Особенности
Пучинистый грунт из-за специфического своего строения (содержит много воды) приводит к скорой деформации и смещению практически любого фундамента, кроме мелкозаглубленного. Именно поэтому последний вариант и используется на пучинистых почвах. Ленточный или столбчатый фундамент, не доходящий до максимального уровня замерзания почвы, способен отлично противостоять нагрузкам от распирающей при замерзании воды. Такой фундамент не подвержен смещению и деформации, поэтому стоящее на нем здание будет в полной безопасности, а стены не пойдут трещинами.
Хорошо и то, что мелкозаглубленное основание может использоваться практически для любого типа строения: и кирпичного, и деревянного, и каркасного, и даже двухэтажного.
На видео – мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте:
Пучинистая почва часто всего бывает на суглинистых, глинистых и супесчаных грунтах. Чем более высоко содержание глины в грунте, тем выше степень его пучинистости. Инженеры знают, что порой выталкивающая сила пучения бывает столь велика, что способна буквально поднять целое здание вместе с его фундаментом. А вот как происходит расчет плитного фундамента, и как это делать правильно, указано в данной статье.
Методы уменьшения негативного воздействия пучения
Когда необходимо обустраивать фундаменты на пучинистых грунтах, строители очень часто прибегают к небольшим технологическим хитростям, которые помогают минимизировать негативное влияние свойств почвы на основание здания.
Следствие пучения грунта на фундамент здания
Существуют пять основных методов, которые демонстрируют в этом деле наибольшую эффективность. Более того, эти способы не требуют применения какой-либо специальной техники, и могут быть без проблем реализованы своими руками. Рассмотрим их детальнее:
Создание слоя подсыпки
Сделать это можно просто подсыпав в траншею, в которой будет возводиться несущая конструкция здания, смесь из щебня и песка. Можно использовать и другие типы подсыпок, главное, чтобы материалы, использующихся для этого, не обладали пучинистыми свойствами. Для снижения бокового пучения есть смысл сделать обратную подсыпку по периметру боковых стенок фундамента.
Обустройство фундамента с гладкими стенками
Чем меньше уровень адгезии (сцепления) стенок фундамента и почвы, тем менее негативное влияние пучение будет оказывать на основание здания, так как грунтовые массы просто не смогут зацепиться за фундамент. Таким требованиям хорошо отвечает плитный фундамент, в основе которого лежит монолитная железобетонная плита. Очень высокую эффективность противодействия пучению обеспечивает совмещение этого способа, с вышеуказанной подсыпкой.
Создание фундамента с уширением
Реализация этой технологии гарантирует повышение устойчивости фундамента в грунтовых массах, вследствие чего уменьшаются негативные последствия пучения. Данный метод может быть реализован своими руками для большинства распространенных фундаментов, которые обустраиваются в проблемных грунтах – свайного (из буронабивных свай), ленточного, и столбчатого.
Теплоизоляция
Данный метод может быть реализован при наличии цокольного этажа, что характерно для ленточных фундаментов, и в некоторой мере для свайных. Эффективность данного способа обуславливается тем, что комплекс из тепловой изоляции по внешнему периметру цокольного этажа, и хорошей отопительной системы в середине, снижают силу воздействия пучения на стены здания.
Глубинная дренажная система и гидроизоляция
Расчет и проектирование пристенной дренажной системы лучше всего выполнять ещё на этапе строительства фундамента, так как в таком случае вы избежите необходимости повторного рытья траншей под дренажные трубы.
Глубинный дренаж для плитного фундамента
Правильно обустроенная глубинная дренажная система фундамента позволяет эффективно отводить грунтовые воды от фундамента здания, что значительно уменьшает процессы пучения в холодное время года. Также имеет смысл покрыть основание здания гидроизоляционной прослойкой, которая позитивно скажется на долговечности фундамента, так как бетон и армирующие конструкции перестанут подвергаться негативному воздействию содержащихся в грунтовых водах веществ.
Технология выполнения монолитного мелкозаглубленного фундамента
Снимают с участка плодородный слой грунта и производят разметку с помощью колышков и капроновой бечевки. Тщательно вымеряют углы, сверяют расстояния между стенами с проектом. По разметке выкапывают траншею глубиной до 70 см. При этом начинать необходимо с самого низкого угла участка, и выравнивать горизонтальную плоскость траншеи по нему. Стенки траншеи должны быть строго вертикальны. Если грунт сыпучий, можно установить подпорки.
