, обсадные элементы не используются, отверстия заполняются песком;
• подгрузка – площадка засыпается песком, толщина слоя 60 – 70 см.

Инертный материал выдавливает собственной тяжестью воду в вертикальные дрены, постепенно осаживаясь до проектного уровня, уплотняя рыхлые почвы под ним. После 6 – 10 месяцев возможно строительство ленточного фундамента по стандартной технологии.

Таким образом, на болотистой местности можно построить ростверковый свайно-винтовой фундамент, плавающую плиту. Либо осушить участок вертикальными дренами с подгрузкой пятна застройки инертными материалами для возведения ленточного фундамента.

Строительство монолитного фундамента самостоятельно

Итак, вы решили строить монолитный фундамент. С чего же все начинается? Конечно, с разметки на местности. Для строительства лучше всего выбирать вторую половину лета – в это время уровень грунтовых вод близок к минимальному, дожди идут сравнительно редко, да и теплый воздух позволит бетону застыть в минимальные сроки, без использования специальных строительных добавок, которые стоят довольно дорого.

Начинать строительство фундамента можно лишь тогда, когда у вас уже имеется готовый проект дома.

В этом случае вы точно знаете, какими будут размеры постройки и, соответственно, размеры фундамента. Желательно, чтобы фундамент со всех сторон выступал за периметр дома на 30-50 сантиметров. При помощи колышков и капронового шнура нужно обозначить конкретное место, где будет располагаться фундамент.

Так происходит разметка территории под фундамент

Теперь необходимо снять грунт на глубину в 1-1,5 метра. Конкретный уровень залегания фундамента зависит от глубины промерзания почвы, этот показатель можно узнать в любой строительной компании.

Разумеется, при проведении земляных работ придется извлечь многие десятки кубометров земли. Выполнить такой объем работ вручную при помощи лопаты просто невозможно. Поэтому разумным шагом будет аренда экскаватора и грузового автомобиля для вывоза всего грунта или его части. Да, придется заплатить немалую сумму. Зато вы сэкономите несколько недель непрерывной работы.

Дно получившегося котлована нужно засыпать щебнем и равномерно распределить его. Толщина слоя щебня должна составлять 20-30 сантиметров. После этого идет такой же слой песка, который также тщательно распределяется и утрамбовывается.

Этот этап ни в коем случае нельзя пропускать.

Песчано-щебневая подушка позволяет решить сразу несколько проблем:

• равномерное распределение нагрузки от фундамента и дома по несущему грунту;
• снижение действия пучения в зимнее время года;
• быстрый отвод влаги после осадков или таяния снега от фундамента.

Когда песчано-щебневая подушка будет готова, поверх неё необходимо уложить надежную гидроизоляцию. Лучше всего для этого подойдет рубероид. Да, это значительно дороже, чем обычный строительный полиэтилен. Зато он отличается большей долговечностью и эффективностью, а также способен выдерживать значительные нагрузки на растяжение и не рваться.

Листы рубероида должны не только покрывать всё дно котлована, но и стенки на высоту хотя бы в 30-50 сантиметров. Назначение гидроизоляции в этом случае двойное. С одной стороны, слой рубероида не позволяет грунтовым водам контактировать с бетоном, прежде чем он наберет достаточную прочность.

С другой – исключена возможность того, что «бетонное молоко» впитается в грунт, из-за чего прочность монолитного фундамента будет снижена.

Следующий этап – подготовка каркаса из арматуры. Для этого вам понадобится арматура и вязальная проволока или сварочный аппарат. Из арматуры сооружается каркас соответствующих размеров – он должен покрывать весь объем будущего фундамента, тем самым позволяя бетону выдерживать значительные нагрузки на изгиб и растяжение.

Монтаж каркаса можно выполнить и вручную, но в этом случае на работу уйдет довольно много времени.

Поэтому лучше воспользоваться специальным вязальным пистолетом или сварочным аппаратом – вы сэкономите не меньше одного рабочего дня.

При создании каркаса учитывайте тот факт, что арматура должна быть не только в нижней части фундамента, но и в верхней. Стенки котлована нужно покрыть опалубкой – подойдет обычная тонкая жесть или фанера.

Пример монтажа опалубки под монолитный фундамент

Главное обеспечить надежную изоляцию жидкого бетона от грунта, из которого он может забирать воду. После этого настает черед бетона. Лучше всего для этого использовать бетон марки М400 или М500. Да, придется переплатить минимум несколько тысяч рублей. Зато вы будете уверены, что фундамент сможет выдержать огромные нагрузки без малейшего вреда для себя и, соответственно, для дома, который будет на нем построен.

Стоит напомнить, что для заливки фундамента вам понадобятся десятки тонн бетона. Так что, есть смысл потратиться и арендовать бетономешалку. В этом случае вы сможете получить большое количество бетона в малые сроки. Не стоит заливать бетон в несколько приемов, когда нижний слой уже схватился – фундамент не получиться монолитным, а даже небольшие щели в его структуре приведут к тому, что его технические характеристики значительно снизятся.

Когда котлован заполнен бетоном, его нужно подвергнуть утрамбовке при помощи специального оборудования – постоянная вибрация позволяет заполнить бетоном любые щели и избавиться от пузырьков воздуха в структуре фундамента. Такие пузырьки могут значительно снизить прочность бетона.

После утрамбовки бетона, нужно оставить его на три — четыре недели, чтобы он схватился и набрал достаточную прочность. Сроки схватывания зависят от множества факторов – влажность воздуха, температура окружающей среды, толщина фундамента и других.

Как бы там ни было, спустя месяц вы получите монолитный фундамент, который сможет без труда прослужить вам многие десятки лет, выдерживая любые виды нагрузок и не теряя изначальной прочности.

Вот и все. Теперь вы не только знаете, какой фундамент лучше всего подойдет для строительства домов на болотистой местности, но и, при необходимости, сможете выполнить все требуемые работы своими руками.

Ленточное основание

Малозаглубленный фундамент для дома подходит для строительства небольших каркасных конструкций из древесины. Особенность вида несущей конструкции в том, что глубина кладки, выше уровня промерзания почвы. Обустраивая ленту, нужно учесть ряд нюансов:

• роль дренажной системы выполняет подушка из песка и гравия.
• при пучениях грунта укрепленный каркас незначительно поднимается, однако использование монолитной технологии позволяет сохранить форму, предотвращает появление трещин.
• на этапе проектирования следует определить особенности почвы. Это позволит рассчитать действие нагрузок на будущую постройку, определить запас прочности.
• последовательность, техника выполнения работ обустройства фундамента, который находится на болотистой местности и актуален при высоком уроне грунтовых вод, идентична кладке ленты большого заглубления – выкапывание котлована, формирование подушки, строительство опалубки, армирования и послойная заливка цементного раствора.
• устанавливать канал для отвода воды целесообразно по всему периметру фундамента на расстоянии 1,5 – 3,00 м.

Простота в монтировке и невысокая стоимость делают ленту популярной, как фундамент на болотистой почве. Сырость, влага оказывают деструктивное воздействие на каркас. Трудно предвидеть, как со временем измениться плотность грунта. Чтобы избежать последствий вспучивания земле используйте гидроизоляционные системы. Выбирая тип фундамента, который будет находится на мягкой болотистой местности, ориентируйтесь на климатические условия местности, тип сооружения и бюджет.

Свайно-винтовой ростверк

Технологии проектирования и изготовления свайных фундаментов регламентированы СП 24.13330 от 2011 года. Основная сложность заключается в выборе надежного производителя винтовых свай. Многие мелкие фирмы производят их «на коленке», используя б/у либо шовную трубу, что является серьезным нарушением технологии.

В отсутствие токарных станков крайне сложно отцентрировать наконечник СВС с осью трубчатого тела. Поэтому при погружении свая разрыхляет грунт вместо уплотнения почвы. Снижается несущая способность и ресурс коттеджа, соответственно.

Строительство фундаментов на винтовых сваях не имеет ограничений:

• рельеф болота в 100% случаев ровный, поэтому используется ручное вкручивание либо погружение электродрелью с мультипликатором;
• усилие затяжки контролируется достаточно просто, поэтому сваи опираются на пласты с нормальной несущей способностью;
• для обвязки оголовков используются деревянный (сруб, каркасник, СИП-панели), металлический либо монолитный (кирпичные, бетонные стены) ростверк

Фундамент на болоте должен быть максимально защищен от агрессивных сред. Поэтому при недостаточной антикоррозионной защите СВС наружную поверхность следует покрыть специальными составами дополнительно. Максимально надежным является горячее цинкование, обладающее самовосстанавливающимся эффектом.

Свайный каркас

Основание, предназначенное для заболоченных регионов. Опорные элементы – сваи, которые вбиваются в почву. Свайный фундамент на болоте позволяет решить проблему пучения, неустойчивости верхнего слоя земли, позволяет сгладить неровность, наклонность территории. Преимущества сооружения:

• малозатратный не трудоемкий процесс (за 2 дня можно построить опорную конструкцию);
• монтирование каркаса уменьшает объем земельной работы: вывоз мусора, рытье котлована, бетонирование;
• возможность выбора строительного материала для свай: дерево, сталь, железобетон;
• повышенная прочность, длительный срок службы.

Свайный фундамент рационально применять на болотистой малоустойчивой местности при высоком уровне грунтовых вод. Существует несколько ограничений, которые следует учесть при выборе опорной конструкции:

• слабые несущие способности в горизонтально-подвижной почве;
• дополнительные финансовые затраты на обустройство цокольного помещения (заполнение пустот).

Средняя глубина котлована скважин составляет 10-15 м. Для монтировки свайного каркаса при высоком уровне грунтовых вод используйте столбы длиной не менее 25 м. Вбивать сваи нужно до тех пор, пока они не будут плотно прилегать к грунту.

Алгоритм работ по строительству основания на сваях

Выполнение строительных работ допустимо в любую пору года.

1. Обрабатываем шпунты антисептиком, чтобы предотвратить развитие коррозии.
2. Погружаем сваи в землю: забивные вкручиваем, для винтовых используем специальный рычаг.
3. Отрезаем излишки выступающей части.
4. Наполняем пустотелые трубы цементом.
5. Электросварочным аппаратом монтируем опорные площадки на обрезные части свай.
6. Обрабатываем поверхность гидроизоляционным раствором.
7. Связываем конструкцию по оголовкам горизонтальным ростверком.

Высокая скорость возведения, устойчивость к колебаниям почвы позволяют увеличить сроки эксплуатации конструкции.

Свайный фундамент

Для массивного жилого дома из кирпича или блоков со скатной крышей и мансардой следует обеспечить устройство свайного фундамента, опирающегося на плотные несущие слои грунта. При строительстве двухэтажных зданий такая система экономически оправдана, поскольку обладает наилучшей несущей способностью.

Принципиальное устройство фундамента в болотистой местности для жилого дома должно быть основано на нормативном расчете и установке необходимого количества бетонных, буронабивных или винтовых свай. Связанные ростверком в единую несущую систему, они обеспечат надежное опирание всей строительной конструкции на твердые слои, находящиеся ниже дна болота.

Стоимость фундамента на болотистой почве с применением бетонных свай будет значительно выше, чем у ленточных и «плавающих» плитных систем, поскольку для выполнения работ придется использовать специальную строительную технику. Зато, в зависимости от типа и количества установленных свай, такая схема сможет выдержать вес двух- или трехэтажного жилого дома из кирпича без просадки в течение многих лет.

Если глубина расположения твердого грунта не превышает трех метров, то для устройства основания можно использовать металлические винтовые сваи.

