Способы уплотнения грунта и песка. Подушка под фундамент: когда нужна и как сделать

Чтобы правильно построить фундамент дома своими руками, важно уделить внимание даже мелочам. Достаточно спорным вопросом при устройстве опорной части дома является, . Чтобы разобраться с темой, стоит понять, зачем нужен такой слой и как его сделать.

Если коротко ответить на вопрос, всегда ли требуется сделать песчаную подушку под фундамент, ответ будет отрицательным. Сыпучий материал под подошву нужен для выполнения трех функций, о которых рассказано далее.

Фундамент из блоков

Устройство песчаной подушки — мероприятие, доставшееся в наследство от советского времени. Тогда фундамент дома в основном изготавливали из типовых элементов заводского изготовления, фундаментных блоков ФБС. Согласно СП 50-101-2004 для сборной опорной части подготовка из сыпучего материала обязательна.

Для сборного фундамента подушка выполняет роль выравнивающей основы.

Подготовка из песка здесь обоснована тем, что при установке отдельных элементов на грунт основания, имеющий даже незначительные перепады, возможет их перекос. Блоки недостаточно связаны между собой и не могут справиться с неровностями почвы под ними. Отсюда следует, что первой функцией песчаной подушки под фундамент становится необходимость в создании ровной поверхности для установки отдельных элементов. Кроме того, сыпучий материал, в отличие от грунта, имеющегося на участке, легко может подстроиться под форму опорной части здания и предотвратить ее смещение при эксплуатации.

Монолитный бетон заполняет все неровности грунта.

Пучинистые грунты

Морозное пучение — явление, которым испуганы все, кто имеет отношение к строительству или собирается возводить частный дом своими руками. Важно разобраться в причинах такой проблемы. Она возникает при одновременном наличии двух факторов:

• вода;
• низкие температуры.

Если исключить хотя бы один из них, пучение не возникает. Особенно склонны к такому явлению глинистые основания. Согласно СП 50-101-2004 подушку из непучинистых (условно) материалов (то есть из крупнозернистого или среднезернистого песка или крупнообломочного материала) требуется предусматривать для фундаментов, устройство которых выполняется на пучинистых грунтах. При этом рассматриваются только незаглубленные или мелкозаглубленные опоры. Таким образом, исключается поднятие воды из почвы к основанию здания, то есть устраняется один из факторов для морозного пучения.

По сути, подушка из песка защищает подошву от поднятия капиллярной влаги, которая может привести не только к пучению, но и к коррозии арматуры. В большинстве случаев такое свойство не актуально, поскольку современные бетонные смеси включают специальные добавки, повышающие стойкость материала к проникновению влаги, и для сохранности арматуры нужен только защитный слой.

Если сделать заглубленный фундамент, опирание которого происходит ниже, чем толщина промерзания почвы, исключается второй фактор для возникновения пучения — температура. Стоит помнить, что почва сама по себе не источник холода, он идет снаружи из атмосферы, поэтому чем глубже расположена подошва дома, тем более высокая температура рядом с ней в зимний период. В этом случае подготовка для защиты от выпора не нужна, поскольку нет причины для чего ее предусматривать. Исключение составляют лишь те случаи, которые предусматривают наличие других причин.

Наличие слабого грунта

Подготовка из песка потребуется, если геология участка включает насыпной грунт. Такое основание имеет рыхлую структуру и крайне не рекомендуется для возведения на нем плитных, ленточных или столбчатых фундаментов. В этом случае потребуется выполнить своими руками замену части почвы. В качестве замещающего материала используют песок.

Эта причина приводит к повышению трудоемкости работ. Толщина слоя, которая позволит повысить надежность основания может быть достаточно большой, иногда значения достигают 1,5-2 м. При укладке песок обязательно трамбуется небольшими слоями (15-20 см).

Если обобщить причины, по которым требуется подготовка из песка своими руками под фундамент, то можно сказать следующее:

• выравнивание под сборные конструкции;
• устранение капиллярной влаги при недостаточном заглублении подземной части здания в пучинистом грунте (МЗЛФ, мелкозаглубленная плита);
• замена рыхлого, склонного к усадке основания на более прочное.

В остальных случаях она бесполезна, а иногда может быть и вредна:

• если почва на участке плохо пропускает воду (глина), то вся влага будет скапливаться в подготовке из песка как в корыте, что приведет к чрезмерному увлажнению грунта вблизи фундамента;
• песок или гравий не препятствует проникновению через низ паров воды, из-за этого на нижней части подошвы может образовываться конденсат, который негативно влияет на конструкцию.

Нормативные требования

В нормативных документах приведены достаточно четкие рекомендации по технологии устройства песчаной подушки. Чтобы правильно выполнить работы стоит учесть следующие требования:

• Согласно п. 3.3 ВСН 29-85 для изготовления подготовки может использоваться средний или крупный песок, смесь из песка и гравия, щебень, шлак или любой другой непучинистый материал с дисперсностью меньше 1,0. Не рекомендуется применение щебня или гравия без песка. Это обосновано тем, что крупные частицы со временем под действием нагрузки от дома могут утапливаться в грунт основания, что приводит к усадке фундамента. С осторожностью стоит применять шлак, в зависимости от происхождения он может быть опасен для здоровья или обладать низкой прочностью.
• Толщина подушки из песка назначается согласно таблице 5 четвертого раздела ВСН 29-85. Толщина слоя колеблется от 1 до 3 значений ширины фундамента (актуально для столбов и лент).
• Пункт 3.4 ВСН 29-85 предусматривает обязательные мероприятия для предотвращения заиливания песка. Для этого чаще всего на грунт основания укладывают геотекстиль, по которому своими руками насыпают песок.
• Пункт 8.7 СП 50-101-2004 приводит требования, какой материал для подушки выбрать при низкой прочности основания. В этом случае подойдет только песчано-гравийная смесь или гравий (ранее сказано, почему его использование не рекомендуется).