На дно траншеи укладывают геотекстиль – строительную ткань, пропускающую воду, но предотвращающую попадание в песок частиц почвы. Геотекстиль укладывают таким образом, чтобы его края были выше планируемой песчаной подсыпки.
Дно траншеи с уложенным геотекстилем засыпают крупным песком. Засыпку производят послойно, при этом каждый слой проливают водой и утрамбовывают. Высота песчаной подсыпки зависит от типа грунта. На песчаных почвах достаточно 20 см песка, на насыщенных глинистых его слой должен составлять полметра.
Поверх траншеи устанавливают опалубку из досок, продолжающую стенки траншеи. Доски скрепляют гвоздями или саморезами, при этом нужно избегать торчащих внутрь опалубки концов гвоздей, иначе опалубку потом будет сложно разобрать. На опалубке с внутренней стороны делают разметку уровня заливки бетона. При выполнении разметки используют строительный уровень.
В подготовленную опалубку укладывают арматурные стержни. Металлический пруток режут по размеру стен в продольном и поперечном сечении, и с помощью вязки проволокой крепят их в арматурную решетку. Все углы и стыки стен должны быть перевязаны с помощью перпендикулярных стержней арматуры – это сохранит их прочность на разрыв при подвижках грунта. Если высота фундамента больше 30 см, необходимо несколько слоев арматуры. Сварку при креплении прутка использовать нельзя по нескольким причинам: в месте сварки возникает коррозионно-неустойчивый участок, кроме того, закаленный пруток в процессе сварки теряет свою прочность на растяжение и при эксплуатации может лопнуть. Как результат – трещина в фундаменте, постепенно передающаяся на стену здания.
Приступают к заливке опалубки бетоном. Заливают первый слой и равномерно распределяют бетон по опалубке, пробивая его в нескольких местах прутком для удаления воздушных пустот. Каждую последующую порцию бетона необходимо заливать до схватывания предыдущей, поэтому заливку лучше выполнять большой бригадой. Самый последний слой выравнивается по разметке, заглаживается с помощью правила и посыпается сухим цементом с помощью сита – эта мера приводит к более прочному схватыванию верхней части фундамента и предотвращает появление трещин при его высыхании.
- Созревание бетона продолжается 28 дней и зависит от погодных условий. При этом строительство легких строений можно начинать уже через пару недель, для строительства кирпичного дома придется выждать весь срок созревания.
Для каких грунтов его используют
Мелкозаглубленная лента подходит практически для всех типов грунта, кроме наиболее проблемных, к которым относятся торфяники, заболоченные участки.
Возможно строительство на следующих типах грунта:
- Сухие песчаные почвы.
- Гравелистые, скальные участки.
- Супеси, суглинки.
- Глинистые почвы.
Для каждого типа грунта существуют собственные технологические особенности строительства, связанные с глубиной погружения и составом ленты. Так, для сильно пучинистых почв не рекомендовано строительство сборных фундаментов, в особенности из кладочных материалов (кирпич, шлакоблок и т.п.).
Нагрузки пучения неравномерны и распределяются случайным образом. Кроме того, они непостоянны и способны менять свои значения, усиливаясь и ослабевая в разных, не поддающихся предварительному расчету, точках.
Поэтому на проблемных грунтах нужна монолитная лента, способная противостоять возникающим нагрузкам.
ВАЖНО!
МЗЛФ нельзя использовать на склонах, поскольку слабый контакт с грунтом спровоцирует сползание постройки.
Анализ рекомендуемых мероприятий
1. Прежде всего обратим внимание, что необходимость применения многих мероприятий по обеспечению устойчивости заглублённых малонагруженных фундаментов в пучинистых грунтах возникает из-за отсутствия основного условия, на котором основано правило заглубления, — касательные силы пучения не задавливаются нагрузками от малоэтажного дома. Нагрузки от дома в средне- и сильнопучинистых грунтах в подавляющем большинстве случаев значительно меньше касательных сил пучения
Поэтому предлагаемые мероприятия представляются как спасательные меры при устройстве заглублённых малонагруженных фундаментов.