Их применение позволяет снизить стоимость фундамента, но уменьшает несущую способность конструкции. Кроме того, их применение ограничено глубиной установки.

В качестве материала для несущих стен жилого дома на винтовом свайном фундаменте придется использовать газобетон, пустотный кирпич или дерево, с дополнительным наружным утеплением из пенопластов. В то же время, используя винтовые сваи, вы можете сделать фундамент на болоте своими руками, не приглашая для этого подрядчиков.

Какой фундамент проще построить своими руками

Многие наши соотечественники предпочитают выполнять строительство любой сложности своими руками. В первую очередь потому, что это дает возможность сэкономить немалые деньги. Конечно, не являются исключением и случаи, когда им нужно построить фундамент на болоте. Так что полезно будет рассмотреть возможность строительства разных видов фундамента своими силами.

Для начала рассмотрим свайный фундамент. Увы, построить его своими силами, без привлечения специалистов практически невозможно. Дело в том, что только специалисты располагают информацией о толщине болотистого слоя в определенной местности. Кроме того, в их распоряжении есть тяжелая техника, позволяющая легко и быстро вкручивать сваи на глубину в 10-20 метров.

Поэтому не стоит даже пытаться справиться с этой работой самостоятельно. К счастью, это не касается монолитного и мелко заглубленного фундамента. В этом случае работа вполне может быть выполнена своими силами, что позволит в несколько раз сократить расходы на строительство. И даже, несмотря на то, что вам понадобится арендовать бетономешалку и, возможно, воспользоваться услугами бульдозера, экономия будет весьма ощутимой.

Чтобы не быть голословными, стоит поподробнее рассказать, как ведется строительство монолитного фундамента. Технология возведения мелко заглубленного фундамента довольно схожа с этой, но отличается некоторой простотой.

Плитный «плавающий» фундамент

В тех случаях, когда слой относительно твердого грунта на поверхности больше 0,8 метра, а глубина до дна болота не превышает 2,5 метра, появляется возможность устройства фундамента в виде «плавающей» плиты. Такой тип грунтов можно встретить на старых торфяниках, высохших озерах и болотах.

К основным достоинствам такой опорной системы относят высокую прочность и жесткость несущей бетонной плиты, которая не будет крениться и является подвижной при наличии пучинистых грунтов. Зимой, во время промерзания грунта, она просто приподнимется вместе с ним, не нанося никакого ущерба строительным конструкциям здания.

Расходы на устройство «плавающей» монолитной плиты обходится на 20-30% дешевле свайных систем при сохранении той же долговечности и надежности.

Плита — это более простое и менее затратное основание под небольшой жилой дом каркасного типа, а так же из легких и деревянных строительных материалов. Такой фундамент на не очень болотистой местности также возможно сделать самостоятельно. Для этого необходимо:

• выкопать в земле котлован, углубленный на 0,5-0,7 метра и по своим размерам на 1 метр превышающий периметр застройки;
• по периметру выкопать траншею, углубив ее на 0,5 метра ниже дна котлована;
• уложить на дно траншеи трубы горизонтальной дренажной системы, соблюдая необходимые уклоны для отвода воды;
• подключить систему к дренажным колодцам;
• отсыпать и утрамбовать на дне котлована слой щебеночно-песчаной смеси толщиной 0,2-0,3 метра;
• застелить его геотекстилем так, чтобы пропускная способность материала была направлена вниз;
• на полотно засыпать и утрамбовать слой щебня средней фракции до высоты не ниже уровня земли;
• установить опалубку для заливки монолитного бетона с толщиной слоя 30-40 см;
• выполнить армирование двумя сетками из арматуры диаметром 12 мм, увязывая между ними вертикальные стойки из прутка диаметром 8-10 мм;
• залить бетон в опалубку и уплотнить его ручным погружным реечным вибратором или виброплитой.

Строительные работы по возведению стен на таком фундаменте для дома на болоте можно начинать не ранее, чем через полгода. Это время выдержки необходимо для того, чтобы нижние слои грунта смогли уплотниться под собственным весом.

Следует учесть, что «плавающая» плита должна быть гидроизолирована и утеплена пенополистиролом по торцам вместе с устройством утепленной отмостки вокруг всего дома. Это снизить тепловые потери здания в грунт и обеспечит долговечность конструкций.

Итоги

Более того, такое основание легко установить, и все работы выполняются быстро. По их истечению возведение дома сразу продолжается, без ожидания усадки основания. Для наращивания свай требуется просто приварить их друг к другу. Но при этом качество сварки должно быть на высоте.

Сваи по себе сваи очень легкие, их удобно транспортировать, надежные и практически вечные в плане эксплуатации. Для увеличения срока службы свайного основания обрабатывать стальные элементы антикоррозийным составом.

При ввинчивании сваи в грунт, его потребуется уплотнить, чтобы сделать высокопрочное основание. Эти сваи устанавливают лишь под малые дома, а для многоэтажного дома они точно не подойдут. Если сравнивать свайное основание с плитным, то применение первого варианта при самостоятельном исполнении выйдет куда дешевле и по материалам, и по длительности.

Фундамент из автомобильных покрышек

Это не шутка, нет, хотя до недавнего времени мне тоже казалось, что это скорее прикол, ну как дом из пластиковых бутылок. Но не так давно у нас на соседней улице построили спортзал на таком фундаменте, я немного почитал на эту тему и оказалось, что это далеко не прикол. Покрышка – это прогрессивно, экономично и надежно.

Ведь “покрышка это бесплатная и долговечная несъемная опалубка с внешним армированием”)). К слову сказать, на таком фундаменте проектируют даже атомные станции в сейсмоопасных районах. Пока не сформировал мнение по этому фундаменту – погляжу, что будет со строением соседа через год, а пока, может, беседку на покрышках сделаю.

Еще читать: Наш новый дом. Нулевой цикл (подготовка площадки, фундамент) Наш новый дом. Ставим каркас стен

Порядок монтажа

Важный момент – решение об использовании строительной техники. Тяжелые машины не смогут пройти по заболоченной местности и приблизиться на нужное расстояние к строительной площадке. Поэтому большую часть (или даже все работы) придется выполнять вручную. После дренирования необходимо в соответствии с планом постройки провести разметку участка, хорошо просчитав количество свай, которые предстоит внедрить в грунт.

Для строительства дома, основанием которого является свайно-винтовой фундамент понадобится определенный набор инструментов:

• ручной копр;
• сваи винтовые;
• лопаты;
• уровень, оснащенный ватерпасом;
• доски для сборки опалубочной конструкции;
• бруски для деревянного каркаса обрешетки;
• арматурные пруты ребристые и гладкие;
• инструменты для связывания арматуры.

Из материалов потребуется песок, гравий (щебень средней фракции), цемент. После выполнения разметки и определения мест установки свай каждую из них обрабатывают антикоррозийным составом. Так как болотистые грунты перенасыщены влагой и отличаются высокой подвижностью, то глубину внедрения винтовых свай определяют в строгом соответствии с данными геодезических изысканий. Нужно знать на какой глубине расположен пласт, способный стать качественной и надежной опорой для свай.

Фундамент на сваях для дома на болотистой местности является одним из самых надежных сооружений.

На всей площади участка создается сетка, на пересечении линий которой и будут внедрены винтовые элементы. Отметив места установки составляющих основания, сначала выкапывают небольшое углубление, затем начинают вкручивать сваи. Делать это необходимо, постоянно контролируя вертикальность каждого элемента. Внедрение продолжается до тех пор, пока лопасти сваи не достигнут опорного твердого пласта.

Проще всего вкрутить сваи с помощью специального рычага, но каждый строитель выбирает наиболее удобный способ. Вкручивание осуществляют вдвоем или втроем, причем один из работников постоянно следит за вертикальностью элемента. Достигнув нужной глубины, внедрение прекращают и приступают к работе со следующей опорой. После завершения вкручивания последней с помощью уровня и рулетки отмечают высоту каждой опоры. Теперь можно приступать к созданию ростверка.

Более подробно процесс на видео:

Скрепить оголовки опор поможет ростверк, представляющий собой бетонную подушку, которую заливают после того, как соберут обрешетку под днище опалубки и соберут арматурный каркас. Спустя несколько недель, когда бетон наберет окончательную прочность, опалубку можно снять. Если планируется возведение тяжелого кирпичного здания на болотистой местности, то оптимальным решением будет сооружение свайного основания.

Можно ли построить дом на болоте

Болотистые почвы имеют неоднородную многослойную структуру, состоящую из прослоек глины, торфа, песка, имеющих не только разную плотность, но и неодинаковую степень водонасыщенности. Это вносит определённые сложности в процесс определения нагрузки, которую данный грунт сможет выдержать, поэтому такое строительство является одним из самых сложных и непредсказуемых, если браться за него спонтанно.

Проект должен быть если не на весь дом, то хотя бы на фундамент, для чего очень важно произвести предварительный анализ почвы на участке. Под небольшие деревянные дома грунт изучают на глубину до 5 м, под каменные с одним этажом до 8 м, под двух-трёхэтажные здания – до 12 м.

Образцы грунта, которые берут из 3-5 скважин, таят в себе массу важной информации. По ним определяют состав и толщину каждого пласта, физические характеристики прослоек, их способность противостоять нагрузкам на сжатие. По образцам можно с большой точностью определить степень естественной влагонасыщенности грунта и установить уровень, на котором залегает подземная вода.

Как упрочнить основание под фундаментом

Сведения об инженерно-геологической обстановке на участке дадут возможность безошибочно подобрать правильный тип фундамента, определить меры, которые помогут обезопасить его от замачивания и подмывания. Это не только устройство вспомогательного дренажа, но и основные мероприятия по устройству насыпных оснований.

Таковыми мероприятиями являются:

1. Частичная или полная замена грунта в котловане или траншее на инертный к пучению материал (щебень, гравий, песок, ПГС), что позволит исключить или хотя бы снизить просадку основания до допустимого предела.
2. Вытрамбовывание дна котлована с предварительным увлажнением и применением трамбовок.
3. Устройство грунтовых свай.
4. Глубинное виброуплотнение с использованием трамбующей техники.
5. Укрепление грунтов термозакреплением, цементацией, силикатизацией либо инъектированием экологически чистыми геополимерными составами. Метод выбирается в зависимости от результатов исследования грунта.

Все эти меры предусматривают ещё на этапе проектирования, равно как и конструктивные мероприятия, с помощью которых фундамент был бы наименее чувствительным к неравномерной осадке. Для этого принимаются самые разные решения:

• Разрезают здание на отдельные блоки, разделяемые осадочными швами.
• Усиливают конструкции дополнительным армированием.
• Устраивают закольцованные или непрерывные в отдельных блоках армопояса на всех уровнях капитальных стен.
• Увеличивают площади опирания горизонтальных конструкций на вертикальные (перемычки, плиты перекрытия).

Чаще всего при рытье котлованов свойства грунта ухудшаются, так как при этом нарушается естественный рельеф, затрудняется фильтрация атмосферных вод через толщу слоёв. Поэтому при строительстве на глинах, которые являются природным водоупором и нередко присутствуют в болотистых почвах, очень важно организовать хотя бы поверхностное удаление талой и дождевой воды с площадки.

Немало неприятностей в процессе производства земляных работ может доставить верховодка. Она залегает не в бассейне грунтовых вод, а выше – в зонах аэрации, куда влага стекает в результате просачивания с поверхности. Она задерживается на небольших глубинах из-за наличия в грунте прослоек плотных пород или глиняных линз, которые обладают очень низкой инфильтрационной способностью.