Важно определиться, какой песок нужен для изготовления подсыпки. При проведении работ своими руками стоит запомнить:

1. Материал должен относиться к крупной или средней фракции. Если выбрать мелкий песок, он даст усадку, которая приведет к неравномерному проседанию дома.
2. Чтобы понять, какой материал потребуется в плане происхождения, необходимо рассмотреть особенности каждого. Речной песок сложно добывать, что автоматически приводит к увеличению его стоимости. Минусом этого материала является размер частиц, часто слишком мелкий для подсыпки. Карьерный песок более крупный и дешевый. Если отвечать на вопрос, какой лучше выбрать, речной или карьерный , ответом станет второй вариант.

Согласно нормативным документам подсыпка должна быть тщательно уплотнена. Зачем это требуется? Выполнение таких мероприятий снижает способность к усадке и повышает прочность. Утрамбовать песок своими руками можно несколькими способами:

• проливка водой;
• использование специальной техники;
• грузы.

Первый вариант не рекомендуется к применению. Это связано со сложностью метода и особенностями грунтов. Сложность заключается в том, что чтобы качественно утрамбовать материал потребуется залить в 3-5 раз больше жидкости, чем объем подушки. Такой вариант противопоказан для глинистых оснований, способность к дренированию которых мала. Вся залитая вода не сможет быстро уйти в почву, а останется рядом с фундаментом.

Лучше всего выполнить трамбовку динамической нагрузкой. Для этого применяются вибрационные плитные или точечные инструменты. В качестве требований к выполнению работ можно привести следующее:

• Послойное выполнение. Динамика позволяет уплотнить песок только на 15-20 см, поэтому материал нужно засыпать именно такими слоями и после каждого делать уплотнение.
• Добавление поверх песка слоя щебня. Делать это не обязательно, но такой метод повысит эффект от действий и качество уплотнения. Слой крупного материала может быть тонким, но он создаст дополнительное давление и позволит затронуть более глубокие слои с помощью эффекта расклинивания.
• Увлажнение подсыпки перед уплотнением. Вода позволит связать частицы вместе, благодаря ей они не расползутся после трамбования.

В заключение можно сказать, что на качество основания под подошву влияет обоснованность устройства подсыпки, правильный выбор материала для нее и соблюдение технологии при укладке.

Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.

Подушка под фундамент – это насыпанный слой песка, гравия или щебня перед началом строительства основания. В основном она применяется для ленточного типа, особенно если фундамент возводится на неустойчивом грунте. Самой распространенной и наиболее дешевой считается песчаная подушка, поскольку этот материал хорошо смягчает нагрузку здания на почву, а его залежи можно найти практически в любой местности.

Обустройство подушки и трамбовка песка под фундамент используется в следующих случаях:

• На проблемном грунте. Возведенное на пучинистой, подвижной почве или торфянике, ленточное основание достаточно быстро перекашивается, что приводит к его разрушению. А песчаная подушка позволяет увеличить прочность грунта, сохранить целостность фундамента и его устойчивость;
• Для выравнивания основания. Насыпанный тонким слоем песок помогает скрыть все неровности почвы перед заливкой фундамента;
• Для предотвращения усадки зданий и сооружений. Благодаря своим качествам, утрамбованный песок не подвергается сжатию и растяжению;
• Для предотвращения отрицательного воздействия влаги на фундамент. Поскольку подушка из песка не дает воде контактировать с основанием, срок его службы значительно увеличивается.

Этапы работ по устройству и выбор материала

Трамбовка песка под фундамент начинается с разметки будущего основания при помощи рулетки и строительного уровня. Затем согласно проекту и произведенных измерений выкапывается траншея или котлован нужной глубины и ширины. Если рытье велось экскаватором, то дно траншеи обязательно следует выровнять, после чего тщательно утрамбовать.

Затем в котлован засыпают песок, каждый слой которого смачивают водой для того, чтобы подушка приобрела большую плотность, и хорошо утрамбовывают. Чтобы определить, правильно ли это сделано, применяют самый простой метод: проходят по утрамбованному слою в ботинках или сапогах. Если следов не осталось, значит, подушка приобрела необходимую плотность.

Песок под фундамент трамбуют вручную при помощи ручного вибратора или самодельного бруса с ручками, либо специальным приспособлением – виброплитой, что существенно ускоряет процесс возведения песчаной подушки. Применение того или иного метода трамбовки зависит от размеров сооружения и объема работ.

Приспособление для трамбовки песка под фундамент

Песок укладывают и трамбуют в несколько слоев, причем толщина каждого должна составлять не менее 20 мм. И к засыпке следующего пласта переходят после того, как предыдущий слой будет плотно утрамбован. При этом следует постоянно следить за ровностью основания с использованием строительного уровня.