Можно согласиться с применением предложенных мер в виде исключения при небольших объёмах малоэтажного строительства. Однако при массовом строительстве малоэтажных домов проектирование фундаментов с применением спасательных мер противоречит логике строительного искусства.2. Такие мероприятия, как заглубление фундаментов значительно ниже расчётной глубины промерзания, устройство анкерного уширения ниже глубины промерзания, замена всего пучинистого грунта на непучинистый, закладка утеплителей в грунт и др., ведут к существенному удорожанию строительства.3. Мероприятия, связанные с засолением грунтов, пропиткой их нефтепродуктами, с покрытием поверхности фундаментов консистентными смазками, были предложены во времена, когда вопросы экологии не стояли так остро, как в настоящее время, и поэтому не принимались во внимание. Следует признать такие мероприятия вредными для окружающей среды и непригодными для применения в малоэтажном строительстве.4. Ряд мероприятий: вытрамбовывание и выштамповывание траншей и котлованов, укрепление грунтов введением связывающих добавок, устройство глубинного дренажа под бесподвальными домами не нашли применения в практике строительства малоэтажных домов из-за их малой эффективности, нетехнологичности или отсутствия соответствующих механизмов и оборудования.5. Всё же использование ряда мероприятий позволяет обеспечить устойчивость и, следовательно, надёжность фундаментов под малоэтажными домами, но это достигается значительным удорожанием строительства.6. Применение в пучинистых грунтах заглублённых фундаментов при превышении касательных сил пучения над нагрузками от дома только усложняет и удорожает решение задачи по устройству надёжных фундаментов.
Наиболее перспективными по надёжности и экономичности возведения под бесподвальными малоэтажными домами в пучинистых грунтах являются монолитные железобетонные мелкозаглублённые фундаменты, устраиваемые на противопучинной песчаной подушке. Небольшие нагрузки от малоэтажного дома позволяют опирать фундаменты на грунты, находящиеся близко к поверхности. Можно применять незаглублённые и мелкозаглублённые фундаменты. В этом случае потребность во многих мероприятиях просто отпадает, а необходимые — проводят в гораздо меньших объёмах.7. При заглублении фундаментов ниже расчётной глубины промерзания допустимы только деформации осадок. Деформации пучения не допускаются. При применении же мелкозаглублённых фундаментов допускаются как деформации осадок, так и в ограниченных размерах деформации пучения. Абсолютные значения деформаций для деревянных домов составляют 5,0 см, для деформации равны 0,002 и 0,0005 соответственно.8. Надёжность мелкозаглубленных фундаментов при выбранной глубине заложения обеспечивают:
- расчётом необходимой площади опорной части с учётом нагрузок от дома и расчётного сопротивления грунтов;
- расчётом из условия устойчивости необходимой ширины траншей и котлованов, пазухи которых засыпают непучинистым грунтом — в зависимости от нагрузок от дома, выбранной глубины заложения и степени пучинистости грунтов;
- расчётом по допустимым деформациям пучения толщины противопучинной нагрузки.
В домах с цокольным этажом устойчивости заглублённых конструкций в пучинистых грунтах достигают устройством расчётной ширины пазух, засыпаемых непучинистым грунтом, при изготовлении монолитных железобетонных стен.9. В 2005 году в развитие СНиП вышел Свод Правил (СП 50-101-2004), в котором изложены основные положения по проектированию мелкозаглублённых фундаментов на пучинистых грунтах в малоэтажном строительстве. Данные табл. 2 СНиП 2.02.01-83* не пригодны для применения при выборе глубины заложения фундаментов под малоэтажные дома в пучинистых грунтах.
Л. Гинзбург, кандидат технических наук Журнал Советы профессионалов №2/2010
Виды ленточных фундаментов
Перед работами по обустройству основания под дом, разбираются в разновидностях и особенностях конструкции. Это дает возможность правильно и качественно выполнить все необходимые расчеты и работы.
Существует два основных вида ленточного фундамента:
- Монолитный;
- Cборный.
Первый тип основания сооружают на месте строительства. Вначале подготавливают опалубку, в нее по длине укладывают армированный пояс, а затем заливают бетоном. Железобетонная конструкция замкнутая, с монолитным контуром. Поэтому возможно создать цельный каркас, который подходит и для пучинистого грунта. Такой фундамент достаточно прост в возведении, имеет различную форму, но его масса достаточно большая, что и является недостатком.
Сооружая сборный вид, используют готовые блоки, которыми выкладывают нужную форму и скрепляют цементом. Достоинствами конструкции считают простоту сборки, а недостатком — нецельную структуру и необходимость использования тяжелой строительной техники.
По глубине залегания фундаменты различают:
Мелкозаглубленный фундамент. Используют для возведения мелкой постройки из бревен или бруса
Такие конструкции строят и на пучинистом грунте, с условием, что особое внимание уделяют гидроизоляционным и утеплительным работам, а залегание в почву предполагается на глубину от 20 до 70 см. Среди достоинств такого вида фундамента выделяют не нужность в земляных работах и малую стоимость строения
Среди «минусов» — невозможность использования на любом типе грунта (только на крупнообломочном, среднем и крупных песках), и строительстве тяжелых сооружений.