Верховодки обычно располагаются локально, занимая небольшую площадь лишь когда выпадает наибольшее количество осадков. Выявить их бывает проблематично даже в процессе исследования грунта, если оно производится в сухое жаркое время. Появление воды, подтапливающей основание, может оказаться для хозяина сюрпризом, поэтому изучение гидрогеологической обстановки на участке лучше производить весной или осенью.

Если в процессе строительства в котловане оказалась вода – будь то верховодка или просто ливневая влага, её придётся удалить посредством грязевых насосов, перебрасывающих воду в зумпфы или водопонижающие скважины, либо путём устройства водоотводного канала. После этого котлованное дно обязательно зачищается на толщину грунта, разжиженного водой. Работа трудозатратная, требующая определённых расходов, поэтому специалисты не рекомендуют надолго оставлять в бездействии выкопанные котлованы.

Исследования

Болотистая почва относится к сложным грунтам. Она:

• имеет многослойную, неоднородную структуру;
• состоит из неустойчивого торфа, пучинистой глины и песчаника;
• отличается разной плотностью и высокой водонасыщенностью слоев.

В подобных условиях даже профессионалам бывает трудно определить, какой из фундаментов будет лучше и надежнее сделать на болотистой почве, чтобы он смог выдержать несущие нагрузки от дома. Прояснить ситуацию помогают геологические исследования местности, на которой расположены проблемные грунты.

Для забора почвы, на участке пробуривают несколько скважин – минимум четыре. Их, как правило, располагают по углам будущего дома. Если же предполагается, что его стороны будут слишком длинными, то заборных отверстий придется сделать больше. Скважины для отбора проб выполняют посредством ручного зонда. Покупать его вовсе не обязательно – у приглашенных специалистов такой инструмент наверняка имеется.

Для деревянного дома скважина пробуривается глубиной не менее пяти метров, а для более массивного кирпичного – в пределах восьми – десяти метров.

В ходе выполнения исследовательских работ, еще задолго до того, как строители начнут возводить фундамент на болоте, можно выяснить параметры каждого из залегающих на площадке застройки грунтовых слоев, а именно:

• толщину;
• состав;
• химические и физические характеристики;
• водонасыщенность;
• глубину залегания.

Кроме того, современные методы позволяют понять, каким образом менялась структура грунта в течение последних лет под влиянием сезонных и климатических воздействий. Наиболее важными считаются периоды таяния снега и затяжных дождей. Для наших широт они совпадают с весной и осенью. В это время почва, особенно болотистая, насыщается водой, что наихудшим образом отражается на несущей способности грунта.

Неустойчивость болотистых почв относится к одной из основных проблем, осложняющих возведение на них строений.

Немаловажным показателем является и уровень промерзания почвы, который напрямую влияет на величину заглубления фундамента, монтируемого на торфяном грунте. Значение УПГ является табличным и принимается в зависимости от региона строительства.

Все полученные данные анализируются, после чего озвучиваются в форме рекомендаций. Параметры, определенные в процессе исследований, принимаются в качестве исходных показателей для технических расчетов.

Свойства грунтов на заболоченных участках

Заболоченные участки характеризуются сильно сжимаемыми грунтами

. К таким грунтам относятся:

• Рыхлые пески и супеси водонасыщенные текучепластичной и текучей консистенции при пористости больше 41%.
• Суглинки при пористости более 50% и глины при пористости более 52%.
• Заторфованные песчаные и глинистые грунты. К заторфованным относятся грунты, содержащие менее 50% органических веществ.
• Торф – грунт, в котором содержится более 50% органических веществ.
• Ил – это высокопористый водонасыщенный осадок, образовавшийся в результате микробиологических процессов в водоемах. Пористость грунта может достигать 60%.
• Сапропель — это водонасыщенный ил, содержащий более 10% органических веществ. Его пористость – до 75%

Все выше перечисленные грунты имеют высокую влажность – до 80%, и низкую несущую способность к нагрузкам от веса дома. Например, расчетное сопротивление нагрузкам для ила равно 0,4-0,6 кг/см2, для заторфованных песчаных грунтов – 0,4-2,5 кг/см2.

Заболоченность участков может иметь естественное или искусственное происхождение. Заболачивание может быть результатом хозяйственной деятельности человека. Иногда заболачивание происходит уже после постройки дома на участке.

К искусственному заболачиванию участка приводят:

• Поднятие общего уровня грунта при строительстве дорог в поселке и при строительстве на соседних участках. В результате нарушается естественный сток воды с участков, расположенных ниже.
• Строительство заборов на сплошном ленточном фундаменте без пропускных каналов для воды.
• Отсутствие организованного стока ливневых вод на участке и на территории поселка.

Процесс искусственного заболачивания обычно длиться несколько лет.

Из-за высокой влажности и высокого уровня грунтовых вод грунты на заболоченных участках являются сильнопучинистыми

Дом, построенный на слабых и пучинистых грунтах, подвергается повышенной опасности разрушения, в результате значительной осадки и неравномерных деформаций грунта.

Даже на жестком фундаменте дом может с годами постепенно тонуть в болоте.

Под весом дома, вода постепенно выдавливается из пор грунта, грунт под домом уплотняется и дом с каждым годом постепенно оседает.

Как слабый грунт сделать сильнее

Слой слабого болотистого грунта на разных участках имеет разную толщину. Например, на одном участке слой слабого грунта может быть не толще 1 метра. На другом – более 10 метров. Под слоем болотистого грунта всегда лежит слой малосжимаемого грунта с “обычными” для строительства свойствами.

Несущие свойства слабого грунта можно улучшить следующими способами:

• Выторфовкой – заменой болотистого грунта на подушку из непучинистого грунта. Замену производят под подошвой фундамента на всю толщину слоя болотистого грунта или частично.
• Устройством фундамента на насыпи из непучинистого грунта.
• Уплотнением грунта под основанием фундамента.

Строительные правила запрещают опирание подошвы фундамента дома непосредственно на слабый грунт.

Поэтому, подушки и насыпи — необходимый элемент в конструкции фундамента на слабых грунтах.

Особенности конструкции дома на слабых грунтах

При строительстве на болотистых грунтах применяют конструктивные решения, направленные на уменьшение осадки грунта путем уменьшения удельного давления дома на грунт. Для снижения чувствительности коробки дома к неравномерным деформациям повышают жесткость или гибкость силового каркаса здания.

Для снижения удельного давления дома на слабый грунт и увеличения жесткости или гибкости каркаса здания применяют следующие конструктивные мероприятия:

• Увеличивают площадь опоры фундамента на грунт за счет применения фундамента – плиты или ленточного фундамента с уширением подошвы.
• Повышают пространственную жесткость фундамента за счет устройства монолитного железобетонного фундамента. (Сборные ленточные фундаменты из блоков или кладочных материалов не применяют.) Увеличивают жесткость плитного фундамента путем устройства ребер жесткости или делают фундамент-цоколь повышенной высоты. Дополнительно устраивают монолитное железобетонное перекрытие жестко связанное с монолитным цоколем-фундаментом.
• Увеличивают пространственную жесткость каркаса здания путем устройства монолитных железобетонных поясов на уровне перекрытия этажей и армирования кладки каменных стен.
• Используют свайные фундаменты с опорой на нижележащий малосжимаемый слой грунта.
• На слабых грунтах выгодно строить дома из легких и гибких строительных конструкций – бревна, бруса, каркасные. Стоимость сооружения оснований для таких домов намного меньше, чем для хрупких домов из каменных материалов.

Задача выбора конструкции фундамента и конструктивных особенностей коробки дома сводится к тому, чтобы определить наиболее экономичный вариант для конкретных условий строительства.

Например, что выгоднее

– сделать выторфовку на всю глубину болотистого грунта и ленточный фундамент или установить свайный фундамент или залить фундамент плиту на насыпи?
Строительство какого дома на слабых грунтах окажется дешевле
— со стенами из гибкого клееного бруса или из хрупкого газобетона? В каждом конкретном случае ответ на этот вопрос будет разным. Правильный ответ можно получить только у специалистов – проектировщиков.

Менеджеры строительных фирм обычно пытаются навязать застройщику вариант фундамента, исходя из своих интересов, чем дороже – тем лучше. А могут, чтобы удержать заказчика, предложить и очень дешевый вариант, согласившись на который, застройщик потом горько пожалеет.

Источник: spark-welding.ru

Строительство трубопровода в условиях заболоченной местности

Классификация болот, особенности строительства трубопроводов на болотах. Расчет трубопровода на устойчивость. Анализ балластировки магистральных трубопроводов. Организация и технология производства работ по закреплению трубопровода анкерными устройствами.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	20.03.2016
Размер файла	267,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМ. И.М. ГУБКИНА

Курсовой проект

Тема: «Строительство трубопровода в условиях

Подготовил: студент группы ТС-99-4

Проверил: доцент к.т.н. Орехов В. В.

Москва, 2002

1. Классификация болот, особенности строительства трубопроводов на болотах

2. Механический расчёт трубопровода

3. Расчёт трубопровода на устойчивость

4. Способы балластировки магистральных трубопроводов

5. Закрепление трубопровода винтовыми анкерными устройствами

6. Несущая способность анкерных устройств

7. Размещение анкерных устройств вдоль трубопровода

8. Организация и технология производства работ по закреплению трубопровода анкерными устройствами

9. Контроль качества производства работ

трубопровод болото строительство

Линейное строительство, к которому относится и строительство трубопроводов, обладает одной важной особенностью — разнообразием и изменьчивастью характеристик местности (топографических, ландшафтных, грунтовых, гидрогеологических, климатических) вдоль трассы трубопровода, требующих применение различных технологическихсхнм и технологии строительства. Причём это изменение может быть настолько существенным, что требует либо полного технического переоснащения строительных подразделений, либо использования специализированных подразделений, выполняющий определённый вид работ. При составлении проекта производства работ и организации строительства весьма важно отметить достаточно чёткую классификацию условий строительства набора технологических схем и технологических приёмов производства работ в различных природно-климатических условиях.

Всё многообразие природных условий разделено на шесть групп: освоенные равнины, пустыни, болота, вечномёрзлые грунты, горы, водные преграды. Каждая из этих групп требует применения особой технологии строительства, специальной техники, без применения которой строительство становится если не невозможным, то совершенно нетехнологичным.

Следует отметить, что на болотах, вечномёрзлых грунтах и в пустынях в некоторых условиях возможно применение тех же технологических схем, что и на освоенных равнинах. Например, промёрзшие болота мажно рассматривать как равнину, сложенную на некоторую глубину мёрзлым грунтом. Однако в летне-осенний период работа обычной техники на них практически невозможна. В летний период и вечномёрзлый грунт оттаивает, что делает его непроходимым. Поэтому отнести эти равнинные местности к освоенным и пригодным для круглосуточной работы равнинам нельзя.

Необходимо определить область трубопроводного строительства, охватываемом термин «сложные условия». Даже на самой простейшей трассе при определенных обстоятельствах строительно- монтажные работы могут стать весьма сложными. Например, в период сильных дождей обычная равнинная трасса становится труднопроходимой, а иногда даже непроходимой для обычных машин. Однако такое состояние для данной трассы не характерно.

Таким образом, сложными называются участки, на которых в период всего строительства сохраняются условия, исключающие обычные, типовые для линейного строительства, методы работ. На таких участках необходимо использование специальных машин и специальной, применительно к условиям, технологической схемы ведения работ.

В зависимости от условий работы трубопровода, а также для обеспечения безопасности расположенных вблизи трассы объектов, согласно главе СНиП 2-Д. 10-62, трубопроводы подразделяются на участки четырёх категорий. К трубопроводам соответствующих категорий предъявляются различные требования как в частности обеспечения их прочности, так и в частности их испытаний, защиты от коррозии, устройств по обслуживанию. Эти требования имеют целью обеспечить надёжную работу трубопровода на всех участках трассы даже при самых неблагоприятных воздействиях.

