Виды и конструкции фундаментов мелкого заложения

Определение величины заглубления фундамента

Выбор глубины для закладки фундамента начинается с расчета глубины промерзания земли на участке при учете режима отопления. Вычисления проводят с использованием формулы:

Df = k × Dfn, тут:

• Dfn – нормативный показатель глубины промерзания
• Df – расчетный показатель глубины промерзания
• Kn – коэффициент, соотносящийся с режимом отопления строения (по СНиПу 2.02.01-83)

Потом определяют свойства почвы непосредственно на месте закладки основания. Достаточно выкопать шурф и взять образцы грунта.

Грунт можно выбрать даже после самостоятельного (но тщательного) изучения в поле. Достаточно взять землю в ладони, размять, скатать шнуром, попробовать сделать из него кольцо и посмотреть на результат: целое кольцо говорит о глинистой почве, распадающееся – о суглинке, рассыпающееся в процессе сворачивания – почва, скорее всего, из супеси. Но самый оптимальный метод – обратиться к специалистам.

Потом определяют, на какой глубине проходят грунтовые воды – для этого бурят отверстие глубиной до 3 метров, опускают в него трубу из металла или пластика, измеряют уровень воды в разную пору года – тут важно понять, способна ли вода подняться выше 2 метров до уровня промерзания земли. Полученные данные позволяют определить, какой глубины делать ленточный фундамент

Обычно для вычислений используют таблицу 2 СНиП 2.02.01-83. При условии, что уровень грунтовых вод расположен на 2 (и более) метра ниже границы промерзания земли, фундамент закладывают на определенную глубину в соответствии с типом грунта

Полученные данные позволяют определить, какой глубины делать ленточный фундамент. Обычно для вычислений используют таблицу 2 СНиП 2.02.01-83. При условии, что уровень грунтовых вод расположен на 2 (и более) метра ниже границы промерзания земли, фундамент закладывают на определенную глубину в соответствии с типом грунта.

Оптимальная глубина фундамента:

• Гравелистые, средние/крупные пески – 50 сантиметров
• Мелкие пески, супеси – минимум 50 сантиметров
• Суглинки, глины, грунты крупнообломочные – минимум 0.5 Df

В случае, когда грунтовые воды расположены ближе 2 метров к границе промерзания Df, основание проектируют на глубине минимум величины Df.

Классификация по конструкции

Глубина заложения фундамента во многом зависит от особенностей его типа. Выделяют мелкозаглубленный фундамент плитного (сплошного), столбчатого (отдельно стоящего), массивного и ленточного типов.

Столбчатые мелкозаглубленные основания обычно представляют собой бетонные или кирпичные столбы с верховой обвязкой в случае, если сверху будет расположена стена. Цель устройства фундаментов этого типа заключается в сохранении целостности строения при возможной деформации пучинистого грунта.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома из газобетона станет отличным решением, но важно правильно выбрать тип опорной конструкции

• Сборный. Обычно его монтируют на бетонной подушке, которая определяет глубину заложения фундамента.
• Монолитный. Этот тип основания заливается как единое целое и требует дополнительного армирования. Например, для деревянного дома потребуется проложить сразу два арматурных пояса, один по верхней плоскости, а второй ― по нижней.
• Сборно-монолитный. Выполняется из специальных стеновых блоков, поверх которых заливается монолитный пояс. В этом случае высота основания совпадает с уровнем строительной площадки.

Возможно устройство прерывистого ленточного фундамента под дом из пентобетона, что во многом снижает затраты на возведение объекта, и в этом достоинства сборно-монолитных конструкций. При его укладке бетонные подушки устанавливаются через определенные промежутки, сокращая расходы примерно на 15 %. В малоэтажном строительстве на пучинистой почве именно ленточные основания применяются чаще всего, особенно при возведении деревянного строения или дома из газобетона. Недостатком таких структур можно назвать лишь то, что они не подходят для сооружения кирпичных зданий.