Фундамент глубокого залегания. Предполагает обустройство ниже уровня промерзания почвы (от 1,7 до 2,2 м). Такое основание подходит для возведения многоэтажного дома с большим весом. Есть возможность обустройства подвального помещения. А нагрузка от строения распределена на весь устойчивый слой грунта.
Незаглубленный тип фундамента. Используют только для вспомогательных или дополнительных построек. Например, при возведении террасы или веранды пристроенной к дому, навеса, гаража или дачной беседки.
Материалы для обустройства ленточного фундамента
Для качественного изготовления такого основания необходимы различные материалы. Но все зависит от вида основания.
Чтобы соорудить сборную конструкцию используют:
- плиты или бетонные блоки;
- гидроизоляционные и утепляющие материалы;
- цементный раствор для заделывания стыков и др.
Фундаментные блоки – удобные по размеру, но иногда из-за их массивности без крана не обойтись (надо доставить этот материал на территорию строительства, разгрузить и уложить в траншеи).
Установка блоков в траншею производится с особой точностью
Для монолитного фундамента необходимы следующие материалы:
- пенополистирол или доски для опалубки;
- арматура (для пояса и элементов соединения);
- бетон;
- гидро- и теплоизоляция и др.
Важно! Во время проведения работ необходимо обустроить подушку. Для нее необходим песок, щебень и гидроизоляция
При проектировании ленточного фундамента определяют следующие показатели
- Тип почвы на участке и его расчетное сопротивление;
- Линейные нагрузки и глубину залегания;
- Ширину подошвы и особенности армирования;
- Обустройство дренажа.
Многие люде не знают, как залить ленточный фундамент своими руками, так как не обладают определенными навыками в данном деле. В этом случае чтобы не наделать ошибок эту работу лучше доверить специалистам.
Утепление фундаментной основы
Выполняется это в обязательном порядке. Утеплительный слой одновременно выполняет функции гидроизоляции, защищает фундаментную основу о пучения почвы, не позволяя ей промерзать под объектом. С этой целью фундамент утепляется снаружи, устраивается утепленная отмостка.
Для формирования утеплительного слоя применяют:
- пенопласт;
- пенополистирол экструдированный;
- полиуретан в жидком состоянии.
Последний вариант подразумевает привлечение опытных специалистов, имеющих специальное оборудование для выполнения подобных работ. Чтобы сэкономить финансовые средства, многие застройщики использую один из первых двух способов утепления, технология которых практически не отличается.
Необходимо знать, что для утепления мелкозаглубленной фундаментной основы подходит не каждая марка пенопласта. Для таких работ рекомендуется использовать специальные материалы марки ПСБ-35 (50).
Пенополистирол считается более современным вариантом для утепления, отличается устойчивостью на сжатие, не пропускает влагу, является экологически безопасным материалом. Но стоимость его несколько выше, чем у пенопласта.
Эффективность утепления буде выше, если горизонтальный слой материала буде расположен по уровню фундаментной подошвы. Наиболее эффективный метод – сочетание утеплительных мероприятий пенополистиролом по отмостке по уровню подошвы и самого основания до точки, где начинаются стены. Утеплять только часть, находящуюся в земле, малоэффективно. В случае, если проектом предусмотрена цокольная часть, ее также необходимо утеплить.
Уложив утеплительный материал горизонтально, насыпается песчаная подушка. Вокруг фундамента выполняется отмостка из бетона или иного влагонепроницаемого материала.
В случае, если на строящемся объекте отсутствует отопление, пеноплекс рекомендуется заложить под основание фундаментной подошвы на всю длину лены. Под необогреваемые части (веранды, пристройки, гаражные помещения), чтобы их в момент пучения грунта не оторвало от основного объекта, под фундамент закладывают утеплительный материал.
Как рассчитать
Узнаем, какие особенности вычисления необходимых параметров существуют.
Чтобы узнать вес будущего мелкозаглубленного фундамента, необходимо обязательно учитывать плотность строительного материала, из которого будет возводиться дом. Кроме того, обязательно нужно учитывать размеры будущего строения: его длину, ширину, площадь, этажность, высоту.
Если фундамент будет ленточного типа, то обязательно нужно учитывать еще и вес внутренних несущих стен. Если столбчатый, то достаточно учесть вес только внешних стен будущего дома.
На видео – как рассчитать мелкозаглублённый фундамент:
Необходимо вычислить объем всех строительных материалов, которые потребуются для формирования фундамента: количество бетона и общую длину арматуры. Также будет интересно узнать о том, как осуществляется замена старого фундамента под деревянным домом.
