Как выбрать фундамент для дома на глине: геология, вода, глубина

Фундамент для дома на глине выбирают по трём данным из геологии: консистенции глины, уровню грунтовых вод и степени пучинистости. Твёрдая и полутвёрдая глина при воде глубже расчётного промерзания плюс 2 м позволяет ставить ленту на половину глубины промерзания. Тугопластичная и более мягкая глина, а также близкая вода требуют подошву не выше расчётной глубины промерзания — или мелкий фундамент, но тогда с непучинистой подушкой, утеплением грунта и отводом воды. На мягкопластичной глине с водой у поверхности работают плита на подушке или сваи, опёртые на плотный слой.

Чем глина отличается от других грунтов под фундаментом

Сухая глина держит нагрузку неплохо, но она удерживает воду и почти не пропускает её вниз. Песок крупный и средней крупности сбрасывает воду и не пучится при любом уровне безнапорных вод, а глинистые грунты, влажные к началу морозов, пучатся — так их делит ТСН 50-303-99 (п. 2.1). При замерзании вода в порах расширяется и подтягивает влагу снизу, грунт давит на подошву и грани.

Вторая особенность — консистенция. Глина в сухое лето твёрдая, а весной мягкая, как пластилин. От консистенции зависят и несущая способность, и пучинистость, и то, насколько глубоко нужно закладывать подошву. Третья — набухание: некоторые глины растут в объёме при намокании и дают усадку при высыхании (СП 22.13330.2016 п. 6.2.1). Такие грунты проектируют отдельно, и узнают о них только из изысканий.

Обзор типов фундамента для всех грунтов — в статье «Какой фундамент лучше для дома».

Что выяснить про глину до выбора фундамента

Слова «на участке глина» для выбора мало. Нужны пять характеристик из отчёта изысканий.

Что узнать	Как определяют	Что меняет в выборе
Вид: супесь, суглинок или глина	По числу пластичности в лаборатории	Глубину нормативного промерзания: у суглинка и глины коэффициент один
Консистенция — показатель текучести IL	По влажности образцов в лаборатории	Глубину ленты по таблице 5.3 СП 22 и несущую способность
Уровень грунтовых вод	Замер в скважинах с прогнозом сезонного подъёма	Можно ли подвал, заглублённую ленту и мелкую ленту на половине промерзания
Пучинистость — εfh	Испытанием или расчётом по свойствам грунта	Конструкцию мелкого фундамента: из блоков или монолитный железобетон
Набухание	Испытанием образцов при замачивании	Нужен ли проект на набухающих грунтах

Пробы для оценки пучинистости берут через каждые 25 см по глубине в слое сезонного промерзания, а выработки ставят в характерных точках пятна дома — на повышенных и пониженных местах (ТСН 50-303-99 п. 2.5). В низине у того же дома вода выше, а глина мягче. Уровень воды берут с учётом его прогноза на весь срок службы дома (СП 22.13330.2016 п. 5.5.9), а не по летнему замеру в шурфе.

Шурф покажет слои и воду на день осмотра, но не даст ни показателя текучести, ни пучинистости.

Консистенция глины: от неё зависит глубина подошвы

Показатель текучести IL показывает, насколько влажность глины близка к той, при которой она начинает течь: чем он больше, тем мягче грунт.

Консистенция	IL	Какой это грунт	Что значит для фундамента
Твёрдая, полутвёрдая	менее 0,25	Не мнётся пальцами, крошится	Хорошее основание; при глубокой воде лента может стоять на половине промерзания
Тугопластичная	0,25–0,5	Мнётся с усилием	Подошва не выше расчётного промерзания или меры против пучения
Мягкопластичная	0,5–0,75	Легко мнётся, держит форму	Слабое основание; плита или сваи до плотного слоя
Текучепластичная	0,75–1	Расплывается в руке	Под подошву не годится; проходят сваями

Границы IL 0,5 и 0,75 — по СП 24.13330.2021 (таблица для свай), граница 0,25 — по таблице 5.3 СП 22.13330.2016. Консистенция меняется с влажностью, поэтому на глине главное — не дать ей намокнуть.

Насколько пучится глина и что это меняет

Количественно пучинистость выражают относительной деформацией морозного пучения εfh — на сколько поднимается ненагруженная поверхность грунта по отношению к толщине промёрзшего слоя.