Плитные основы домов. Пожалуй, этот вариант можно назвать наиболее надежным и подходящим даже для самой слабой глинистой почвы. По сути ― это монолитная плита из железобетона, равная по размерам площади будущего здания. При малоэтажном строительстве ее толщина составляет около 30 см. Благодаря тому, что плита имеет большую площадь и цельную поверхность, давление, оказываемое конструкцией на землю, значительно снижается. Соответственно, глубина его монтажа может быть небольшой, а применение возможно даже на водонасыщенной или слабонесущей поверхности.

Классификация фундаментов в соответствии со стройматериалами, из которых они изготавливаются:

• Бетонные.
• Железобетонные.
• Бутобетонные.
• А также на основе различных каменных материалов.

Бут ― материал достаточно высокой прочности (природный), представляющий собой куски гранита или известняка. Используется для приготовления бутобетона, где выступает наполнителем основной смеси, повышая общую прочность.

Расчет стоимости

Расчет затрат на работы и расходов на необходимые материалы для непрофессионального строителя покажется непростым и весьма запутанным делом. Главной проблемой в этом случае является то, что основание для каждого дома индивидуально.

Даже в том случае, когда для ее расчета используются самые надежные и проверенные технологии, при монтаже может выявиться множество различных факторов, которые нужно будет исключать, изменять или же подстраиваться под них. По этой причине часто получается так, что практически половина запланированных на возведение дома средств расходуется именно в начале строительства.

Существует 3 фактора, оказывающих влияние на стоимость устройства мелкозаглубленного основания:

• качество участка;
• тип конструкции;
• предполагаемая в дальнейшем нагрузка.

Каждый из них может значительно изменить общую сумму, часто в большую сторону.

Проще всего учесть предполагаемую нагрузку строения исходя из используемых материалов. Расчет этого параметра обычно проводит архитектор еще на стадии создания проекта будущего дома. Чем легче вес основного строительного материала для стен и кровли, тем менее сложным и затратным будет устройство фундамента дома.

Тип конструкции и ее размер тоже играют не последнюю роль. Учитывается заглубление опоры, устройство цоколя, заливка бетона с установлением опалубки и армирования или укладка специальных блоков (плит). Также в этот список нужно включить и обязательные земельные работы, стоимость которых обычно устанавливается за 1 куб. м.

Чтобы определить стоимость опалубки для заливной конструкции необходимо вычислить площадь ее стен. Для этого общая длина подземного сооружения умножается на его высоту, а далее еще на 2. Все расчеты в данном случае производятся в метрах. Для опалубки обычно берут доски толщиной около 50 мм (0,05 м). Если полученную площадь умножить на 0,05 ― получится необходимое количество кубометров.

2.4 Расчет осадки фундамента во времени

Сущность расчета
заключается в определении величины осадки фундамента в заданные промежутки
времени:

Где U – степень
консолидации;

S – конечная осадка.

Степень уплотнения
определяется по формуле:

где – коэффициент времени, зависящий от
физических свойств грунта, толщины слоя, условий и времени консолидации;
определяется по формуле:

откуда

откуда

Здесь:  – коэффициент фильтрации, см/год;

 – коэффициент относительной
сжимаемости.

Параметры U и функционально связаны и задаваясь U, можно определить

Расчет осадки фундамента
Ф1 во времени.

Расчет будем производить
для суглинка.

Вычислим значение
коэффициента консолидации:

Задаемся значениями
степени консолидации U:
0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 0.95.

Вычисляем время по
формуле, имея в виду что фильтрация двухсторонняя.

Таким образом, получаем:

 = 0.2 х 1.35 = 0.27 см;  = 1.3 х 0.08 = 0.104 года

 = 0.4 х 1.35 = 0.54 см;  = 1.3 х 0.31 = 0.40 года

 = 0.6 х 1.35 = 0.81 см;  = 1.3 х 0.71 = 0.92 года

 = 0.8 х 1.35 = 1.08 см;  = 1.3 х 1.4 = 1.82 года

 = 0.95 х 1.35 = 1.28 см;  = 1.3 х 2.8 = 3.64 года

График осадки фундамента Ф1 во времени

Расчет осадки фундамента
Ф3 во времени.