Что такое незаглубленный ленточный фундамент
НЗЛФ — незаглубленный ленточный фундамент, который обустраивается на поверхности грунта или с небольшим углублением в него (до 10-20 см). Технология возведения данного типа фундаментного основания позволяет существенно сократить время проведения монтажных работ и расход строительных материалов. Такую основу можно сделать своими руками без привлечения опытных строителей.
Незаглубленный фундамент предназначен для небольших зданий из газобетонных блоков, сруба и прочих легких строительных материалов. Его чаще всего используют в частном домостроении под дачные жилые дома, хозяйственные сооружения и гаражи.
Загородный коттедж, предназначенный для постоянного проживания, на такой основе возводить не рекомендуется, т.к. она может не выдержать большой нагрузки, если грунт не отличается высокими несущими характеристиками. Для массивных кирпичных зданий незаглубленные фундаментные основы можно обустраивать на скальных грунтах.
Как реализовать своими руками мелкозаглубленный монолитный ленточный фундамент: основные процессы
Подготовительный этап включает очистку предполагаемого места под застройку от мусора и выравнивание площадки. Если на участке находятся деревья, то их нужно не просто спилить, но и выкорчевать пни. На близлежащую территорию доставляют необходимый материал и оборудование. Последующие фазы обустройства МЗЛФ выполняются в последовательности, указанной ниже.
Разметка
Следует учитывать, что основание должно быть шире возводимых стен на 20 см. Для разметки используют шнур, колышки и рулетку. Процедура выполняется по пунктам:
- Сделать замеры по периметру и установить угловые маяки.
- Проверить диагонали и при необходимости скорректировать положение маяков.
- Выполнить отмостку на расстоянии 1 м от маяков.
- Закрепить шнур, обозначающий границы основания.
Проведение земляных работ
Копка своими руками траншеи для мелкозаглубленного ленточного фундамента начинается со снятия плодородного слоя земли, который в последующем может быть использован на грядках в огороде. Копать начинают с самой низкой точки, постоянно контролируя ровность дна. Наличие резких перепадов недопустимо, поскольку нагрузка от постройки будет распределена неравномерно. Оптимальная глубина рва – 60 см.
В процессе земляных работ нужно следить за вертикальностью стен траншеи. На дно готового рва стелется геотекстиль. Обычно выбирают такую ширину рулона, чтобы края текстиля можно было зафиксировать на краю траншеи. Подобным же образом поступают при возведении фундамента для забора с кирпичными столбами или стенами.
Организация подушки и опалубки
На дно рва помещается крупный речной песок, дополнительно возможно применение мелкого щебня, но при условии их послойного размещения. Песок также рекомендуется укладывать слоями, каждый из них тщательно трамбуется и поливается водой. В основном толщина подушки составляет 25-30 см, но в отдельных случаях цифры могут быть увеличены до 50 см. что учитывается при расчете земляных работ. По причине пористости подушки мастера советуют отделять ее от бетона гидроизоляционной пленкой.
Армирование
Для сборки каркаса подготавливается необходимое количество арматуры, оптимальное сечение прутьев – 8-14 мм. Вариант со сваркой крайне нежелателен, потому что в местах соединения образуется коррозия, разрушающая арматуру. Поэтому предпочтительнее вязка проволокой.
Грамотное армирование подразумевает заливку стартового слоя бетона. Его процентное содержание от общей высоты МЗЛФ должно составлять не менее 30%. Этот этап предназначен для выравнивания поверхности перед укладкой армирующего каркаса. Кроме этого, бетон защищает арматуру от влаги.
Бетонирование основания
Не секрет, что для этой операции желательно использовать бетонный раствор высокой марки. Многих застройщиков интересует цена, которую нужно заплатить за материалы для мелкозаглубленного ленточного фундамента . Опыт показывает, что в большинстве случаев оптимальным выбором будет бетон М300, представляющий собой шикарный компромисс между качеством и стоимостью.
Если раствор планируется делать самостоятельно, то неплохо обзавестись бетономешалкой. Кроме этого предстоит произвести расчет количества цемента и других компонентов.
Технология требует, чтобы последующий слой заливался до того, как застынет предыдущий. Заливать участки опалубки по очереди нельзя, даже если использовать перемычки – шовные участки будут иметь низкую прочность. После заливки бетон желательно присыпать сухим цементом, используя для этого сито. Максимальная прочность фундамента наступает через 28-30 дней.