εfh	Грунт	Мелкозаглублённая лента (ТСН 50-303-99 п. 3.1.2)
менее 0,01	практически непучинистый	Бетонные блоки свободно, монолит, бут, кирпич
0,01–0,035	слабопучинистый	То же
0,035–0,07	среднепучинистый	До 0,05 — блоки или монолит; выше 0,05 — железобетон, ленты всех стен связаны жёстко
более 0,07	сильно- и чрезмерно пучинистый	Монолитный или сборный железобетон с жёсткими связями; от 0,12 — только монолитный

При εfh больше 0,05 ленты всех стен объединяют в систему перекрёстных лент (п. 3.1.3), а отдельные столбы связывают фундаментными балками (п. 3.1.5). Под балками оставляют зазор не меньше расчётного подъёма грунта (п. 3.1.6), иначе пучение упрётся в балку снизу. Подушку под мелкий фундамент на пучинистом грунте отсыпают из непучинистого материала — песка гравелистого, крупного или средней крупности, мелкого щебня — слоями не толще 20 см с уплотнением до плотности сухого грунта не менее 1,6 т/м³ (пп. 3.1.1, 5.6).

Глубина промерзания на глине и куда ставить подошву

Нормативную глубину промерзания считают по СП 22.13330.2016 (п. 5.5.3): коэффициент для суглинков и глин 0,23 м умножают на корень из суммы среднемесячных отрицательных температур зимы. Для глины и суглинка в Москве это около 1,03 м. Супесь и мелкий песок промерзают глубже — их коэффициент 0,28 м.

У наружной грани отапливаемого дома грунт промерзает меньше: нормативную глубину умножают на коэффициент kh по таблице 5.2 СП 22 (п. 5.5.4). В таблице — значения при +20 °C в помещениях первого этажа и пересчёт для Москвы.

Как устроен пол первого этажа	kh при +20 °C	Расчётное промерзание у грани, Москва, м
Пол по грунту	0,5	0,52
Пол на лагах по грунту	0,6	0,62
Утеплённое цокольное перекрытие	0,7	0,72

Это глубина для дома, который отапливают с первой зимы. Для неотапливаемого дома kh = 1,1 (п. 5.5.4) — в Москве около 1,13 м. Недостроенный фундамент на зиму утепляют, см. статью «Как законсервировать фундамент на зиму».

Дальше глубину подошвы наружной ленты берут по таблице 5.3 СП 22. Для суглинков и глин она зависит от двух вещей — показателя текучести и того, где стоит вода относительно расчётного промерзания df.

Глина или суглинок	Вода не глубже df + 2 м	Вода глубже df + 2 м
IL ≥ 0,25 (тугопластичная и мягче)	не менее df	не менее df
IL < 0,25 (твёрдая, полутвёрдая)	не менее df	не менее 0,5 df

Глубину отсчитывают от уровня планировки до подошвы ленты, а не до низа подушки, и подошву в любом случае ставят ниже растительного слоя. Сухая плотная глина при глубокой воде пучится слабо, поэтому подошву можно поднять — в Москве при поле на лагах до 0,31 м вместо 0,62 м. Но это держится, пока глина сухая: нужны отмостка, водосток и уклон земли от дома.

Рассмотреть

СП 22 разрешает ставить наружную ленту выше расчётного промерзания и в других случаях (п. 5.5.5): если изыскания показали, что грунт непучинистый; если расчёт показал допустимые деформации; если предусмотрено утепление, исключающее промерзание; если пучинистый грунт заменён непучинистым на глубину промерзания. Так и устроены мелкозаглублённая лента и утеплённая плита — способы защиты разобраны в статье «Как защитить фундамент от морозного пучения».

Грунтовая вода на глинистом участке

На глине вода бывает двух видов. Постоянный уровень грунтовых вод показывают скважины. Верховодка — дождевая и талая вода, которая стоит над глиной, потому что не может уйти вниз; весной она поднимается близко к поверхности даже там, где летом скважина сухая.

• Вода глубже df + 2 м — на твёрдой и полутвёрдой глине лента возможна на половине промерзания, подвал возможен.
• Вода между подошвой и df + 2 м — подошва не выше df, подвал только с гидроизоляцией и дренажом.
• Вода выше будущей подошвы — подвал и заглублённая лента нежелательны: плита на подушке или сваи.