Вычислим значение
коэффициента консолидации:

Задаемся значениями
степени консолидации U:
0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 0.95.

Вычисляем время по
формуле, имея в виду что фильтрация двухсторонняя.

Таким образом, получаем:

 = 0.2 х 3.24 = 0.648 см;  = 1.3 х 0.08 = 0.104 года

 = 0.4 х 3.24 = 1.296 см;  = 1.3 х 0.31 = 0.40 года

 = 0.6 х 3.24 = 1.944 см;  = 1.3 х 0.71 = 0.92 года

 = 0.8 х 3.24 = 2.59 см;  = 1.3 х 1.4 = 1.82 года

 = 0.95 х 3.24 = 3.078 см;  = 1.3 х 2.8 = 3.64 года

График осадки фундамента
Ф3 во времени.

Плюсы и минусы

Достоинств и недостатков у ленточного фундамента хватает. Начнём с преимуществ:

• Недорогой вариант, доступный для каждого. По себестоимости он на 50% дешевле монолитного основания. Нередко многие застройщики обустраивают его своими руками, что позволяет ещё сэкономить до 30% от стоимости. Такое основание можно заливать за несколько дней самому, используя бетономешалку.
• Нет необходимости в спецтехнике. Выкопать такое основание вы можете самостоятельно, за пару дней. Затем, можно замешать раствор в бетономешалке и выполнить заливку. Это позволит не только сэкономить, но и не использовать спецтехнику. Если же она нужна, и пространство позволяет, гораздо проще заказать готовый раствор и залить за пару часов.
• Низкая стоимость. В сравнении с такими вариантами, как монолит, ленточная разновидность стоит на порядок дешевле. Она выгодна при малоэтажном строительстве, поскольку предполагает заглубление на величину, где грунт не промерзнет зимой.
• Удобство при прокладке коммуникаций. Уже на этапе обустройства, в пространство, где будет залит бетон, закладывают трубы. Их, как правило, закладывают в виде труб, увеличенного диаметра, чтобы потом подкопаться и ввести в дом воду, вывести электричество, подключить скважинный насос или выполнить другие варианты работ.
• Позволяет заливать стяжку в перспективе. Если раньше все устраивали дома на ленточном фундаменте и использовали дерево для пола, то сегодня заливают стяжку. Внутри собственного пространства засыпают грунт, который утрамбовывают, делают гидроизоляцию, армируют и после чего заливают бетон. Ленточный фундамент для дома из газобетона тоже необходимо гидроизолировать, поскольку так не будут разрушаться блоки или кирпич стен.

Недостатков мало, но они есть. Во-первых, необходимо поднимать такое основание на 10 сантиметров минимум от земли. В таком случае придется построить опалубку, откуда пойдут затраты на лишний бетон. Без опалубки не рекомендуют заливать, поскольку иначе стены дома через цоколь будут питать влагу из земли.

Ленточный фундамент со сваями

Во-вторых, замешивать бетон вручную проблематично, поэтому лучше всего воспользоваться услугами спецтехники. В отличие от таких разновидностей как столбчатый, свайный и другие основания, ленточное основание обходится дороже, поскольку здесь по кубатуре выходит больше. С другой стороны, это дешевле чем заливать монолит или использовать блоки, укладывая их подъемным краном.

В-третьих, рекомендуется точное соблюдение технологий. Здесь нужно следить за наполнителем в бетоне, поскольку большим спросом пользуется именно гранит. Многие предлагают за эти деньги кварцит, керамзит и прочие материалы, но только гранит обладает минимальным уровнем радиоактивности, отлично сдерживает внутреннюю структуру. В-четвертых, необходимо армировать. Без арматуры в первую или во вторую зиму основание лопнет, что приведет к появлению трещин на стенах строения.