1. Классификация болот, особенности строительства трубопроводов на болотах

Болотом (торфянником) со строительной точки зрения называется избыточно увлажнённый участок земной поверхности, покрытый слоем торфа мощностью 0,5 м и более. Болота с мощностью торфяной залежи менее 0,5 м относятся к заболоченным землям.

Болота многообразны по своим физико-механическим свойствам, которые изменяются как со временем, так и по отдельным участккам одного и тогоже болота. Это обстоятельство с давних пор требовало чёткойклассификации болот,особенно при инженерных работах, когда торфяные грунты проектируются как основания сооружений.

Проектировщиков и строителей интересует вопрос: как осуществить строительство и будет ли возведённое сооружение отвечать всем техническим требованиям нормальной эксплуатации. Поэтому при изыскании. Проектировании и эксплуатации нужно чётко знать давление сооружения на основание, пределы возможных безаварийных деформаций сооружений и способность торфяного основания к восприятию времеенных или постоянных нагрузок.

Газопровод, укладываемый подземно на болотах, при засыпке трубы торфяным грунтом для устойчивости требует балластировки утяжеляющими грузами. Искусственно созданная отрицательная плавучесть прижимает газопровод ко дну траншеи. Отрицотельная плавучесть на 1 м трубы согласно СНиП 2-45 — 75 должна составлять не менее 5% от массы вытесненной жидкости.

Нетрудно подсчитать, что давление газопровода на торфяную залеж не будет превышать 0,002 — 0,005 кг/см кв. Если в траншею укладывают нефтепровод, нефтепродуктопровод или водовод с балластировкой, то давление на основание не будет превышать 0,02 -0,06 кг/см кв. Давление от кабелей связей также превышает указанного значения.

Необходимо подчеркнуть, что давление на основание 0,05 — 0,06 кг/см кв возникает в тех случаях, когда балластировка нефтепродуктопровода рассчитывается на условия опорожнения его в период эксплуатации. Несущая способность торфяного грунта, как правило, более 0,1 кг/ см кв.

С другой стороны, возможные осадки трубопровода, уложенного на торфяное основание, не вызывают сколько-нибудь значительных дополнительных продольных напряжений, так как трубопровод является гибкой нитью. Изложенное позволяет сделатьвывод, подтверждаемый практикой строительства и эксплуатации переходов трубопроводов через болота.

Болота, целиком заполненные торфом любой степени разложения, могут служить основанием для стальных магистральных трубопроводов. Однако любая строительная классификкацияболот должна учитывать два основных требования: сохранение цельности сооружения на весь период эксплуатации и способ производства работ. Для цельности сооружения вполне достаточно, чтобы целиком заполняющие болота до минерального дна. Второе условие требует квалифицировать болота таким образом, чтобы при проектировании и строительстве можно было определить способы производства работ, а при эксплуатации — возможность доступа к любой точке перехода.

Поскольку нагрузка от строительной технике на торфяную залеж во много раз (10-20) больше,чем от трубопровода, то в основу классификации болот должна быть положена их проходимость.

Проходимость болот определяется его микроландшафтом.

По проходимости болота делятся на три типа:

1 тип — болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и неоднократный проход болотной техники с удельным давлением 0,2 — 0,3 кгс/см кв или проход обычной техники с помощю щитов,сланей или дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,2 кгс/см кв.

2 тип — болота, , целиком заполненные торфом, допускающие работу и проход строительной техники только с помощью щитов, сланей и дорог,обеспечивающих снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,1 кгс/см кв.

3 тип — болота, допускающие работу только специальной техники на понтонах или обычной техники с плавучих средств.

Микроландшафт болота определяется в процессе изысканий по данным аэрофотосъёмки или натурного осмотра болот. Классификация болотных микроландшафтов и их характеристика производятся по внешним признакам: растительности, микрорельефу, гидрографической сети и т. д. Дешифрирование болот по материалам аэрофотосъёмок проводится по образцам- эталонам.

Основываясь на классификации болот по проходимости, проф. П.П. Бородавкин предлагает классификацию болот применительно к магистральным трубопроводам, учитывающую как проходимость строительной техники болот, так и протяжённость и глубину торфяной залежи. Уточнённая классификация болот формулируется следующим образом:

1.Болота, целиком зополненные торфом устойчивой консистенции, и участки болотистых грунтов, допускающие работу и неоднократный проход строительных машин с уделным давлением на грунт q 0,25 кгс/см кв.

2. Болота, заполненные торфом неустойчивой консистенции при глубине торфа до 0,7 м, подстилаемые плотным минеральным грунтом, допускающим работу обычных строительных машин и механизмов. Ширина болота по створу перехода до 500 м. Несущая способность поверхности болота 0,05 < q < 0.25 кгс/см кв.

3. болота глубиной до 1,5 м на минеральном основании, целиком заполненные торфом, допускающие работу и проезд машин с удельным давлением на грунт q 0.1 кгс/см кв. Ширина болота в створе перехода до 250 м.

1. Болота, заполненные торфом неустойчивой консистенции при глубине торфа до 0,7 м, подстилаемые плотным минеральным грунтом. Ширина болота более 500 м, 0,05 < q < 0.25 кгс/см кв.

2. Болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и проезд машин с удельным давлением до 0,1 кгс/см кв. Ширина болота до 1 км.

1. Болота, допускающие работу только специальных плавучих машин и механизмов или обычных машин на понтонах.

2. Болота, целиком заполненные торфом, , допускающие работу и проезд машин с удельным давлением до 0,1 кгс/см кв. Ширина болота более 1 км.

2. Механический расчёт трубопровода

1)Определим толщину стенок труб для участка нефтепровода 11 категории.

Исходные данные: Dн=102см; Р=54кгс/см 2 ; Дt=20°С.

По сортаменту намечаем для нефтепровода трубы, выпускаемые Челябинским трубопрокатным заводом по ТУ 14-3-109 — 73 из нормализованных листов стали марки 14Г2САФ с основными характеристиками металла — ув57кгс/мм 2 и ут40 кгс/мм 2 .

n-коэффициент перегрузки по рабочему давлению = 1,15;

R1-расчётное сопротивление материала труб растяжению или сжатию;

Р-рабочее давление = 54 кгс/см 2 ;

Dн-наружный диаметр трубопровода = 102 см.

R1 ( n ) -нормативное сопротивление растяжению (сжатию);

m-коэффициент условий работы трубопровода = 0,75;

k1- коэффициент безопасности по материалу = 1,47;

kн- коэффициент надёжности, зависит от вида продукта, диаметра и давления = 1,05.

R1=5700*0,75/1,47*1,05=2769,68 (кгс/см 2 )

Полученное расчётное значение толщины стенки округляем до ближайшего большего по сортаменту, равно 1,25 см.

— коэффициент, учитывающий напряжённое состояние труб.

упр N -продольные осевые напряжения.

б-коэффициен линейного расширения = 1,2*10 -5 1/град;

E-модуль упругости для стали = 2,1*10 6 кгс/см 2 ;

t-перепад температур = 20С.

упр N=-12*10 -6 *2,1*10 6 *20+0,25*1,15*54*99,5/2*1,25=113,9 (кгс/см 2 )

Так как упр N 0, то следовательно 1=1

Полученное расчётное значение толщины стенки округляем до ближайшего большего по сортаменту, равно 1,25 см.

2)Проверка прочности подземного трубопровода.

Подземные и наземные трубопроводы по СНиП 11-45 — 75 проверяются по прочности на общую устойчивость в продольном направлении и против всплытия на обводнённых участках. Прочность проверяется по условию

113,92769,68 (кгс/см 2 )

Условие упр N2R1 выполняется, следовательно прочность при такой толщине стенки удовлетворяется.

3. Расчёт трубопровода на устойчивость

Рассчитаем устойчивость трубопровода, сооружаемого на болоте при балластировки трубопровода винтовыми анкерными устройствами, приняв следующие исходные данные:

площадь поперечного сечения стенок труб F:

F=р/4(Dн 2 -Dв 2 )=0,75*(102 2 -99,5 2 )=395,44 (см 2 )

Осевой момент инерции поперечного сечения трубопровода W:

W=2*I/102=р/64*( Dн 4 -Dв 4 )=2*0,049*(102 4 -99,5 4 )/102=9827,15 (см 3 )

собственный вес трубы qсв:

расчётное сопротивление материала труб R2:

расчётный вес продукта на воздухе, дополнительных обустройств в воде, а также облединения в воде при транспортировке продукта с отрицательной температурой qдоп:

вес изоляционного покрытия qиз:

толщина изоляционного покрытия

диаметр трубы с изоляционным покрытием

объёмный вес воды с учётом растворённых солей и взвешенных частиц грунта

примем число анкеров в одном анкерном устройстве Zанк=2; коэффициент условий работы анкерного устройства mанк=0,5; грунт 11 категории; коэффициент несущей способности грунта kгр=1; диаметр лопасти Dл=600 мм; максимальная (критическая) нагрузка на один винтовой анкер Nанк=12000 кгс.

Расчётное усилие (допускаемая нагрузка) определяется по формуле:

Расстояние между анкерами:

Объём воды, вытесненной 1 м трубы с учётом изоляции:

Рпл=1100*0,819-341,46-8,7=550,74 (кгс/м) = 5,507 (кгс/см)

Дополнительно определяем расстояние между анкерами из условия прочности:

Lа=(12*2484*9827,15/5,507) 1/2 =7293,3 (см)=72,93 (м)

72,93 м12,14 м, т. е. условие обеспечения прочности трубопровода выполняется.

4. Способы балластировки магистральных трубопроводов

Балластировка и закрепление трубопроводов на проектных отметках может осуществляться одним из следующих способов: засыпкой трубопровода минеральным грунтом; обетонированием трубопровода; установкой на трубопровод одиночных железобетонных грузов различных конструкций; закрепление трубопровода анкерными устройствами; заполнение внутренней полости трубы водой, нефтью или нефтепродуктом (для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов) и др.

Возможность применения метода балластировкиметода балластировки трубопроводов, прокладываемых в условияхобводнённой местности, зависит от следующих основных факторов: типа болота (его проходимости), мощности торфяной залежи, характеристики стояния грунтовых вод, метода прокладки трубопроводов, времени прведения работ.

В отечесвенной практике трубопроводного строительства в условиях обводнённой и заболоченной местности применяют балластировку трубопроводов одиночными утяжеляющими железобетонными грузами. При изготовлении утяжеляющих железобетонных грузов для приготовления бетонной смеси используют шлакопортландцемент марки 300 и гравий или щебень изверженных пород. Грузы, предназначенные для укладки в агрессивную среду, изготовляюс с добавлением сульфатостойкого шлакопортландцемента и перед установкой на трубопровод покрывают изоляцией.

Для предохранения изоляции трубопровода от повреждений на место установки груза приклеивают предохранительный коврик, состоящий из трёх слоёв бризола или рубероида с прослойками битума (рис.1).

Рис. 1. Схема установки седловидного груза на трубопровод

Трубопроводы больших диаметров обладают повышенной плавучестью, и поэтому балластировка их одиночными грузами требует значительного расхода железобетона. С увеличением диаметра труб затраты на балластировку седловидными железобетонными грузами трубопровода в условиях обводнённой или заболоченной местности резко возрастает.

Направлением совершенствования конструкции утяжеляющих железобетонных грузов является разработка утяжелителей с пониженным центром тяжести.