Самым оптимальным выбором для устройства подушки под фундамент считается гравелистый песок с крупными фракциями. Мелкозернистый материал применять нежелательно, так как у него низкая сопротивляемость сжатию, что может привести к значительной усадке возведенного здания. Нередко для засыпки используется и обычный речной песок со средними фракциями.

Для повышения эксплуатационных характеристик песок можно смешать с гравием или щебнем, либо для устройства фундаментной подушки использовать каждый вид этих материалов отдельно.

Толщина и повышение надежности

В зависимости от этажности возводимого объекта и его массы толщина подушки может быть в пределах от 10 до 25 см. Минимальный слой обычно предназначается для выравнивания почвы. Максимальный размер высчитывается путем умножения ширины ленточного фундамента на три.

Самой надежной считается песчаная подушка, уложенная в виде трапеции, при устройстве которой происходит постепенное расширение кверху под углом 30 градусов.

Одной из проблем при эксплуатации фундамента на песчаной подушке является то, что песок перемешивается с грунтом и заиливается при высоком УГВ. Чтобы этого избежать и продлить срок службы основания, перед засыпкой песка на почву можно уложить гидроизоляционный или другой материал, который надежно защитит подушку от смешивания и заиливания.

Следует отметить, что песчаная подушка, даже если она правильно уложена и плотно утрамбована, не всегда может обеспечить необходимую прочность и долговечность ленточного фундамента. Поэтому чаще всего при возведении объектов на неустойчивых, пучинистых грунтах вместо него используют винтовые сваи.

Уплотнение - процесс увеличения платности материала путем приложения внешних сил, которые могут быть плистатическими или динамическими. Наиболее распространенными областями являются автомобильные дороги, улицы и магистрали, аэродромы, земляные дамбы, насыпи железных дорог и фундаменты зданий. Другие области применения включают в себя стоянки для машин, складские площадки, спортивные площадки, промышленные и жилые площади, строительство портов, резервуаров и каналов.

В области строительства несущая способность и устойчивость каменных материалов, грунтов, асфальтобетона и цементобетона, их непроницаемость и способность противостоять нагрузкам всегда связана со степенью уплотнения материалов; так, например, увеличение степени уплотнения на 1 % обычно соответствует увеличению прочности, по крайней мере, на 10-15 %.

Хотя стоимость уплотнения может составлять только 3-5 % от общей стоимости строительства, роль уплотнения в качестве и долговечности законченного объекта гораздо значительнее. Если оно выполнено недостаточно или неправильно, то появятся осадки или другие разрушения, результатом которых будет высокая стоимость содержания.

В приведенных выше областях применения долговечность конструкции также зависит от качества покрытия, особенно на дорогах, аэродромах, стоянках машин и складских площадках. Ровность поверхности, однородная толщина слоя, правильные продольные и поперечные уклоны также необходимы для длительной эксплуатации без больших затрат на содержание. Работа оборудования для укладки является решающей в этом отношении.

Основные факторы, которые определяют результаты уплотнения, следующие:

тип грунта(классификация);

метод уплотнения и прикладываемая энергия.

Типы грунтов:

Плывуны
Сыпучие грунты	состоят из слабосцепленных между собой частиц разного размера (песок , гравий, щебень, галька)
Мягкие грунты
Слабые грунты	состоят из слабосвязанных между собой частиц пористых пород (гипс, глинистые сланцы и др.)
Средние грунты	состоят из связанных между собой частиц пород средней твердости (плотные известняки, плотные сланцы, песчаники, известковый шпат)
Крепкие грунты

Классификация грунтов:

	песок, супесь, суглинок лёгкий (влажный), грунт растительного слоя, торф
	суглинок, гравий мелкий и средний, глина лёгкая (влажная)
	глина средняя или тяжёлая, разрыхлённая, суглинок плотный
	глина тяжёлая, вечномёрзлые или сезонно промерзающие грунты: растительный слой, торф, пески, супеси, суглинки и глины
	крепкий глинистый сланец, некрепкий песчаник и известняк, мягкий конгломерат, вечномёрзлые или сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия,гальки,щебня и валунов до 10% по объёму, моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 30% по объёму.
	песчаник глинистый и слабый мергелистый известняк, мягкий доломит и средний змеевик, вечномёрзлые или сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму, а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 50% по объёму.
	сланцы окварцованные и слюдяные, песчаник плотный и твёрдый мергелистый известняк, плотный доломит и крепкий змеевик, мрамор, вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 70% по объёму.

Влияние влажности.

Большинство грунтов достигает своей наибольшей плотности при определенном оптимальном содержании влаги для данного уплотняющего усилия. Другими словами, сухой грунт является достаточно крепким и сопротивляется уплотнению, в то время как влажный грунт мягок и его легче уплотнить. Однако, чем выше содержание влаги, тем ниже плотность материала. Уплотнение грунта следует производить при оптимальной влажности. Допускаемые отклонения для связных грунтов - ± 10 %; для несвязных грунтов - ± 20 % . При недостаточной влажности связных грунтов их следует увлажнять, как правило, в местах разработки (в резерве, карьерах). При недостаточной влажности несвязных и малосвязных грунтов допускается увлажнять их в отсыпаемом слое. При избыточной влажности грунта следует производить его подсушивание.