Теплоизоляция и заливка

Фундамент рекомендуется утеплить. Использовать для этого можно пенопласт, который укладывается со всех сторон конструкции. На следующем этапе укладывается подушка из песка или щебня. Ее хорошо уплотняют и поливают водой для большей трамбовки. Толщина подушки может достигать 20 см. Сверху на нее укладывается пенополистирол. Если плиту планируется сооружать на месте, то следует установить опалубку. Для этого обычно используется брус, ширина которого будет равна ширине опалубки. Ее элементы фиксируются, закрываются гидроизоляционной пленкой, а после внутреннее пространство заливается бетоном.

Плитное основание

Цельная железобетонная плита отличается повышенным запасом прочности, высоким уровнем надежности и длительным периодом эксплуатации. Однако она требует повышенных трудовых и денежных затрат на ее сооружение. Плитный фундамент снижает воздействие массы здания на грунт и популярен на слабых почвах.

Уровень заглубления монолитной плиты из армированного бетона различный:

• мелкозаглубленная плита закладывается на предварительно уплотненную гравийно-песчаную подушку на глубину 0,2–0,5 м;
• расстояние от нулевой отметки до нижнего края глубокозаглубленной фундаментной плиты может достигать одного метра.

Глубина заложения фундамента

Для правильного расчета фундамента следует сначала изучить структуру грунта на участке, глубину промерзания грунта и уровень грунтовых вод. Учитывая все факторы можно выбрать оптимальную глубину заложения фундамента.

Глубина заложения фундамента и тип грунта

Фундамент будет крепким, если основанием служит однородный грунт. Такой грунт равномерно осаживается и фундамент не перекосит и не треснет. Глубина заложения фундамента зависит также от типа грунта. Рассмотрим виды грунтов: скальный, хрящевый, песчаный и супесь, глинистый и суглинок.

Скальный грунт позволяет закладывать фундамент строения на поверхности, сняв тонкий плодородный слой почвы.

Хрящевый грунт состоит из гравия, хряща, крупных камней. Фундамент на таком грунте закладывают на глубине не менее 500 мм. Глубина заложения фундамента определяется нагрузкой строения и уровнем грунтовых вод, от глубины промерзания грунта она не зависит.

Песчаный грунт хорошо пропускает воду, поэтому вода не застаивается вблизи поверхности даже при высоком залегании грунтовых вод. Незначительное промерзание песчаного грунта и упомянутый фактор позволяют закладывать фундамент на глубину 500-700 мм. Если песчаный грунт мелкозернистый или пылевидный и грунтовые воды располагаются высоко, то такой грунт может значительно промерзать и тогда глубина заложения фундамента увеличивается до глубины промерзания грунта. Стоит учитывать, что песчаный грунт сильно уплотняется под нагрузкой и тяжелое строение может сильно осесть, поэтому советуем делать высокий цоколь. Аналогичные рекомендации подходят и для глиняно-песчаного грунта – супеси, содержащего 3-10% глины, но рекомендуемая глубина заложения фундамента опускается до 700-1000 мм.

Фундамент на глинистом грунте закладывают чуть ниже глубины промерзания грунта

Это особенно важно при высоком уровне грунтовых вод. Глинистый грунт имеет способность сжиматься под нагрузкой и вспучиваться при замерзании, как бы выталкивая фундамент на поверхность

Чтобы при этом фундамент не треснул, советуем делать высокопрочный фундамент и отдавать предпочтение столбчатому фундаменту. Фундамент на суглинке также закладывают ниже глубины промерзания грунта. Суглинок содержит песок и не менее 10-30% глины.

Уровень грунтовых вод и глубина заложения фундамента

Положение уровня грунтовых вод влияет на глубину заложения фундамента следующим образом:

Если грунтовые воды залегают глубоко, более чем на 2000 мм ниже глубины промерзания грунта, то фундамент можно закладывать на глубину 500 мм и ниже.

Если грунтовые воды залегают не так глубоко, но ниже глубины промерзания грунта, то либо фундамент закладывают на глубину промерзания грунта, либо от глубины промерзания грунта до дна фундамента кладут гравийно-песчаную подушку (хорошо ее утрамбовывают), а фундамент закладывают на глубину 500 мм и ниже.

Если же грунтовые воды доходят до уровня промерзания грунта, то глубина заложения фундамента должна быть ниже глубины промерзания грунта не менее, чем на 100 мм.