Разработанные ВНИИСТом поясные балластные грузы, принципиальная конструкция которых представляет собой два бетонных параллепипеда, соединённых между собой стальными поясами (рис. 2), имеют общий центр тяжести, расположенный ниже центра сечения трубопровода, что исключает возможность переворачивания грузов и гарантирует высокое качество пригрузки трубопровода.

Рис. 2. Поясной балластный груз

Масса каждого блока для балластировки трубопроводов больших диаметров 1020, 1220 и 1420 мм составляет 2 т.

При балластировке трубопроводов поясными балластными грузами требуется увеличение траншеи по дну, возможно также повреждение изоляции трубопровода в местах контакта с утяжелителями.

ВНИИСТом совместно с Главсибтрубопроводстроем разработан и внеедрён метод балластировки магистральных трубопроводов при помощи железобетонных шарнирных грузов (рис. 3).

1 — половина шарнирного груза; 2 — шарнир; 3 — трубопровод; 4 — предохранительный коврик ( три слоя бризола, проклеенных между собой битумом)

Рис.4. Шарнирный железобетонный груз

5. Закрепление трубопровода винтовыми анкерными устройствами

Закрепление трубопроводов анкерами выполняется тремя основными способами — завинчивание анкеров, забивкой и выстреливанием их из гарпунных пушек. Завинчивание анкеров осуществляется после укладки трубопровода на дно траншеи. Последовательность закрепления анкерами изображена ниже (рис. 4).

Рис. 4. Схема закрепления трубопровода анкервми.

На участке l1 трубопровод l уже закреплён; на участке l2 анкеры завинчиваются с помощю установки 3; на участке lп ведутся подготовительные работы (раскладка анкеров 5, доставка на санях 6. Бригада имеет сварочный агрегат 2, для перехода через траншею устанавливают инвентарные переходные мостики 4. Анкеры распологаются по одной линии или крестообразно (соответственно две или четыре лопости). Трубопровод крепмтся к анкерам специальным силовым поясом, представляющим металлическую ленту шириной от 20 до 70 см.

Под ленту подкладывается мягкий материал для более равномерного распределения давления на изоляционное покрытие. Несущая способность одиночного анкера складывается из сопротивления лопастей на выдёргивания из грунта Рв, сил сцепления грунта с поверхностьюлопастей и стержня анкера Рс, а также из сил, определяемых присосом Рпр: Р=Рв+Рс+Рпр. Все эти силы легко определяются по решениям механики грунтов. Как показали исследования, проведение в Главсибтрубопроводстрое, полная величина силы Р может достигать на один анкер 7,5*10^5 Н. Расстояние между анкерами по длине трубопровода определяется расчётом.

Основными преимуществами, способствующими широкому внедрению винтовых анкерных устройств в трубопроводное строительство, являются быстрота их доставки и установки; возможность заглубления анкера без нарушения структуры грунта; незначительная масса анкерного устройства по сравнению с развивающей удерживающей силой; небольшая стоимость анкерного устройства, отнесённая на одну тонну его удерживающей силы. Опыт работ по закреплению трубопроводов с помощю анкерных винтовых устройств показол, что их установка целесообразна не только при прокладке трубопроводов через обводнённые и заболоченные территории, но и на переходах через глубокие болота. Закрепление трубопроводов с помощю анкерных устройств принципиально отличается от других способов балластировки, так как в этом случае масса анкера во много раз меньше развиваемой им удерживающей силы.

Рис. 5. Схема закрепления трубопровода винтовым анкерным устройством

В трубопроводном строительстве распространены широколопастные винтовые анкеры (глубокого заложения) с винтовой лопастью в один оборот (или оборот с четвертью). Винтовая лопасть анкера расположена у сопряжения конуса с целиндром. Винтовые анкерные устройства (рис. 5) выполняют из двух или нескольких винтовых анкеров 1, соединительного хомута 3, футеровочного мата 5 и прокладки из нескольких слоёв бризола 4, накладываемой на трубопровод 2. собственно анкер состоит из сердечника, винтовой лопасти и стержня. Для свай (анкеров) с широкой винтовой лопастью приняты следующие соотношения параметров: Dл/d=46 — соотношение между диаметром лопасти Dл и диаметром ствола d; t=(0,250,3)Dл — шаг винта лопости; n=11.25 — число оборотов винта лопости; h=(58)Dл — глубина погружения лопости.

Принятые соотношения параметров соответствуют данным, рекомендуемой в отечественной литературе; шаг винта лопости установлен в результате проведённых натуральных наблюдений.

Направляющий конус сердечника винтовой части анкера должен быть легко погружаемым в грунт и высотой не менее его диаметра. При таком расположении лопасти уменьшается высота конуса, а следовательно, и объём вдавливаемого в грунт с меньшим сопротивлением. В этом случае для погружения анкера необходим минемальный крутящий момент.

Винтовая часть анкера представляет тело вращения, способное погружаться в грунт под действием крутящего момента, передоваемого на лопость анкера. Нормальный ряд диаметров анкеров по винтовой лопасти, применяемых для закрепления трубопроводов, составляет 100, 150, 200, 250, 300, 400 и 500 мм.

Винтовые анкерные устройства устанавливают при прокладке трубопроводов через обводнённые и заболоченные территории в тех случаях, когда дно траншеи представлено устойчивыми минеральными грунтами 1-3 групп по сложности разработки согласно СНиП: гравелистыми (крупными, средней крупности); песками (лёгкими, плотными и средней плотности, влажными, маловлажными, водонасыщенными); супесями (твёрдыми и пластичными); глинами и суглинкками (твёрдыми, полутвёрдыми, тугопластичными, мягкопластичными), включая все перечисленные грунты с примесью органических веществ.

Необходимо отметитоь значительные преимущества сварных анкеров перед литыми: отсутствие скрытых дефектов, большая надёжность сварных анкеров, меньшая потребность в технологическом оборудовании, рабочей силе и производственных площадках при изготовлении, простота процесса изготовления, малая себестоимость, меньшая масса изделия, ниже крутящий момент для завинчивания. В процессе испытаний не отмечены случаи разрушения сварных анкеров. Анкеры извлекали из грунта без повреждений при усилии 10 — 12 т. применение на строящихся трубопроводах литых анкеров повышенной несущей способности с диаметром лопасти 400 — 500 мм будет затруднено из-за их большой массы, необходимости создания машин для завинчивания, развинчивающих крутящий момент на 15-20% больше, чем для завинчивания сварных анкеров аналогичных размеров. Анализ изложенного позволяет сделать вывод о необходимости широкого использования в трубопроводном строительстве сварных стальных анкеров, защищённых от коррозии различными способами.

6. Несущая способность анкерных устройств

0дним из наиболее важных вопросов, возникающих в процессе закрепления трубопроводов на дне обводнённых траншей, является определение несущей способности анкерного устройства (рис. 6).при закреплении трубопроводов винтовыми анкерными устройствами в заполненной водой траншее на его устойчивость одновременно влияет как несущая способность винтовых анкеров, так и характер грунта засыпки.

Рис. 6. Зависимость расстояния l между анкерными устройствами от выдёргивающих усилий Р(св= 1 т/м 3 )

Крутящий момент, необходимый для погружения винтового анкера в грунт, можно приближённо определять по формуле

где б — коэффициент, равный 1 при глубине завинчивания анкеров до 3 м и 1,1 при глубине завинчивания анкеров свыше 3 м; t — шаг винта лопости анкера; Dл — диаметр винтовой лопости; К1 — коэффициент, учитывающийплотность грунта, проходимого лопастью.

Большой интерес представляют исследования по разработке способа определения удерживающей силы винтовых якорей в зависимости от крутящего момента, развиваемого при их установке. Установление такой зависимости позволяет не проводить дополнительных геологических изысканий в процессе проектирования трубопроводов и даёт возможность определять несущую способность анкера при различной глубине его завинчивания. Оснащение машин, используемых для заглубления анкера устройствами, позволяющими производить замеры крутящих моментов, возникающих при погружении анкеров в грунт, позволили значительно сократить и в дальнейшем полностью ликвидировать контрольные выдергивания их. Кроме того, при этом по крутящему моменту можно определить фактические выдёргивающие усилия анкеров, установленных на различной глубине.

Одной из основных величин, влияющих на несущую способность винтовых анкеров, является глубина погружения их лопастей в грунт. Обобщение результатов проведённых испытаний и литературных источников позволяет сделать следующие выводы: с увеличением глубины погружения винтовых анкеров в однородные грунты несущая способность их возрастает; до глубины, равной 3 — 3,5 диаметров лопости (анкеров с Dл=200300 мм), увеличение несущей способности происходит неинтенсивно; до глубины, равной 7 — 8 диаметрам лопости, несущая способность анкеров резко возрастает; при заглублении анкеров выше указанной глубины несущая способностьувеличивается, но интенсивность её снижается.

Таким образом, оптимальная глубина погружения для винтовых анкеров с диаметром лопостей от 100 до 500 мм может быть принятаравной 5 — 8 диаметрам лопасти в зависимости от характера напластований грунта, технических характеристик механизма для завинчивания и других условий.минимальную глубину заложения лопастей анкеров в минеральный грунт определяют в каждом случае проектом. Во всех случаях она не должна быть менее пяти диаметров лопасти в глинистых грунтах и шести диаметров лопасти в песчанных.

7. Размещение анкерных устройств вдоль трубопровода

При определении расстояний (пролётов) между винтовыми анкерными устройствами ограничивающими параметрами являются допустимые напряжения в трубах, допускаемый прогиб трубопровода в пролёте между анкерными устройствами, н6сущая способность анкернкерного устройства.

При определении расстояний между анкерными устройствами при закреплении трубопроводов диаметром529 мм и более основным критерием для назначения пролёта является несущая способность анкера (рис. 7). Допускаемый прогиб во всех случаях не должен превышать 12 — 15 см.

Рис. 7. зависимость расстояния между анкерными устройствами от плотности воды (допускаемое выдёргивающее усилие на анкерное устройство — 1000 кгс)

В процессе строительства трубопровода несущую способность анкеров уточняют по данным опытных выдёргиваний или в зависимости от крутящего момента, развиваемого в процессе завинчивания их в грунт.

8. Организация и технология производства работ по закреплению трубопровода анкерными устройствами

Организация и технология выполнения работ по анкерному закреплению трубопроводов осуществляются в соответствии с требованиями «Указаний по технологии и организации работ при закреплении магистральных трубопроводов винтовыми анкерными устройствами», разработанных ВНИИСТом. В зависимости от условий и методов прокладки трубопроводов, работы по их закреплению винтовыми анкерными устройствами могут выполняться по трём схемам: закрепление трубопроводов, уложенных в сухие траншеи в условиях периодически обводнённых и заболоченных территорий; закрепление трубопроводов, уложенные в заполненные водой траншеи, в условиях обводнённой и заболоченной местности, а также на переходах через болота; закрепление наземных трубопроводов, прокладываемых в условиях обводнённой и заболоченной местности, а также на переходах через болота.

Закрепление трубопровода винтовыми анкерными устройсивами выполняют специализированные бригады, входящие в состав механизированной изоляционно-укладочной колонны.

Данная бригада выполняет следующие работы: завинчивание анкеров в грунт и обслуживание установки ВАГ — 201, сварку хомута со стержнями анкеров и обслуживание сварочного агрегата АСБ — 1 или СДАУ, монтажные и изолировачные работы, обслуживание битумоплавильного котла ПСТ — 8.