Количество воды - g [т], необходимой для замачивания 1 м 3 грунта по объему в выемке с целью повышения его влажности, следует определять по формуле:

g=Y c *(W o +W п -W к)

Y c - объемный вес грунта в карьере [т/м 3 ];

W o - оптимальная влажность;

W к - влажность грунта в карьере;

W п - потери влаги при разработке, транспортировке и укладке грунта.

Чистый песок и гравий, так же как другие дренирующие зернистые материалы, менее чувствительны к вариациям содержания влаги и могут достигать максимальной плотности в абсолютно сухом или водонасыщенном состоянии. Низкая плотность при влажности между сухим и водонасыщенным состоянием является результатом кажущейся связности, возникающей как результат капиллярных сил, которые порождены водой в частично заполненных пустотах, удерживающих частицы посредством упругих связей. Чем меньше размер частиц, тем выше кажущаяся связность.

Методы уплотнения.

Уплотняющее оборудование для грунтовых и асфальтобетонных материалов базируется на двух важнейших принципах:

Статическое уплотняющее оборудование использует собственную массу машины, чтобы обеспечить усилие на определенную поверхность и уплотнить нижележащий материал слоя. Единственный способ регулировать статическую нагрузку, передаваемую на поверхность, состоит в изменении массы или контактной площади оборудования. Статические машины в нормальных условиях обеспечивают необходимое уплотнение в основном в верхних слоях материала, так как вследствие эффекта "распора" в частицах грунта глубинное воздействие незначительно. К распространенным типам статических уплотняющих машин, которые использовались многие годы, относятся статические трехвальцовые катки, статические тандемные катки, катки на пневматических шинах и прицепные кулачковые катки.

Вибрационное уплотняющее оборудование использует вибрирующий механизм, который обычно состоит из вращающегося эксцентрикового груза. Вибрационные уплотнители используют комбинацию динамической и статической нагрузки. Они передают быстро следующие друг за другом удары на контактную поверхность, откуда вибрация или волны сжатия передаются нижележащему материалу, чтобы привести его частицы в движение. Это эффективно снижает внутреннее трение и облегчает переупаковку частиц в состояние, в котором образуется так мало пустот и такая высокая плотность, которые только возможны. Увеличение числа точек соприкосновения между частицами ведет к высокой устойчивости и прочности. Глина и другие связные материалы требуют более высоких нагрузок и, следовательно, должно быть использовано сравнительно тяжелое уплотняющее оборудование. Однако эти материалы могут быть уплотнены только в достаточно тонких слоях. Первоначально вибрационное уплотнение рассматривалось подходящим для крупнообломочного грунта, песка и гравия, но с развитием вибрационной техники этот метод стал пригоден и для глинистых грунтов, а впоследствии и для уплотнения асфальтобетона.

При вибрационном уплотнении достигается более высокая плотность и больший глубинный эффект, чем при статическом уплотнении, и полное уплотнение достигается при меньшем числе проходов. Все это объясняет, почему вибрационное оборудование является более эффективным и экономичным почти во всех случаях. Вибрация может быть использована при трамбовании всех типов материалов, и вибрационное оборудование занимает сейчас около 70 % рынка.

ВАЖНО: на уплотняющий эффект оказывает влияние прочностное состояние нижележащего слоя грунта. Уплотнение не достижимо, если поверхность подстилающего слоя податлива. Часто невозможно достичь высокой плотности в насыпи, покоящейся на нижележащем слое с низкой несущей способностью, например, из мелкозернистого грунта с высоким содержанием влаги.

Грунтоуплотняющее оборудование.

Имеется несколько типов катков , используемых для линейного уплотнения скальной отсыпки и обычных грунтов. Наиболее распространенные типы машин и их общепринятое назначение представлены ниже. Статические катки, т.е. трехколесные, тандемные (двухколесные), на пневматических шинах и кулачковые катки доминировали на рынке до начала пятидесятых, когда были достигнуты значительные успехи в развитии уплотняющей техники с использованием вибрационных прицепных катков. К началу семидесятых тракторы и катки были объединены в одно самодвижущееся устройство. Лучшая маневренность этого типа катка обеспечила ему быстрое признание и он заменил собой прицепной каток. Самодвижущийся вибрационный каток с кулачковым вальцом типа "пэдфут" используется для уплотнения связных материалов. Наибольшие вибрационные двухосные катки с одним вибрирующим барабаном также совершенствовались в начале пятидесятых годов. Размер этих машин постепенно увеличивался и сегодня они достигают нагрузки до 15 тонн с вибрацией и приводом на оба барабана.

Название	Применение	Внешний вид
Прицепной вибрационный каток	Пригоден для широкого круга грунтов. Тяжелые модели с толстой обечайкой вальца используются на скальнокрупноблочных отсыпках. Диапазон массы: 3-15 тонн.
Статический трехвальцовый каток	Два приводных стальных вальца и один ведомый. Жесткая рама. Уплотняющее усилие может изменяться путем пригрузки водой. Масса 8-15 тонн.
Самоходный вибрационный каток с одним вальцом	С одним вибрационным вальцом и приводными пневматическими колесами. Используется на каменной насыпи и грунте. Специальные модели с кулачками "пэдфут" наиболее эффективны на глинистых грунтах. Масса 3-17 тонн.
Двухвальцовый ручной каток	Два вальца на жесткой раме. Обычный, распространенный вариант облегченного оборудования. Масса 400-1000 кг.
Каток на пневматических шинах.	Обычно - 7-11 пневматических шин. Передние и задние шины перекрывают следы друг друга. Уплотняющее давление может изменяться за счет пригруза водой или песком. Масса 10-35 тонн.
Вибрационный тандемный каток	Обычно вибрация и привод хода - на обоих вальцах. Используется на грунте, большей частью на подстилающих слоях, а также на асфальтобетонных покрытиях. Масса 2-15 тонн.
Статический каток с трамбующим воздействием	Четыре кулачковых вальца. Подвижной пульт управления. Перемещается с более высокой скоростью, чем вибрационные катки. Эффективен на связных грунтах. Масса 15-30 тонн.
Легкий тандемный виброкаток	Обычно - с вибрирующим задним вальцом. Жесткая или шарнирно-сочлененная рама. Масса 1-2 тонны.