При высоком расположении грунтовых вод фундамент закладывают ниже глубины промерзания грунта, за исключением наличия песчаного грунта и круглогодичного отапливания строения.

Оптимальная глубина заложения фундамента

Оптимальная глубина заложения фундамента выбирается следующим образом. Если грунт под домом пучинистый, то фундамент нужно закладывать ниже точки промерзания грунта, в Средней полосе России на глубине 1500 мм (глубина промерзания грунта около 1200-1400 мм). К югу и западу страны глубина промерзания грунта уменьшается, а к северу и востоку увеличивается. В каждом районе путем многолетних наблюдений специалисты установили глубину промерзания грунта, которую можно узнать в местной строительной или проектной организации. Если в доме живут всю зиму, то можно не учитывать этот фактор и закладывать фундамент выше.

Основанием фундамента должен быть плотный, хорошо слежавшийся грунт, поэтому фундамент закладывают ниже 500 мм. Слой рыхлого грунта снимается, дно выравнивается горизонтально, делается песчаная подушка высотой 150 мм, которая хорошо трамбуется.

Фундамент под внутренние капитальные стены закладывают на глубине 500 мм.

Как происходит закладка основания на большие глубины?

Даже при самостоятельном строительстве работы требуют привлечения спецтехники – как минимум на этапе подготовки траншей, опускания тяжелых готовых опор или заливки большого объема бетона. К закладке фундамента приступают после подготовки материалов и площадки (при необходимости – с выравниванием), разметки, подвода коммуникаций и согласования этапов работ.

Ленточного

Самый распространенный в частном строительстве и дающий возможность заложить стены подземных этажей ленточное заглубляемое основание требует грамотного расчета и точной разметки:

• Выборка грунтов на большую глубину выполняется с помощью спецтехники, с постоянным контролем уровня. На сложных и рыхлых грунтах периметр ленты разбивают на отдельные участки в 3-6 м и укрепляют стенки бетонитом или специальными панелями.
• Ленты со сравнительно небольшой глубиной заливаются в сплошные и ровные опалубки.

Монолитные ленточные фундаменты заливаются без перерывов, при отсутствии такой возможности опалубка разделяется на отдельные зоны вертикальными перегородками.

К важным условиям технологии относят:

• выгонку воздуха и разравнивание бетона глубинными вибраторами;
• гидроизоляцию подошвы и внешних сторон;
• обязательное армирование конструкции объемными каркасом;
• аккуратное послойное обратное засыпание грунта.

Из видео узнаете, как сделать ленточный фундамент глубокого залегания:

Плитного

Классический плитный фундамент в принципе редко закладывается ниже линии промерзания грунта, даже при самых сложных условиях эксплуатации оптимальный диапазон его заглубления варьируется в пределах 0,5-1 м. Риски смещения или деформации конструкции уменьшаются за счет:

• увеличения толщины дренажной подушки или самой плиты;
• утепления подошвы;
• замены грунта в котловане;
• или заложения водоотводящих систем.

Исключение делается при планировании обустройства в доме подземных этажей или подвалов:

1. Плита углубляется на 1,7-2 м, при неизменно жестких требованиях к подготовке котлована, армированию и качеству бетона.
2. По ее периметру и под будущими несущими перегородками возводятся цокольные стены из ж/б или ФСБ.
3. Подошва и стенки конструкции усиленно защищаются от грунтовой влаги по всей площади и при необходимости утепляются.

Свайного

глубины заложения

На пучинистых грунтах ленточную или плитную обвязку поднимают выше нулевой отметки на 25-30 см, с обязательным упором нижней части свай в устойчивые слои.

Максимальную несущую способность основания обеспечивают монолитные ж/б сваи, забиваемые дизель-молотом или другими копровыми установками. Технология заложения обвязки в целом совпадает со схемой строительства малозаглубленных ленточных или плитных оснований, соединение армокаркасов опор и ростверка обеспечивается заранее.

Расчёт на устойчивость при действии касательных сил пучения.