Опыт работ по закреплению трубопроводов винтовыми анкерными устройствами показал, что наиболее целесообразно применять поточно-расчленённый метод ведения работ. При этом комплексная бригада должна быть представлена тремя специализированными звеньями: по проведению подготовительных работ, включая парооттаивание грунта или его механическое рыхление (в зимнее время); по завинчиванию анкеров в грунт; по закреплению трубопровода, включая подразделение по осушению траншей. Разбивка бригады на звенья позволяет завинчивать анкера в зимнее время сразу же за разработкой траншеи, не останавливая прочих работ по анкерному закреплению трубопроводов.

Процесс закрепления трубопроводов на дно обводнённых траншей состоит из четырёх этапов: подготовительного, включающего доставку анкеров на трассу, изоляцию стержней, подготовку футеровочных матов и хомутов, выполнение контрольных выдёргиваний; завинчивание анкеров в грунт; погружение трубопровода на проектные отметки; непосредственного закрепления трубопровода, включающего укладку на него нескольких слоёв бризола, установку футеровочных матов и соединение хомута со стержнями анкеров.

При закреплении трубопровода, проложенного в условиях обводнённой и болотистой местности ( в случаях погружения его на проектные отметки путём водоотлива из траншеи или с помощю инвентарных утяжеляющих грузов), неизбежно появляются работы пятого этапа — засыпка траншей грунтом по окончании анкеровки трубопровода.

После централизованного изготовления на заводах или в механических мастерских винтовых частей анкеров и доставки их в район производства работ ( на перевалочную базу) организуют приварку этих частей к ранее заготовленным стержням, покрытыи битумно-резиновой или плёночной (поливинилхлоридной) изиляцией.

Места соединения стержней анкера с винтовой частью изолируют битумно-резиновой изоляцией, а затем вместе с хомутами, бризолом и футеровочеыми матами транспортируют к месту установки. Футеровочные маты изготовляют из деревянных реек, толщина которых не должна превышать 30-40мм. Длина мата в зависимости от диаметра трубопроводов и принятых расстояний между винтовыми анкерными устройствами составляет от 70 до 250 см. На трубопроводах диаметром до 529 мм футеровочные маты можно не устанавливать, так как давление на изоляционное покрытие от хомута не будет превышать допускаемого значения. На трубопроводных магистралях больших диаметров футеровочные маты не устанавливают в тех случаях, когда ширина хомута обеспечивает сохранность изоляционного покрытия трубопровода (ширину и толщину хомута определяют расчётом).

Хомуты также необходимо изготовлять в механических мастерских из полосовой стали шириной не менее 60-100 мм в зависимости от действующих на них нагрузок. Толщина хомута во всех случаях должна быть не менее 4 мм. От действия коррозии его нужно защищать битумно-резиновой или плёночной изоляцией.

После выполнения указанных работ и подготовки машин, механизмов и приспособлений для завинчивания анкеров в грунт в наиболее характерных точках перехода (согласно данным проекта) необходимо провести контрольные выдёргивания. На каждом участке перехода, намеченном для испытания, должно завинчиваться не менее трёх контрольных анкеров на глубину, равную 6,8,10 диаметрам лопасти анкера.

Для осуществления контрольных выдёргиваний кран трубоукладчик устанавливают у места проведения работ на расстоянии не менее 1,5 м от бровки траншеи. Затем на грузовой крюк последовательно навешиваюд динамометр и захватное приспособление. В процессе выдёргивания неоходимо обеспечить плавный ( без рывков) характер возростания нагрузки на анкер.

Предельное усилие определяют по максимальному показанию динамометра. После извлечения анкера из грунта его осматривают с целью установления целостности элементов конструкции. По данным, полученным в результате опытных выдёргиваний анкеров, уточняют глубину заложения их в грунт, а также заданные проектом расстояния между ними. После этого места установки винтовых анкерных устройств фиксируют, и комплекты раскладывают вдоль трубопровода.

В зависимости от диаметра лопасти анкера и развиваемого в процессе завинчивания крутящего момента машины и механизмы для заглубления винтовых анкеров могут быть условно разбиты на три группы: 1 — лёгкие механизмы или приспособления, развивающие крутящий момент до 250 кгс м и позволяющие заглублять анкеры с диаметром лопасти до 250 мм включительно; 2 — машины и механизмы, развивающие крутящий момент до 1000 кгс м и позволяющие заглублять анкеры с диаметром лопасти до 300 мм включительно; 3 — машины, развивающие крутящий момент до 3000 кгс м, позволяющие заглублять анкеры с диаметром лопасти до 500 мм включительно.

К первой группе можно отнести механизмы ВАГ-11, ПЗА-1, ПЗА-11. анкерный вращатель предназначен для завинчивания анкеров диаметром до 150 мм в грунт для закрепления ими от всплытия трубопровода, уложенного в обводнённых траншеях.

Пневматические заглубители анкеров ПЗА-1 и ПЗА-11 позволяют завинчивать анкеры с диаметром лопасти 100-250 мм и представляют собой конструкции, состоящие из рамы, пневматических вращателей и инвентарной штанги.

Механизмы 1 группы могут быть использованы для закрепления винтовыми анкерными устройствами трубопроводов диаметром до 529 мм. Чаще применяют механизмы 11 группы, позволяющие завинчивать винтовые анкеры с диаметром лопасти до 300 мм и с развиваемым крутящим мрментом до 1000 кгс м. К ним следует отнести машину ВАГ-101, представляющую собой нависной гидравлический анкерный вращатель, устанавливаемый в зависимости от условий работы на обычный или болотный трактор (рис 8).

К машинам 111 группы следует отнести разработанные СКБ «Газстроймашина» механизмы ВАГ-201, ВАГ-202, ВАГ-203, способные завинчивать анкеры с диаметром лопасти до 500 мм и развивать крутящий момент до 2000 кгс м.

Были проведены экспериментальные исследования по завинчиванию анкеров на болотах с большой толщей торфянников. Исследования осуществляли по двум схемам, что определялось конструкцией анкеров и соответственно приспособлениями для их завинчивания, которые выполняли в виде навесного оборудования к установке ВАГ-101.

1.Анкер представляет собой штангу (диаметр 100 мм, длина 3 м) с приваренной к ней винтовой лопастью. Анкер завинчивают на заданную глубину при помощи наращиваемой штанги, которая после завинчиванияанкера остаётся в грунте. Соединение штанг — резьбовое (рис 9).

11. Конструкция винтового анкера не отличается от обычной. Изменена только штанга, которая для обеспечения возможности наращивания стержня анкера до необходимой длины выполнена разрезной.

Исследования показали, что закрепление ирубопроводов анкерными устройствами можно выполнять на болотах с мощностью торфяной залежи до 4-5 м. Завинчивать анкеры следует на глубину, равную 8 диаметрам лопасти анкера, независимо от характеристик подстилающих грунтов (завинчивать анкеры вторф не допускается).

Рис. 9. Схема винтового анкера с разрезной штангоц

1 — винтовая лопасть анкера;

2 — инвентарная составная штанга;

3 — стержень анкера;

4 — узел соединения инвентарных штанг;

5 — место сварки стержней;

6 — нижний узел вращения машины ВАГ — 101.

Рис. 9. Схема завинчивания анкера на переходах трубопроводов через глубокие болот:

9. Контроль качества производства работ

Увеличение диаметров и протяжённости строящихся трубопроводов, увеличение темпов строительства требуют тщательного контроля качества строительства на всех его этапах.

Потеря устойчивости (всплытие) трубопровода, проложенного в свободной местности или на переходе через болота, может привести к резкому повышению напряжений в трубопроводе, к нарушению прочности труб и повреждениям изоляционного покрытия, требует значительных затрат на проведение ремонтных работ и погружение трубопровода в проектное положение. Во многих случаях это связано с укладкой трубопровода в новую траншею.

Качество выполнения работ по балластировке и закреплению трубопровода находится в прямой зависимости от правильной разработки траншеи и укладки в неё трубопровода. Практика показывает, что основные причины некачествкнной установки утяжеляющих железобетонных грузов заключается в недостаточных габаритах траншеи. Кроме того, на отдельных участках при проектной ширине траншеи трубопровод при опускании смещается к бровке, что также не обеспечивает возможности его дальнейшей балластировки.

Организация операционного контроля и установление надзора за его осуществлением на строительстве возлагается на начальников строительно-монтажных подразделений, а ответственность за полноту и своевременность выполнения пооперационного контроля исполнителями работ — на линейный инженерно- технический персонал.

Исполнителями работ (рабочими и бригадирами) перед балластировкой и закреплением трубопроводов должны быть изучены положения по технологии пооперационного контроля, а также карты и схемы операционного контроля качества, методы самоконтроля.

По мере поступления анкерных устройств и железобетонных грузов на трассу трубопровода производители работ и мастера проверяют соответствие данных поспортов и сертификатов требованиям ГОСТ, ТУ и проекта. Все выявленные в ходе контроля дефекты, отклонения от СНиП, ГОСТ и ТУ должны быть исправлены до начала последующих работ.

Линейные инженерно-технические работники (производители работ и мастера) обязаны выполнять все положения по контролю качества, предусмотренные Технологической картой пооперационного контроля качества изоляционно-укладочных работ при строительстве линейной части могистральных трубопроводов, вести учёт производственного брака и дефектов, выявленных в процессе указанного контроля, и фиксировать их в журнале работ по строительству объекта.

При закреплении трубопровода винтовыми анкерными устройствами контролируют:

расстояние между анкерными устройствами по проекту с уточнением расстояний в зависимости от результатов контрольных выдёргиваний и фактической характеристики минеральных грунтов;

заглубление анкера и качество соединения тяг анкеров с силовым поясом;

отклонение оси анкера от вертикали ( оно не должно превышать +/-15 гр.);

нарушение целостности изоляционного покрытия трубы и элементов анкера на трубопроводе;

наличие иправильность установки футеровачного мата и прокладок.

При этом используют такие виды контроля, как пооперационный, постоянный, сплошной, визуальный, инструментальный, выборочный и приёмочный.

Ежедневно после установки винтовых анкерных устройств на трубопроводы (в течение рабочей смены) производитель работ составляет паспорт по установленной форме, в котором регестрируют результаты контроля и предъявляют на подпись представителю территориальной инспекции по качеству строительства.

1.Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов. Москва. Издательство «НЕДРА» 1987

2.Бородавкин П.П., Таран В.Д. Трубопроводы в сложных условиях. Москва. Издательство «НЕДРА» 1968

3.Васильев Н.П. Балластировка и закрепление трубопроводов. Москва. Издательство «НЕДРА» 1984

4.Дерцакян А.К., Васильев Н.П. Строительство трубопроводов на болотах и многолетнемёрзлых грунтах. Москва, Издательство «НЕДРА» 1978

5.Чирсков В.Г., Березин В.Л. и др. Строительство магистральных трубопроводов. Справочник. Москва. Издательство «НЕДРА» 1991

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Этапы строительства трубопровода. Приемка трассы, ее геодезическая разбивка. Расчистка полосы строительства. Земляные и сварочно-монтажные работы. Расчет трубопровода на прочность.

Прокладка участков переходов трубопроводов через автомобильные дороги.

курсовая работа [590,1 K], добавлен 28.05.2015

Изучение этапов организации работ по строительству магистрального трубопровода: технология рытья траншеи, материальное обеспечение, природоохранные мероприятия. Расчет прочности трубопровода, машинная очистка, изоляция и укладка трубопровода в траншею.

курсовая работа [145,8 K], добавлен 02.07.2011

Объем работ при строительстве магистральных трубопроводов. Расчистка и планировка трасс. Разработка траншеи, сварка труб в нитку. Очистка и изоляция труб, их укладка в траншею. Испытание трубопровода на прочность и герметичность, его электрозащита.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 03.03.2015

Прокладка напорного полиэтиленового водопроводного трубопровода. Сложность изготовления и монтажа технологических трубопроводов. Методы производства земляных работ. Уплотнение грунта при обсыпке трубы. Калькуляция затрат труда и машинного времени.