Механизмы статического и вибрационного действия для уплотнения асфальтобетона.

Имеется большое количество типов катков для уплотнения асфальтобетона. Выбор машины зависит от вида и объема работы и связан с конкретными условиями. Имеется также ряд легкого оборудования для уплотнения асфальтобетона, включающий виброплощадки, двухвальцовые ручные катки и легкие вибрационные катки — тандемы. Уплотняющее воздействие статического катка со стальными вальцами в первую очередь зависит от его статического веса, а также от диаметра вальца. Уплотняющее воздействие пневмоколесных катков определяется их статическим весом и давлением в шинах. Они часто используются в комбинации со статическими гладковальцовыми или вибрационными катками при завершении укатки, чтобы удалить следы от вальцов и для выглаживания поверхности. Использование гладковальцовых и вибрационных катков в данном случае связано именно с завершением укатки, а не уплотнением.

В вибрационных катках сочетается статическая нагрузка от вальцов с динамическими нагрузками. Вибрация значительно устраняет внутреннее трение в смеси и улучшает уплотняющее воздействие, даже если используются катки с относительно низкими статическими линейными нагрузками. Вибрационный каток всегда имеет более высокую производительность (выраженную в тоннах асфальтобетона, уложенного в час), чем статический каток того же веса. На жестких смесях эти различия выражены еще сильнее.

Название	Катки(модели)	Внешний вид
Статические трехвальцовые катки	Современные типы трехвальцовых катков имеют три больших ведущих вальца и совмещенное рулевое управление, в противоположность обычным моделям, которые имеют два ведущих стальных вальца и рулевой валец меньшего размера. Уплотняющее воздействие этих катков может изменяться в зависимости от балластировки водой. Масса катков 8-15 тонн.
Вибрационные катки-тандемы	Обычно имеют два ведущих и управляемых вальца. Совмещенное рулевое управление. Масса катков 2-15 тонн.
Двухвальцовые ручные катки	Два вибрационных вальца на жесткой раме. Виброизолированная рукоять для удобства оператора. Масса катков 400-1000 кг.
Статические катки-тандемы	Статические катки-тандемы имеют один ведущий валец. Уплотняющее воздействие может изменяться в зависимости от балластировки водой. Жесткая рама. Масса катков 6-12 тонн.
Комбинированные катки	Один вибрационный валец и задняя ось с тремя или четырьмя пневматическими шинами. Жесткая рама или совмещенное управление. Масса катков 4-15 тонн.
Пневмоколесные катки	Обычно 7-11 пневматических шин. Уплотняющее воздействие может изменяться в зависимости от балластировки обычно водой или песком и изменения давления в шинах. Масса катков 10-35 тонн.
Легкие вибрационные катки-тандемы	Обычно только задний валец вибрационный. Жесткая или шарнирная рама. Масса катков 1-2 тонны.

Области применения катков.