Принимаем минимальную ширину траншеи 0,7 м (рис. 1).

Здесь и в дальнейшем ширину пазухи траншеи 0,2 м считаем минимальной.

Рис. 1. Варианты заглубления ленточных фундаментов и их надёжность в сильнопучинистых грунтах при нагрузке 2,5 тс/м: а, б, в  — устойчивость не обеспечена; г — устойчивость обеспечена.

Условие устойчивости можно представить в следующем виде:

γ₁Q_д ≥ γ₂Q_f   (3)

где γ₁ и γ₂— коэффициенты надёжности, равные 0,9 и 1,1 соответственно.Q_f— сумма касательных сил пучения, действующих с двух сторон ленточного фундамента на глубину его заложения.

Вычисляется по формуле:

Q_f=2τ_нd_фmk_t,

где τ_н — удельные касательные силы пучения, определяются по таблице 6.10 СП 50-101-2004 (при сильнопучинистых грунтах τ_н= 11,0 тс/м2);

d_ф — заглубление фундамента — 0,5 м;

m — коэффициент, зависящий от ширины пазухи траншеи, определяется по графику рис. 2 (при ширине пазухи 0,2 м m = 0,6};

k_t —  коэффициент, учитывающий соотношение среднемесячной температуры воздуха при промерзании грунта на глубину заложения фундамента и среднемесячной максимальной отрицательной температуры воздуха за зимний период, определяется по графику рис. 3 (в нашем примере k_t=0,68).

Рис. 2. Зависимость коэффициента m от ширины пазух траншей

Рис. 3. Зависимость коэффициента k_t от глубины заложения фундаментов: 1 — для условий Московской области; 2 — для условий Новосибирской области

Получаем:

γ₁Q_д = 0,9×2,5 = 2,25 тс/м;

γ₂Q_f =1,1 х2х11,0×0,5×0,6×0,68 = 4,9 тс/м > γ₁Q_д

То есть фундамент — не устойчив. Как известно, из всякого положения есть два выхода. В нашем случае это:

• увеличение ширины траншеи;
• уменьшение глубины заложения фундамента.

Возможна комбинация обеих вариантов.

Рассмотрим 1-й вариант и увеличим ширину траншеи до 1,2 м (рис. 1б).

Получаем:

γ₂Q_f =1,1x2x11,0x0,5×0,42×0,68 = 3,46 тс/м > γ₁Q_д

Фундамент остаётся неустойчивым.

Увеличим ширину траншеи до 1,6 м {рис. 1в). Получим:

γ₂Q_f =1,1x2x11,0x0,5×0,32×0,68 = 2,63 тс/м > γ₁Q_д

Фундамент и в этом случае будет неустойчив. Дальнейшее увеличение ширины траншеи не имеет смысла, так как она уже превышает разумные пределы — необходимы большие объёмы разрабатываемого грунта и засыпаемого песка.

Поэтому переходим ко второму варианту — уменьшаем глубину заложения фундамента и заглубляем его на 0,3 м от поверхности грунта.

Необходимо уточнить расчётное сопротивление распученного суглинка и ширину подошвы фундамента на глубине 0,3 м.

Получаем:

е_р = 0,7 + 0,12х(1 + 0,7)х(1 — 0,3/1,6) = 0,87;

R_o=1,4 кrc/cм2;

R = 1,4x[1+0,05x(0,3-1,0)/1,0]x2,3/4 = 0,78 кrc/см2;

b = 2,5/7,8 = 0,32 м.

Принимаем ширину подошвы фундамента 0,4м.
Рассчитываем фундамент на устойчивость при минимальной ширине траншеи 0,8 м (рис. 1г):

γ₂Q_f =1,1x2x11,0x0,3×0,6×0,51 = 2,22 =γ₁Q_д

То есть фундамент устойчив.

Как показали наши расчёты, при нагрузке от дома на фундамент 2,5 тс/м его заглубление ниже 0,3 м приводит к увеличению расхода бетона (за счёт заглубления) и возрастанию объёмов разрабатываемого грунта и засыпаемого песка. Глубина заложения фундамента 0,3 м в данных грунтовых условиях является оптимальной. При других характеристиках распученного грунта и степени его пучинистости оптимальная  глубина заложения фундамента может быть иной.