курсовая работа [158,5 K], добавлен 09.05.2011

Характеристика района строительства. Климатическая характеристика, гидрологические условия. Механический расчёт трубопровода. Определение толщины стенки трубопровода. Расчет длины скважины трубопровода.

Расчёт тягового усилия протаскивания трубопровода.

Источник: revolution.allbest.ru

Какой фундамент сделать для дома на болотистой почве

Владея участком земли, расположенным на болотистой местности, не стоит огорчаться. Современные методы строительства позволяют построить здание даже на таком рельефе. Долговечность сооружения будет зависеть, в первую очередь, от вида фундамента и применяемых материалов. А какой фундамент лучше на болотистой местности, рассмотрим далее.

Анализ грунта

Что представляет болотистая земля? Это участок с пористой структурой, который на 90% состоит из воды. Остальной процент формируют хаотично расположенные частицы полезных ископаемых – торфа, песка, глины. Бессистемный порядок залегания горных пород не позволяет рассчитать нагрузку на почву.
Исследования грунта на участке помогут выявить такие характеристики местности:

• тип почвенного массива;
• объем грунтовых вод;
• глубину промерзания;
• удаленность водоносного слоя от поверхности.

Полученные данные позволяют определить физические свойства пластов, их толщину и глубину залегания, охарактеризовать изменения грунта за последние несколько лет. На основе геологической экспертизы можно выбрать, какой фундамент построить на болотистой местности.

Характеристика заболоченных участков с точки зрения возведения фундамента

Болотистые участки – не редкость на территории России. Большие территории могут быть заняты болотами, но человек вынужден строить жилье либо промышленные здания и сооружения даже в таких условиях.

Особенно это касается оборонных нужд, а также освоения территорий в связи с добычей нефти и газа – их месторождения в основном и расположены в болотистых местностях. Целые города строят на болотах – примером могут служить населенные пункты Западной Сибири.

Возводить традиционный железобетонный фундамент под здания в таких местах – большая проблема для строителей. Дело в том, что грунт, насыщенный торфом, не обладает достаточной устойчивостью, а плотные слои почвы расположены достаточно глубоко.

Даже возведение небольшого фундамента из железобетона требует значительных земляных работ, особенно по усилению грунта – засыпки «Камазов» песка, установки усиленной опалубки и т.д. Установка классического плитного или ленточного железобетонного фундамента в некоторых местах невозможна.

Большинство зданий и сооружений в болотистых местностях стоят на сваях. Однако и монтаж железобетонных свай затруднен – установка их требует использования тяжелой техники, которую зачастую невозможно доставить на заболоченные участки.

Фундамент на заболоченной местности

Грунты на болоте

Комплекс геологических изысканий стоит около 30000 рублей. Поэтому индивидуальные застройщики ими часто пренебрегают, самостоятельно отрывая шурфы в пятне застройки на глубину 2 – 2,5 м для изучения грунтов. Если заложить в проект свайно-винтовой фундамент на болотистой почве, можно эту сумму сэкономить:

• достаточно купить сваю для пробного вкручивания;
• погрузить ее в 3 – 4 местах на участке, чтобы получить представление о глубине залегания несущего пласта.

Метод называется – пробное вкручивание, производится обязательно вручную, когда свая достигает плотного грунта это отражается в резком увеличении крутящего момента, необходимого для дальнейшего закручивания сваи.

Типы грунтов на болотистой местности.

При выборе плавающей плиты крайне важно, в какой местности будет производиться бетонирование:

• в зависимости от структуры верхних пластов потребуется замена 60 – 80 см (иногда и больше) слоя торфа щебнем фракции 5/20 мм;
• щебень дороже песка, однако, после уплотнения виброплитой сохраняет стабильность геометрии при намокании.

Если изготовить подстилающий слой поверх нетканого материала (геотекстиль), можно предотвратить перемешивание щебня с торфом. В этом случае плитный фундамент на болоте полностью оправдывает название плавающего, не просаживается ежегодно за счет максимально возможной площади опирания. Расчет несущей способности с учетом сборных нагрузок, расчетного сопротивления грунта на дне болота необходим в обязательном порядке.

При необходимости подвального этажа придется делать полноценные геологические изыскания, после которых возможны варианты:

• дно болота на отметке в пределах 2 – 2,5 м – котлован ниже отметки промерзания, откачка воды, вывоз торфа, дренаж по периметру, бетонирование ленты или изготовление сборной конструкции из ФБС по плитам ФЛ, обратная засыпка песком, утепление отмостки и наружной поверхности фундамента;
• дно болота глубже 2,5 м – осушение вертикальными дренами (шаг 1,5 – 2 м, шахматный порядок) с одновременной подгрузкой пятна застройки по периметру + 2 м ПГС, песком, щебнем с интервалом 6 – 10 месяцев.

В последнем случае вода из дренов периодически откачивается, грунт под весом насыпи уплотняется, приобретая расчетное сопротивление сборным нагрузкам от коттеджа.

Какой фундамент подойдет

Именно ряд недостатков грунта заставляют многих серьезно задуматься – какой фундамент в болотистой местности позволит лучше всего решить все проблемы? Ведь если фундамент был выбран неправильно, после изменения уровня грунта постройка может быть просто разрушена.

Пример монолитного фундамента в болотистой местности

Кроме того, спустя несколько лет, постройка может начать просто уходить под землю от собственной тяжести. Поэтому подходить к решению данной проблемы следует максимально серьезно и ответственно.

К счастью, на сегодняшний день существует несколько вариантов решения данной проблемы. Да, вы можете самостоятельно решить, какой фундамент на болоте лучше всего отвечает вашим требованиям и финансовым возможностям.

1. Свайный фундамент. Это прекрасное решение, если вам нужно завершить устройство фундамента в минимальные сроки. В качестве основных элементов выступают сваи – железобетонные или буронабивные. При помощи специального оборудования они закладываются на огромную глубину – чаще всего около 10-12 метров, но в районах с особенно сложными типами грунта эта глубину может достигать 20 и даже 25 метров! Пройдя на такую глубину, свая просто протыкает болотистый слой почвы, опираясь на прочное основание.

   Схема монтажа свайного фундаментаЭто делает фундамент и всю конструкцию дома совершенно невосприимчивым к сезонным колебаниям уровня почвы – в качестве опоры для свай выступает основание, уровень которого не меняется в зависимости от сезона или осадков. Немаловажно, что вся работа может быть выполнена за два — три дня. Стоимость установки сравнительно невелика. Устанавливать такой фундамент можно как летом, так и зимой. Свайные фундаменты на болотах прекрасно себя зарекомендовали – надежные, долговечные и неприхотливые, они собрали тысячи положительных отзывов из разных уголков нашей страны.

2. Монолитный фундамент. Самый дорогой и сложный в изготовлении. И все же, в северных, болотистых регионах нашей страны именно монолитный или плитный фундамент чаще всего используется при строительстве частных и многоэтажных домов. Он представляет собой одну огромную, монолитную плиту, заглубленную до уровня промерзания грунта.

   Один из вариантов монолитного фундаментаДаже если грунт вокруг сильно пучинится, это никоим образом не сказывается на надежности и сохранности вашего фундамента. Большой вес плиты (десятки тонн!) исключает возможность поднятия фундамента, что могло бы привести к разрушению дома. Высокая прочность позволяет монолитному фундаменту выдерживать без вреда для себя огромные нагрузки на сжатие, изгиб и растяжение. Поэтому именно его чаще всего используют при строительстве в болотистых районах нашей страны, несмотря на его высокую стоимость.

3. Мелко заглубленный фундамент. Занимает среднюю между свайным и монолитным фундаментом нишу, как по стоимости, так и по срокам строительства. Такой фундамент на болоте также неплохо зарекомендовал себя.

   Схема устройства мелкозаглубленного фундаментаОднако стоит учитывать, что мелко заглубленный фундамент подходит только для строительства сравнительно небольших домов – одноэтажных деревянных или каркасных. Дело в том, что сравнительно небольшая толщина фундамента не позволяет ему выдерживать значительные нагрузки на сжатие. При этом он прекрасно противостоит нагрузкам от пучения грунта. Так как он тоже является монолитным, при сильных нагрузках от почвы, он просто слегка поднимается или опускается, как и весь дом, построенный на нем. Это, в сумме с низкой стоимостью и быстротой изготовления, делает довольно популярным данный вид фундамента на болотах.

Как видите – у людей, решивших построить дом даже на проблемной, болотистой почве, имеется довольно большой выбор. Однако, некоторые из них не хотят тратить лишних денег, предпочитая строить фундамент на болоте своими руками. Возможно ли это?

Фундамент с использованием свай

Данный вид фундамента является оптимальным вариантом для заболоченной местности. В качестве основных несущих элементов используются сваи. Выравнивание поверхности фундамента осуществляется за счет свай разной длины. При этом устанавливать их в грунт можно как вертикально, так и под небольшим углом. Соединение этих элементов в единую конструкцию выполняется с помощью бетонного основания (подушки) и арматурного каркаса.

Достоинства свайного фундамент:

• высокая прочность и надежность;
• устойчивость к коррозии;
• длительный срок эксплуатации;
• низкая себестоимость;
• короткий период строительства (от двух дней и более);
• может применяться при различных уровнях грунта на участке;
• строительство может выполняться при любых погодных условиях.

Плитный фундамент

Является самым дорогим по сравнению с другими. Его чаще всего используют на территориях, где преобладают резкие перепады температуры, а также для зданий, имеющих большой вес. Благодаря равномерному распределению массы здания по всей поверхности фундамента он не проседает. В основании фундамента располагается песчано-гравийная подушка, что позволяет не задерживать грунтовые воды.

Преимущества плитного фундамента:

• возможность использования плиты для цокольного или первого этажа;
• отсутствие влияния грунтовых вод;
• устойчивость к смещению почв;
• легкость в изготовлении;
• прочность и надежность на протяжении многих десятков лет.

Ленточный фундамент

Является самым дешевым вариантом. Используется для облегченных зданий, конструкция которых выполняется с помощью металлических каркасов и деревянного бруса. Такой фундамент еще называют мелко заглубленным, так как устанавливается он выше уровня промерзания почвы, поэтому дополнительно должна быть предусмотрена система дренажа грунтовых вод.

По конструкции ленточный фундамент монолитный с армированными поясами вдоль всего основания. Это добавляет конструкции жесткости и препятствует появлению трещин из-за постоянного движения грунта.

Выбор типа фундамента будет зависеть от геологических исследований грунта, сроков строительства и ваших материальных возможностей.

Какой фундамент проще построить своими руками

Многие наши соотечественники предпочитают выполнять строительство любой сложности своими руками. В первую очередь потому, что это дает возможность сэкономить немалые деньги. Конечно, не являются исключением и случаи, когда им нужно построить фундамент на болоте. Так что полезно будет рассмотреть возможность строительства разных видов фундамента своими силами.

Для начала рассмотрим свайный фундамент. Увы, построить его своими силами, без привлечения специалистов практически невозможно. Дело в том, что только специалисты располагают информацией о толщине болотистого слоя в определенной местности. Кроме того, в их распоряжении есть тяжелая техника, позволяющая легко и быстро вкручивать сваи на глубину в 10-20 метров.