Каменные материалы	При уплотнении каменные материалы оказывают большое давление на уплотняющее оборудование, и катки, спроектированные для грунтов, не обладают прочностью, требуемой для уплотнения каменных материалов. Поэтому требуется особо толстая оболочка вальца из высококачественной стали. Сверхтяжелые гладковальцовые катки могут уплотнять все разновидности каменного материала. Международные контракты теперь часто предусматривают уплотнение каменного материала слоем 1,0 м и вибрационным катком, вальцовый модуль которого весит 10 т. Более тяжелые катки могут быть использованы при уплотнении слоев толщиной 2,0 м.
Песок и гравий	Песок и гравий идеально подходят для вибрационного уплотнения. Средние гладковальцовые катки эффективно уплотняют чистый песок и гравий слоями толщиной до 0,5 м и более. Песок и гравий с определенным содержанием мелких фракций также легко уплотняется этими катками.
Супесь	Средние и тяжелые гладковальцовые виброкатки пригодны для уплотнения супесей и супесчаных грунтов. На моренных грунтах, содержащих большие камни, тяжелые типы катков всегда дают возможность уплотнения толстых слоев.
Глина	Высокая прочность при сжатии глинистых грунтов требует большого уплотняющего воздействия. Вибрационные кулачковые катки "padfoot" (с кулачками в виде усеченной призмы) постепенно заменяют модели типа "sheepfoot" (с кулачками в виде усеченного конуса). Одной из причин этого является то, что они уплотняют поверхностный слой до более высокой и однородной плотности, чем катки типа "sheepfoot". Самоходные вибрационные катки типа "padfoot" являются наиболее экономичными в большинстве случаев. Их высокая маневренность является большим преимуществом при уплотнении в стесненных условиях, например, вблизи береговых опор мостов. Глины могут быть также уплотнены статическими катками слоями около 20 см. С помощью их массы (15-30 тонн) и рабочей скорости создается определенное импульсное усилие, передаваемое через кулачковый валец типа "padfoot". Благодаря высокой скорости они имеют очень высокую производительность. Именно поэтому они являются экономичными при больших объемах работ по уплотнению глинистых грунтов.
Дополнительные слои и основания дорожной одежды	Дополнительные слои состоят главным образом из несвязных грунтов. Однако во многих странах допускается относительно высокое процентное содержание мелких частиц, в связи с чем материал дополнительного слоя становится связным. Поэтому для этих слоев подходит большое число типов вибрационных катков. Так как слои основания в наибольшей степени обеспечивают прочность дорожной одежды, поэтому часто требуется высокая степень их уплотнения - 98-100 % модифицированного Проктора. Средние самоходные катки и катки - тандемы пригодны для уплотнения слоя основания. Обычно используются виброкатки со статической линейной нагрузкой 18-45 кг/см. Двойная амплитуда является большим преимуществом. Вибрационные катки в той же мере эффективны на слоях основания из укрепленного гравия.
Асфальтобетон	Статические гладковальцовые катки, пневмоколесные катки и вибрационные катки - все они применяются при у кладке асфальтобетона. Вибрационные катки для асфальтобетона сочетают в себе высокий уплотняющий эффект и большую производительность. Один вибрационный каток может обычно заменить два или три статических катка. Хороший уплотняющий эффект особенно проявляется на жестких смесях и в тех случаях, когда требуется высокая степень уплотнения. Так как на различных асфальтобетонных работах требуется различный уплотняющий эффект, возникает необходимость установки двух амплитуд. Легкие вибрационные катки являются преобладающим типом при малых объемах работ по укладке. Пневмоколесные катки дополняют вибрационные катки на трудных и неустойчивых смесях, и во многих случаях требуются для завершения укатки поверхности.

В строительном деле одной из самых важных деталей в постройке любого здания считается его основа. Перед тем как положить фундамент, необходимо произвести уплотнение грунта. Технология должна соблюдаться максимально точно, иначе это может привести к усадке, что повлечет за собой трещины как в основании, так и в стенах. Любого рода пробоины скажутся на бюджете, так как сооружение станет менее теплым и расходы на отопление повысятся. От того, насколько качественно было произведено трамбование грунта, зависит также долголетие и надежность всей постройки. Поэтому песок служит основой для реализации многих строительных процессов.

1. Во избежание попадания влаги под фундамент или под стяжку.

2. При неровностях основания.

3. Для предотвращения сжатия и растяжения. Технология трамбовки песка сможет не допустить усадку постройки.

4. Песок и вода станут прекрасными помощниками при проблемном грунте вроде пучинистой почвы или торфянике. Уплотнение сохранит целостность и надежность фундамента.

Какой песок желательно применять?

Идеальным вариантом для трамбовки будет гравелистый песок, причем категорически не рекомендуем использовать мелкую и тонкую фракцию. Следует отдать предпочтение крупному, так как он более устойчив к сжатию, что в будущем предотвратит усадку здания. С целью установить монолитные конструкции желательно применять речной или карьерный песок средней фракции. Для того чтобы грунтовая вода не воздействовала на песчаный слой, перед тем как засыпать траншею или котлован, необходимо сделать укладку изоляционным геотекстилем.

При обустройстве песчаной подушки или подготовке бетонного раствора рекомендуется просеять песок перед его применением. Это исключает различные добавки, которые могут негативно сказаться на рабочем процессе. Уровень влажности, согласно словам специалистов, считается идеальным, если вы не можете слепить ком. Отрицательно повлияет на цепкие свойства материала слишком большое присутствие глины. Это снизит прочность раствора, что считается одним из главных смыслов конструкции. Подвижность состава грунта изменяется в зависимости от влажности, следовательно, нужно быть внимательными при выборе погодных условий для проведения строительных работ, учитывать их свойства и вносить корректировки. Оптимальное значение влажности для песочного грунта – 8-14%.

Методы трамбования

Технологии, позволяющие произвести уплотнение, построены на том, чтобы механическим путем вытеснить из него воздух, которого, если все сделать правильно, будет не более 5%. Выполнять трамбование необходимо в оптимальных погодных условиях, учитывая влажность. Только таким образом вы получите желаемый результат. Есть несколько методов для реализации этой процедуры. Ее можно осуществлять вручную с помощью самодельного бруса с ручками или используя специальную технику. Рассмотрим все возможные методы подробнее.

1. Укатка.

Результат достигается за счет статического давления вальца или колес самоходных или прицепных катков. Одноосные модели обладают массой от 10-ти до 25-ти тонн. Легкие устройства назначаются на рыхлый грунт 20-30-ти см слоя при захватной ширине 2,5 м. Двухосные (с использованием прицепов) могут быть массой до 50-ти тонн. Они обеспечивают уплотнение грунта слоем 30-35 см. Ширина захвата составляет 2-3,5 м.

Наиболее эффективные полуприцепные катки весят около ста тон. Они берут на себя дисперсный грунт слоем 40-50 см. Их ширина захвата достигает трех метров. Вальцы проходят 4-12 раз (в зависимости от массы) по одному участку. Самоходные и прицепные барабанные катки пользуются большим спросом, нежели кулачковые, благодаря широкой площади распределения. Зачастую в укаточной работе задействуется спирально-кольцевая схема. Количество машин для песчаных грунтов обычно составляет – 2-3, а для глинистых – 3-4.