Выбор конструкции

При выборе конструкции фундамента мелкого заложения необходимо учитывать ряд факторов. Большое значение имеют геологические условия: рельеф, тип грунта, уровень грунтовых вод. Фундамент должен обладать достаточной прочностью, а также иметь хорошую устойчивость на опрокидывание и скольжение. Поэтому должны учитываться вес здания и его конструктивные особенности.

Грунты, лежащие в основании фундамента, рассчитываются по несущей способности и по деформациям. При этом необходимо учитывать воздействие таких факторов, как силы морозного пучения, а также присутствие грунтовых и поверхностных вод, от чего зависят физико-механические характеристики грунтов. Следует учесть местные условия строительства и опыт эксплуатации строений в инженерно-геологических условиях аналогичного типа.

Глубина заложения должна обеспечивать заглубление фундамента в несущий грунт как минимум на 10-15 см. Следует избегать такой ситуации, когда непосредственно под фундаментом расположен грунт, прочностные и деформационные качества которого значительно хуже, чем у подстилающего слоя. Рекомендуется, чтобы глубина заложения была меньше уровня грунтовых вод.

Различные типы фундаментов мелкого заложения существенно различаются по стоимости материалов и трудозатратам. Следует учитывать и эти факторы. Тогда выбранный вариант обеспечит необходимые эксплуатационные характеристики фундамента при оптимальных затратах на его возведение.

Фундаменты мелкого заложения, сплошные плиты

Фундаменты мелкого заложения применяют для зданий 2 и 3 категорий когда глубина промерзания низкая и заглублять подошву настолько экономически не целесообразно. Второй вариант — глубина сезонного промерзания ниже уровня грунтовых вод.

При этом, геология грунтов на участке должна позволять по природной несущей способности возводить мелко заглублённый фундамент.

Обустройство фундамента сплошной плиты по СП 50-101-2004.

Обустройство должно предусматривать дренаж, утепление отмостки, надёжную гидроизоляцию. Иногда заранее закладывается в проект усиление нижележащих грунтов методом инъекции цементным раствором, установка свай с целью удерживания фундамента от поднятия в случае вспучивания.

Эти меры достаточно эффективные, позволяют гарантировать долговечность фундамента до 50 лет. Расчёт заложения подошвы ведётся с учётом геологии распределения пластов грунта на участке.

Ширина фундамента зависит от несущей способности грунтов на которые он опирается и толщины кирпичной или блочной стены каркаса строения, расчётной по тепло потерям для данного климатического пояса.

Плитный монолитный фундамент рекомендуется возводить в густо застроенных городах и районах, например в Москве, где ограничена возможность копать глубокие котлованы. При соблюдении технологии строительства, плитный фундамент считается надёжнее других оснований.

Расчёт проводится по положениям СП 50-101-2004, сложен для не специалиста, выгоден по экономическим затратам, срокам возведения.

Основное понятие

Главная проблема сложных грунтов – пучнистость во время промерзания, что заставляет их значительно увеличиваться в объеме. Этот фактор приводит к постепенному разрушению фундамента и всей постройки. Этого можно избежать уравновешиванием выталкивающей силы повышением нагрузки на фундамент, то есть – весом здания, но частные дома и дачи относятся к легким постройкам, поэтому глубокие типы фундаментов, в том числе – и свайные, здесь не подходят. Решением проблемы является фундамент мелкого заложения.

Само название конструкции уже дает понять, что такое фундаменты мелкого заложения (ФМЗ). Глубина его заложения составляет от 40 до 50 см, что значительно уменьшает воздействие грунта во время пучения на боковую площадь стенок строения.

В данном случае требуется значительно меньше бетона, щебня или песка для выполнения подложки и материала для сооружения опалубки. Составляющими конструкции являются:

• обрез – это верхняя часть, принимающая нагрузку от дома;
• нижняя часть, передающая нагрузку;
• боковые части, то есть стены.