Песчаная подушка в глине без выпуска собирает воду, как ванна, и мокрый песок у подошвы зимой промерзает. Поэтому подушка на глинистом участке идёт вместе с дренажной трубой, отмосткой и планировкой. ТСН 50-303-99 (п. 5.2) требует уклон площадки не меньше 3 % и сохранять растительный слой как утеплитель грунта. Как устроить дренаж и отмостку, разобрано в статье «Отмостка вокруг дома и дренаж участка».

Какие фундаменты работают на глине и почему

Лента ниже расчётного промерзания. Самый понятный вариант для тугопластичной глины и тяжёлого дома из блоков или кирпича: под подошвой нет мёрзлого грунта, давить снизу нечему. Остаются касательные силы: мёрзлая глина в пазухах тянет грани вверх, поэтому пазухи засыпают песком. Расчёт и армирование ленты — в статье «Ленточный фундамент».

Мелкозаглублённая лента. Работает на глине только целиком: монолитный железобетон, перекрёстные ленты, подушка из непучинистого материала, утеплённая отмостка или юбка из плит пенополистирола, отвод воды. Подходит для дома из лёгких блоков или каркаса на тугопластичной глине с водой не у поверхности. Строят её летом (ТСН 50-303-99 п. 5.4).

Плита. Плита опирается на всю площадь дома и лучше ленты переносит неоднородный грунт. Это выбор для мягкопластичной глины, высокой воды и участков, где глина то плотная, то мягкая. Плита на глине стоит на подушке из непучинистого материала, а грунт под ней от промерзания защищают утеплением.

Сваи с ростверком. Нужны, когда сверху лежит слабая мягко- или текучепластичная глина, а плотный грунт ниже. Сваю ведут в плотный слой ниже промерзания. Винтовая свая держится лопастью, буронабивная — уширением (в народе — «ТИСЭ»). Ростверк не кладут на глину: между ним и землёй оставляют зазор, иначе пучение поднимет дом за ростверк. При забивке свай в мягко- и текучепластичную глину поверхность грунта может подняться — СП 24.13330.2021 (п. 8.23) требует это учитывать.

Столбы. На глине — только под лёгкий дом и только связанные балками с зазором под ними.

Какой фундамент выбрать на глине: сводная таблица

Глина и вода	Что подходит	Чего не делать
Твёрдая или полутвёрдая, вода глубже df + 2 м	Лента на 0,5 df и глубже, заглублённая лента, подвал, плита	Оставлять пазухи засыпанными глиной без отмостки
Тугопластичная, вода глубоко	Лента ниже df; мелкая лента или плита с подушкой, утеплением и дренажом	Мелкую ленту без утепления и отвода воды
Тугопластичная, вода близко или верховодка	Плита на подушке с дренажом, сваи с ростверком над землёй	Подвал без гидроизоляции, подушку без выпуска воды
Мягкопластичная, вода у поверхности	Плита на подушке, сваи до плотного слоя	Ленту и столбы с опорой на мягкую глину
Текучепластичная сверху, плотный слой ниже	Сваи с ростверком	Любую опору в текучепластичном слое

Размеры подошвы и длину свай считают по отчёту изысканий и весу дома.

Частые ошибки

• Выбирать по слову «глина» без консистенции и уровня воды. Твёрдая глина и мягкопластичная требуют разных фундаментов.
• Считать глубину по карте промерзания для открытого места. У отапливаемого дома она меньше, у дома без отопления — больше расчётной.
• Ставить ленту на половину промерзания на тугопластичной глине. Таблица 5.3 разрешает это только при IL < 0,25 и воде глубже df + 2 м.
• Делать песчаную подушку в глине без выпуска воды. Она собирает воду у подошвы.

Вопросы и ответы

Какой фундамент лучше для дома на глине?

Зависит от консистенции и воды: на плотной глине при глубокой воде — лента, на тугопластичной — лента ниже промерзания или утеплённая мелкая лента, на мягкой и при высокой воде — плита или сваи.

На какую глубину закладывать фундамент на глине?

Не выше расчётной глубины промерзания, а при твёрдой и полутвёрдой глине и воде глубже df + 2 м — не меньше её половины.

Можно ли делать мелкозаглублённый фундамент на глине?

Можно, если это монолитный железобетон на непучинистой подушке, с утеплением грунта и отводом воды.