2. Вибрирование.

В основе метода лежит применение виброплиты, от которой передаются механические колебания на уплотняемую почву. Появление подобной техники позволило успешно предотвращать возможную усадку грунта и осуществлять быстрое и результативное трамбование. Она отличается надежностью, компактностью, мобильностью и простотой в эксплуатации. С ее помощью производят работы по сооружению массивных конструкций, торговых центров, многоэтажных зданий. Вибрирование может быть поверхностным или глубинным. В зависимости от этого используется спирально-кольцевая или челночная система. В процессе из обрабатываемой почвы происходит выдавливание воды и воздуха.

3. Бензиновая вибротрамбовка.

На сегодняшний день вибротрамбовка становится все более популярной. Основное преимущество этого метода – повышенный импульс силы и увеличенное время воздействия на грунт. С ее помощью можно уплотнить слой на один сантиметр при общей метровой или более толщине. Цена на катки колеблется в зависимости от размеров и состояния.

Вибротрамбовка применяется в случае, где песок имеет плохую силу сцепления. Максимально плотная укладка производится путем движения минеральных частиц в виброустановке. Влияют на процесс общие характеристики виброуплотнителей (амплитуда и частота колебания, масса, площадь опоры) и состав грунта. Современная вибротрамбовка дает возможность провести уплотнение слоя до 30-50 см.

Вибротрамбовка отличается от уплотнения песка виброплитой своими параметрами. Амплитуда вибраций в виброударном режиме растет, но при этом теряет в частоте. Электрическая трамбовка – прекрасный помощник в помещениях с ограниченной вентиляцией и траншеях. Применяемое с этой целью оборудование помогает добиться большего глубинного эффекта, нежели при статическом давлении, поэтому уверенно занимает около 70% рынка.

4. Трамбование.

Производится путем выброса подъемным краном плит массой до двух тонн с высоты одного-двух метров. Такой метод актуален при связных грунтах с ярко выраженной деформацией пластического типа или при тех, в которых основой служит песок. Трамбовка выполняется благодаря специальным машинам с электрическим, бензиновым или дизельным двигателем. Разновидностей – масса, цена на них колеблется в районе трех-пяти тысяч долларов.

Уплотнение песка вручную

Трамбовка под фундамент возможна также вручную. Это энергозатратный физический труд, на который придется потратить немало времени и сил. Однако если ставится цель «трамбование песка в небольших объемах», то незачем вызывать профессиональные бригады, цена на услуги которых составляет от пятнадцати долларов за квадратный метр. Вручную можно даже создать строительный инструмент под песок – толкушку. Для этого задействуют достаточно широкий деревянный брус или пластину из стали. Они могут быть как легкие (около 30 кг), так и потяжелей (до 80 кг). Естественно, трамбовка вручную не позволит сделать глубокое уплотнение почвы. Это нужно учитывать при выборе метода.

Трамбовка вручную может позволить изготовить специальную подушку под стяжку, главный материал которой – песок. Обязательно сначала должна использоваться трамбовка водой с учетом степени влажности песка, иначе все усилия могут быть напрасны. Вода – вещь, необходимая в этом процессе, ее объемы важно контролировать. К примеру, чтобы выполнить уплотнение под стяжку следует засыпать песок тонким слоем (около 10-15 см). Затем в небольших количествах применяется вода и далее выполняется трамбование до нужной глубины.

Существует множество техник, благодаря которым уплотнение песка стало простым и понятным процессом. Участвовать в нем способен даже человек, мало разбирающийся в строительстве. Виброплита и вибротрамбовка – одни из наиболее доступных для приобретения приспособлений. Они необязательные предметы для покупки – сегодня во многих местах их можно арендовать. Цена зависит от региона, срока аренды и состояния аппаратов. К примеру, виброплита среднего качества в Москве обойдется вам в две тысячи рублей в сутки.

Изобилие техники отличающейся по мощности, габаритам, цене, эргономике, конечно, радует глаз, но все же она не позволит достичь такого уплотнения, как при использовании тяжелых инструментов.

Главным критерием оценки качества работ служит показатель, который исчисляется отношением достигнутой плотности грунта к его максимальной возможности уплотнения, выведенного с помощью специальных приборов ГОСТом. Требуемое значение для оснований зданий зависит от проекта, но зачастую – не ниже 0,98. Это коэффициент, не имеющий размера. Контроль грунтовой плотности происходит благодаря полевым и стационарным лабораториям.

В основе любого здания – от небольшого частного дома до крупного торгового центра, лежит фундамент. От его качества зависит прочность всей постройки и срок ее эксплуатации. Но значение имеет не только качество используемого бетона, но и точное соблюдение всего технологического процесса. К примеру, некачественно выполненная трамбовка песка для фундамента может привести к тому, что возведенное здание может давать усадку, сопровождающуюся образованием трещин, как в самом фундаменте, так и в стенах здания. Это, в свою очередь, может повлечь к повышению теплопотери и, как следствие, увеличению расходов на отопление и кондиционирование всего здания.