Такие фундаменты не строятся непосредственно на грунте, их монтируют на подушке из песка, мелкозернистого щебня или шлака, предварительно качественно утрамбованного.

Примерная схема с заложением подушки из песка

Армирование мелкозаглубленного монолитного фундамента для дома

Арматурный каркас для армирования мелко заглубленного фундамента частного дома обычно состоит из верхней и нижней арматурных сеток и вертикальных связей между ними.

Арматурная сетка, как правило, выполняется из 2-3 продольных рабочих стержней диаметром 10-14 мм. Вертикальные связи между нижней и верхней сетками делают из рабочих стержней и размещают их с шагом 600 мм.

Схема армирования монолитной стены фундамента. а — арматурная сетка с двумя рабочими стержнями арматуры; б — то же, но с тремя стержнями 1 — продольные стержни рабочей арматуры класса A-III, диаметром 10-14 мм; 2 — вспомогательная арматура Вр-I, диаметром 4 мм.; 3 — стержни вертикальных связей между нижней и верхней сетками

Расстояние между соседними продольными стержнями рабочей арматуры в сетке не рекомендуется делать больше 400 мм. При необходимости увеличивают количество рабочих стержней.

В сетки монолитной ленты с увеличенной шириной подошвы устанавливают поперек сетки с шагом 600 мм дополнительные стержни рабочей арматуры.

Защитный слой бетона между грунтом и арматурой в фундаментах должен быть не менее 50-70 мм.

Сопряжение арматурного каркаса в углах и примыканиях ленточного монолитного фундамента

Продольную и поперечную арматуру скрепляют вязальной проволокой. Сварка допускается только для арматуры, в маркировке которой есть буква «С».

Песчаная подушка для мелко заглубленного фундамента

Под лентой фундамента всегда устраивают подушку из не пучинистого песчаного грунта.

На не пучинистых и слабо пучинистых грунтах песчаная подушка служит в качестве выравнивающего слоя. Дно траншеи выравнивают слоем любого не пучинистого грунта, который тщательно трамбуют. Толщину слоя не рекомендуется делать более 20 см. Более толстый слой трудно трамбовать.

Толщина подушки для каменного дома обычно получается в пределах 0,3 — 0,8 м. Для дома с деревянными стенами толшина подушки — 0,2 — 0,5 м. на мелко заглубленном фундаменте, и 0,5 — 0,8 м. в варианте с не заглубленным фундаментом.

Для устройства противопучинистой подушки лучше всего использовать смесь песка (40%) и щебня (60%). Такая смесь обеспечит высокую несущую способность подушки. Менее выносливы подушки из песка крупного или средней крупности.

Материал подушки насыпают слоями толщиной не более 20 см и каждый слой тщательно трамбуют площадочными вибраторами или вручную.

Подушка может быть как врезной, заглубленной в естественный грунт (как на рисунках выше), так и устраиваемой на поверхности грунта:

Ленточный не заглубленный фундамент на песчаной подсыпке, устраиваемой на поверхности грунта 4 — арматурный каркас; 5 — бетонная отмостка; 7 — гидроизоляция; 9 — поверхность грунта на участке; 10 — песчаная подсыпка; 11 — задернение откоса;

Ленточный не заглубленный фундамент на песчаной подсыпке устраивают, если на участке высокий уровень грунтовых вод, грунты слабые, в том числе заторфованные, заиленные. В зависимости от размеров фундамента подсыпку делают по всей площади здания или только под лентой фундамента.

Подсыпка не только снижает пучинистость и увеличивает несущую способность основания фундамента, но и поднимает общий уровень придомовой территории. Это, как правило, необходимо для участка на таких грунтах.

Читайте: «Вертикальная планировка участка при строительстве частного дома»

Между песчаной подушкой (подсыпкой) и грунтом рекомендуется укладывать разделительный слой геотекстиля, который предотвращает заиливание песка в подушке частицами грунта. Такое разделение особенно необходимо при высоком уровне грунтовых вод и наличии верховодки на участке.