Поэтому не стоит даже пытаться справиться с этой работой самостоятельно. К счастью, это не касается монолитного и мелко заглубленного фундамента. В этом случае работа вполне может быть выполнена своими силами, что позволит в несколько раз сократить расходы на строительство. И даже, несмотря на то, что вам понадобится арендовать бетономешалку и, возможно, воспользоваться услугами бульдозера, экономия будет весьма ощутимой.

Чтобы не быть голословными, стоит поподробнее рассказать, как ведется строительство монолитного фундамента. Технология возведения мелко заглубленного фундамента довольно схожа с этой, но отличается некоторой простотой.

Строительство фундамента на болотистой местности своими руками

Осушение и дренирование участка

Если по объективным причинам на болоте необходимо строительство ленточного фундамента, торфяник усиливают следующим способом:

• разметка – пятно застройки разбивается на секторы, скважины располагают в шахматном порядке с шагом 1,5 – 2 м;
• бурение – глубина скважин чуть ниже дна болота, обсадные элементы не используются, отверстия заполняются песком;
• подгрузка – площадка засыпается песком, толщина слоя 60 – 70 см.

Инертный материал выдавливает собственной тяжестью воду в вертикальные дрены, постепенно осаживаясь до проектного уровня, уплотняя рыхлые почвы под ним. После 6 – 10 месяцев возможно строительство ленточного фундамента по стандартной технологии.

Таким образом, на болотистой местности можно построить ростверковый свайно-винтовой фундамент, плавающую плиту. Либо осушить участок вертикальными дренами с подгрузкой пятна застройки инертными материалами для возведения ленточного фундамента.

Строительство монолитного фундамента самостоятельно

Итак, вы решили строить монолитный фундамент. С чего же все начинается?
Конечно, с разметки на местности. Для строительства лучше всего выбирать вторую половину лета – в это время уровень грунтовых вод близок к минимальному, дожди идут сравнительно редко, да и теплый воздух позволит бетону застыть в минимальные сроки, без использования специальных строительных добавок, которые стоят довольно дорого.

Начинать строительство фундамента можно лишь тогда, когда у вас уже имеется готовый проект дома.

В этом случае вы точно знаете, какими будут размеры постройки и, соответственно, размеры фундамента. Желательно, чтобы фундамент со всех сторон выступал за периметр дома на 30-50 сантиметров.
При помощи колышков и капронового шнура нужно обозначить конкретное место, где будет располагаться фундамент.

Так происходит разметка территории под фундамент

Теперь необходимо снять грунт на глубину в 1-1,5 метра. Конкретный уровень залегания фундамента зависит от глубины промерзания почвы, этот показатель можно узнать в любой строительной компании.

Разумеется, при проведении земляных работ придется извлечь многие десятки кубометров земли. Выполнить такой объем работ вручную при помощи лопаты просто невозможно. Поэтому разумным шагом будет аренда экскаватора и грузового автомобиля для вывоза всего грунта или его части. Да, придется заплатить немалую сумму. Зато вы сэкономите несколько недель непрерывной работы.

Дно получившегося котлована нужно засыпать щебнем и равномерно распределить его. Толщина слоя щебня должна составлять 20-30 сантиметров. После этого идет такой же слой песка, который также тщательно распределяется и утрамбовывается.

Этот этап ни в коем случае нельзя пропускать.

Песчано-щебневая подушка позволяет решить сразу несколько проблем:

• равномерное распределение нагрузки от фундамента и дома по несущему грунту;
• снижение действия пучения в зимнее время года;
• быстрый отвод влаги после осадков или таяния снега от фундамента.

Когда песчано-щебневая подушка будет готова, поверх неё необходимо уложить надежную гидроизоляцию. Лучше всего для этого подойдет рубероид. Да, это значительно дороже, чем обычный строительный полиэтилен. Зато он отличается большей долговечностью и эффективностью, а также способен выдерживать значительные нагрузки на растяжение и не рваться.

Листы рубероида должны не только покрывать всё дно котлована, но и стенки на высоту хотя бы в 30-50 сантиметров. Назначение гидроизоляции в этом случае двойное. С одной стороны, слой рубероида не позволяет грунтовым водам контактировать с бетоном, прежде чем он наберет достаточную прочность.

С другой – исключена возможность того, что «бетонное молоко» впитается в грунт, из-за чего прочность монолитного фундамента будет снижена.

Следующий этап – подготовка каркаса из арматуры. Для этого вам понадобится арматура и вязальная проволока или сварочный аппарат. Из арматуры сооружается каркас соответствующих размеров – он должен покрывать весь объем будущего фундамента, тем самым позволяя бетону выдерживать значительные нагрузки на изгиб и растяжение.

Монтаж каркаса можно выполнить и вручную, но в этом случае на работу уйдет довольно много времени.

Поэтому лучше воспользоваться специальным вязальным пистолетом или сварочным аппаратом – вы сэкономите не меньше одного рабочего дня.

При создании каркаса учитывайте тот факт, что арматура должна быть не только в нижней части фундамента, но и в верхней. Стенки котлована нужно покрыть опалубкой – подойдет обычная тонкая жесть или фанера.

Пример монтажа опалубки под монолитный фундамент

Главное обеспечить надежную изоляцию жидкого бетона от грунта, из которого он может забирать воду.
После этого настает черед бетона. Лучше всего для этого использовать бетон марки М400 или М500. Да, придется переплатить минимум несколько тысяч рублей. Зато вы будете уверены, что фундамент сможет выдержать огромные нагрузки без малейшего вреда для себя и, соответственно, для дома, который будет на нем построен.

Стоит напомнить, что для заливки фундамента вам понадобятся десятки тонн бетона. Так что, есть смысл потратиться и арендовать бетономешалку. В этом случае вы сможете получить большое количество бетона в малые сроки. Не стоит заливать бетон в несколько приемов, когда нижний слой уже схватился – фундамент не получиться монолитным, а даже небольшие щели в его структуре приведут к тому, что его технические характеристики значительно снизятся.

Когда котлован заполнен бетоном, его нужно подвергнуть утрамбовке при помощи специального оборудования – постоянная вибрация позволяет заполнить бетоном любые щели и избавиться от пузырьков воздуха в структуре фундамента. Такие пузырьки могут значительно снизить прочность бетона.

После утрамбовки бетона, нужно оставить его на три — четыре недели, чтобы он схватился и набрал достаточную прочность. Сроки схватывания зависят от множества факторов – влажность воздуха, температура окружающей среды, толщина фундамента и других.

Как бы там ни было, спустя месяц вы получите монолитный фундамент, который сможет без труда прослужить вам многие десятки лет, выдерживая любые виды нагрузок и не теряя изначальной прочности.

Вот и все. Теперь вы не только знаете, какой фундамент лучше всего подойдет для строительства домов на болотистой местности, но и, при необходимости, сможете выполнить все требуемые работы своими руками.

Ленточное основание

Малозаглубленный фундамент для дома подходит для строительства небольших каркасных конструкций из древесины. Особенность вида несущей конструкции в том, что глубина кладки, выше уровня промерзания почвы. Обустраивая ленту, нужно учесть ряд нюансов:

• роль дренажной системы выполняет подушка из песка и гравия.
• при пучениях грунта укрепленный каркас незначительно поднимается, однако использование монолитной технологии позволяет сохранить форму, предотвращает появление трещин.
• на этапе проектирования следует определить особенности почвы. Это позволит рассчитать действие нагрузок на будущую постройку, определить запас прочности.
• последовательность, техника выполнения работ обустройства фундамента, который находится на болотистой местности и актуален при высоком уроне грунтовых вод, идентична кладке ленты большого заглубления – выкапывание котлована, формирование подушки, строительство опалубки, армирования и послойная заливка цементного раствора.
• устанавливать канал для отвода воды целесообразно по всему периметру фундамента на расстоянии 1,5 – 3,00 м.

Простота в монтировке и невысокая стоимость делают ленту популярной, как фундамент на болотистой почве.
Сырость, влага оказывают деструктивное воздействие на каркас. Трудно предвидеть, как со временем измениться плотность грунта. Чтобы избежать последствий вспучивания земле используйте гидроизоляционные системы. Выбирая тип фундамента, который будет находится на мягкой болотистой местности, ориентируйтесь на климатические условия местности, тип сооружения и бюджет.

Свайно-винтовой ростверк

Технологии проектирования и изготовления свайных фундаментов регламентированы СП 24.13330 от 2011 года. Основная сложность заключается в выборе надежного производителя винтовых свай. Многие мелкие фирмы производят их «на коленке», используя б/у либо шовную трубу, что является серьезным нарушением технологии.

В отсутствие токарных станков крайне сложно отцентрировать наконечник СВС с осью трубчатого тела. Поэтому при погружении свая разрыхляет грунт вместо уплотнения почвы. Снижается несущая способность и ресурс коттеджа, соответственно.

Строительство фундаментов на винтовых сваях не имеет ограничений:

• рельеф болота в 100% случаев ровный, поэтому используется ручное вкручивание либо погружение электродрелью с мультипликатором;
• усилие затяжки контролируется достаточно просто, поэтому сваи опираются на пласты с нормальной несущей способностью;
• для обвязки оголовков используются деревянный (сруб, каркасник, СИП-панели), металлический либо монолитный (кирпичные, бетонные стены) ростверк

Фундамент на болоте должен быть максимально защищен от агрессивных сред. Поэтому при недостаточной антикоррозионной защите СВС наружную поверхность следует покрыть специальными составами дополнительно. Максимально надежным является горячее цинкование, обладающее самовосстанавливающимся эффектом.

Свайный каркас

Основание, предназначенное для заболоченных регионов. Опорные элементы – сваи, которые вбиваются в почву. Свайный фундамент на болоте позволяет решить проблему пучения, неустойчивости верхнего слоя земли, позволяет сгладить неровность, наклонность территории.
Преимущества сооружения:

• малозатратный не трудоемкий процесс (за 2 дня можно построить опорную конструкцию);
• монтирование каркаса уменьшает объем земельной работы: вывоз мусора, рытье котлована, бетонирование;
• возможность выбора строительного материала для свай: дерево, сталь, железобетон;
• повышенная прочность, длительный срок службы.

Свайный фундамент рационально применять на болотистой малоустойчивой местности при высоком уровне грунтовых вод. Существует несколько ограничений, которые следует учесть при выборе опорной конструкции:

• слабые несущие способности в горизонтально-подвижной почве;
• дополнительные финансовые затраты на обустройство цокольного помещения (заполнение пустот).

Средняя глубина котлована скважин составляет 10-15 м. Для монтировки свайного каркаса при высоком уровне грунтовых вод используйте столбы длиной не менее 25 м. Вбивать сваи нужно до тех пор, пока они не будут плотно прилегать к грунту.

Алгоритм работ по строительству основания на сваях

Выполнение строительных работ допустимо в любую пору года.

1. Обрабатываем шпунты антисептиком, чтобы предотвратить развитие коррозии.
2. Погружаем сваи в землю: забивные вкручиваем, для винтовых используем специальный рычаг.
3. Отрезаем излишки выступающей части.
4. Наполняем пустотелые трубы цементом.
5. Электросварочным аппаратом монтируем опорные площадки на обрезные части свай.
6. Обрабатываем поверхность гидроизоляционным раствором.
7. Связываем конструкцию по оголовкам горизонтальным ростверком.

Высокая скорость возведения, устойчивость к колебаниям почвы позволяют увеличить сроки эксплуатации конструкции.

Вывод

В данном материале даны обзорные сведения, которые помогут выбрать, рассчитать и построить нужный тип основания на участке, в том числе фундамент под баню на болотистой местности. Необходимо взвешенно подойти к данному вопросу, так как такие здания устанавливают ни на один десяток лет. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Источник: osnovapoddom.ru