Выбор песка для песчаной подушки

Совсем не каждый песок является подходящим для устройства песчаной подушки для фундамента . Его качеству следует уделить особое внимание в том случае, если используется ручная трамбовка своими руками – для этих целей необходим гравелистый песок с достаточно крупной фракцией. Применяя песок мелкой фракции, невозможно предотвратить сильную усадку здания после постройки, причем она может быть весьма неравномерной.

Наиболее подходящим для строительства является речной песок, но при невозможности его использования подойдет и чистый карьерный. Для того, чтобы срок службы песчаной подушки не уменьшился в результате его перемешивания с почвой и воздействию грунтовой воды, на дно котлована желательно уложить слой геотекстиля, полосы которого, по возможности, должны быть сшиты между собой. Такой нехитрый и недорогой прием позволит существенно увеличить срок эксплуатации здания, а также исключить его усадку даже после многолетней эксплуатации.

Простой инструмент для сложной работы

Несмотря на то, что для создания песчаной подушки требуется привлечение специальной техники – экскаватора и самосвала, которые используются для рытья котлована и завоза песка, в остальном, все другие инструменты для трамбовки отличаются простотой и доступностью:

• деревянные/металлические колышки, применяемые для качественной разметки;
• строительный уровень (достаточно удобен лазерный);
• длинная рулетка;
• ручной вибратор или виброплита, а при их отсутствии можно использовать круглый брус достаточного диаметра.

Правильно созданная песчаная подушка обеспечивает полное отсутствие усадки (либо ее минимальные значения), предохраняет фундамент от разрушительного влияния воды и процесса естественных подвижек грунта. Чаще всего такая подушка создается под монолитный или ленточный фундамент.

Песчаная подушка под фундамент – когда она необходима

Перед началом строительства необходимо оценить не только состояние почвы в районе возведения дома (несущая способность, близость подводных вод), но и условия климата, а также общий вес конструкции. В обязательном порядке трамбуют пучинистый грунт, который значительно деформируется в процессе замерзания и оттаивания. Если ошибиться с выбором материала для устройства плиты под фундамент, вероятнее всего здание даст сильную усадку, что повлечет за собой образование трещин в стенах и самом фундаменте. Кроме этого, если грунт в зоне строительства отличается высокой несущей способностью, а уровень грунтовых вод крайне низок, можно обойтись без создания песчаной подушки.

Из всех материалов, которые используют для создания подушки, именно песок является наиболее приемлемым. Он не только позволяет сэкономить приличную сумму, по сравнению с плитой из щебня или бетона, кроме того, вполне допустима трамбовка песка своими руками – к примеру, со щебнем работать гораздо сложнее. Ограничение по устройству песчаной подушки только одно – на ней нельзя строить тяжелые здания (многоквартирные дома, торговые центры), но для частного малоэтажного строительства она является практически идеальным материалом.

Правильно созданная песчаная подушка обладает многочисленными достоинствами:

1. Создаваемое при помощи песка основание полностью соответствует всем нормативам, применяемым в малоэтажном строительстве.
2. Полная защита всей постройки от негативного влияния грунтовых вод.
3. Создание идеально ровной площадки для строительства без применения сложных и дорогостоящих технологий.
4. Возможность проведения всех работ собственными силами.
5. Вполне доступная стоимость этого важного этапа работ.

Особенности самостоятельного устройства песчаной подушки

Перед началом работ необходимо определить несколько моментов, от которых напрямую зависит качество получаемой основы:

• толщина подушки должна составлять не менее 200 мм;
• наиболее удачным вариантом является трапециевидная форма подушки;
• оптимальной толщиной основания считается значение, которое не превышает ширину фундамента более, чем в 3 раза.

Все работы по монтажу песчаной подушки можно разделить на несколько основных этапов.

Следует иметь ввиду, что если предусмотреть наличие специального дренажа в пучинистом грунте, это исключит вероятность заливания песчаной подушки водой в межсезонье, что непосредственно сказывается на долговечности фундамента и всего строении в целом.

Преимущества строений на песчаной подушке

Среди многочисленных преимуществ, которые стоит отметить при использовании технологии песчаной подушки, практически невозможно выделить главные и второстепенные. Каждая отдельно взятая характеристика вносит свой уникальный «вклад» в прочность и надежность всей конструкции. Первое и очевидное достоинство именно песчаной подушки – ее дешевизна и простота всех работ по устройству, на которое потребуется минимальное количество времени.

Дом, имеющий такую основу, может быть выстроен практически на любом грунте – слабом, водянистом или пучинистом. При этом, срок эксплуатации здания может быть существенно увеличен в том случае, если под подушкой будет расположен качественный геотекстиль, а на самом участке, где ведется строительство, будет предусмотрена качественная дренажная система. В результате этого будут исключены такие частые проблемы с новым домом, как:

• образование трещин в стенах и самом фундаменте, вызванные неравномерной усадкой здания;
• промерзание фундамента и, как следствие, увеличение расходов на отопление дома;
• скопление в подвальных помещениях воды, часто наблюдающееся в домах, которые расположены на участках с высоким уровнем грунтовых вод, особенно в весенний период;
• постоянно высокая влажность, которая отмечается во всем доме, а не только в подвале, что приводит к образованию плесени, порче мебели, появлению у проживающих различных аллергических реакций;
• необходимость монтажа серьезной системы приточно-вытяжной вентиляции, расходы на устройство и эксплуатацию которой могут составлять вполне приличные суммы.