Чем усилить фундамент вместо арматуры

Особенности фундамента без арматуры

Вопрос о ленточном фундаменте без арматуры продиктован в первую очередь желанием застройщиков уменьшить бюджет строительства — и это понятно, ведь стоимость металла гораздо выше цены бетона. Однако экономия на стадии закладки фундамента чаще всего выливается в прямые убытки, ведь давно подмечено, что дважды платит скупой. В этой статье мы рассмотрим, какой фундамент без армирования можно применить для возведения дома и не только.

Обязательно ли армировать фундамент

Ответить однозначно на вопросы, касающиеся армирования фундаментов, невозможно, потому что каждый из них индивидуален, заливается и эксплуатируется в разных условиях. Таковыми условиями в первую очередь является инженерно-геологическая обстановка на участке: тип и прочностные характеристики грунта, близкое расположение подземной воды, а так же вероятность пересечения её уровня с промерзающим слоем, что провоцирует наибольшую активность сил морозного пучения. Не зная всего этого, невозможно прогнозировать развитие событий и сделать правильный выбор конструктива фундамента, определить оптимальную глубину его заложения. Обычно люди, которые строят без проекта, стараются подстраховаться, увеличивая процент армирования — а не наоборот.

Минимальная плотность безарматурного монолита

Да, бетонные фундаменты (а с арматурой их называют железобетонными) существуют, и это отражено в СП 50*101 и 63*13330. Однако в этих документах оговаривается и ряд условий, необходимых для того, чтобы обеспечить им нормальную несущую способность. Главное – это плотность бетона не менее 1800 кг/м³, получить которую одним только за счёт вибрирования может и не получиться.

На заводах нужная плотность бетона обеспечивается путём применения высокомарочного цемента, определённого типа и фракции наполнителя, соотношения жидкости и твёрдых компонентов, подогревом смеси при затворении и затвердевании. Соответственно, чтобы получить бетон требуемой плотности, очень важно соблюдать технологию, и сделать это в домашних условиях невозможно.

Уж лучше тогда отдать предпочтение сборному варианту. Столь популярные в частном строительстве стеновые блоки ФБС, используемые для возведения ленточных фундаментов домов и гаражей с подвалом, производятся из неармированного бетона. По ГОСТ минимальная плотность этих блоков и составляет те самые 1800 кг/м³, достигаемые не только за счёт правильной компоновки ингредиентов, но и путём воздействия на формы вибраций, создаваемых виброплощадками, с последующей установкой в пропарочные камеры.

На объекте такие условия не создать, поэтому почти наверняка плотность готового монолита будет ниже нормируемой. Даже с применением заводских блоков с гарантированной нормативную плотностью, несущая способность такой ленты увеличивается путём заливки поверх ленты железобетонного армопояса.

Когда нельзя делать фундамент без арматуры

В СП 50*101 — в главе 8, посвящённой проектированию фундаментов для малоэтажных зданий, даны такие рекомендации по устройству ленточных оснований:

1. Если грунт непучинистый или слабо подвержен пучению, ленты можно формировать из бетонных безарматурных блоков (это как раз и есть ФБС). Про монолитный фундамент без арматуры для дома здесь ничего не сказано, так что его заливка – это чистая интерпретация на свой страх и риск.
2. При строительстве на грунтах, подверженных среднему и сильному пучению, блоки должны быть уже не бетонные, а железобетонные (УДБ). Они имеют сквозные отверстия, образующие вертикальные каналы – в них вставляют арматурные стержни и замоноличивают.
3. На грунтах с чрезмерным пучением фундаменты должны возводиться только в монолите, и только с внутренним армированием. Именно этот вариант, как самый надёжный, и применяют частные застройщики, не имеющие на руках проектной документации.

Примечание: Не зная, какова геологическая обстановка на участке, нельзя быть уверенными в том, что, силы морозного пучения не переломят фундамент пополам – даже если вы сделаете его вдвое шире, чем надо. И уже тем более, застройщик не может знать, будет ли уровень сочетаний нагрузок, при котором тем же СП разрешено применение бетона без армирования, укладываться в нормируемое значение.

Проблему ленточному основанию создаёт не только пучинистость грунта, но и его подвижность, обусловленная чаще всего осадкой из-за высокой пористости или способностью размокать в воде. Нестабильность почвы, на которую фундамент опирается, вынуждает работать его заглублённую часть не только на сжатие, но и на растяжение.

Однако на растяжение, а так же на изгиб и срез бетон работает плохо. Поэтому конструкция должна быть спроектирована так, чтобы она воспринимала только сжимающие усилия, что в случае с фундаментом довольно сложно и накладно — либо её обязательно надо армировать. В железобетоне срезающие и растягивающие нагрузки воспринимает уже арматура.

На заметку: Арматура для внедрения в бетонный монолит не обязательно должна быть стальной, можно применять композитные варианты, у которых некоторые характеристики даже лучше. К примеру, у стеклопластиковых стержней предел прочности на растяжение составляет 1200 МПа, тогда как у металла – всего 400-500 МПа.

Особенности использования металлолома и камней

Как вариант, роль арматуры для бетона может играть крупный наполнитель. Это бутовый камень, при использовании которого стержневое армирование не требуется вообще. Для получения высокой жёсткости такой конструкции даже под лёгкие постройки надо делать ширину ленты минимум 400 мм. Столбчатый фундамент без арматуры будет иметь сечение 400*400 мм.

Для приготовления бутобетона используется камень фракции 70-150 мм, но очень важно, чтобы это был гранитный бут, а не известняковый. От породы камня зависит его плотность, а так же и прочность на сжатие, которая может варьироваться в пределах марок М200-М1500. Лучше применять не округлый бут природного происхождения, а камень, образующийся при производстве щебня — его рваные края обеспечат наилучшее сцепление с пескоцементным раствором.

Какие могут быть последствия

Когда прочность заполнителя выше прочности цементного камня, разрушение бетона при работе на растяжение происходит так, что каменный остов остаётся нетронутым, тогда как цементный раствор практически высыпается. Если же вместо крупного камня наполнять бетон будет обычный щебень без арматуры (либо камень будет иметь низкую плотность), такой структурной прочности у фундамента не будет, и процесс разрушения ускорится.

Для наглядности ниже представлена схема с двумя вариантами развития событий:

На заметку: Для возведения безарматурных фундаментов можно использовать и более крупный камень с фракцией 150-300 мм. Но это должен быть кладочный бут, имеющий минимум одну постелистую грань, позволяющую укладывать камень горизонтальными рядами на пескоцементный раствор. Данный вид фундамента называется не бутобетонным, а бутовым, так как доля камня в монолите превышает 60%.

С камнем разобрались, теперь пару слов по поводу металлолома. Использовать его для фундаментов жилых домов однозначно нельзя — да и, не будучи увязанным в цельный каркас, он не обеспечит ленте должной прочности. Получится примерно то же, что и фундамент без арматуры – и даже хуже, так как имеющаяся на металлоломе коррозия, остатки лакокрасочных покрытий и грязь, ухудшат адгезию и будут способствовать разрушению монолита изнутри.

Если назвать металлоломом остатки металлопроката: уголки, швеллера, толстую проволоку, их ещё можно использовать при строительстве курятника, теплицы или сарая. Однако на металле не должно быть следов коррозии, придётся удалять ржавчину с помощью специального очистителя. Изделия из металла должны быть прямолинейными, чтобы можно было, установив их на обломки кирпича, хоть как-то увязать между собой.

Ленточный монолитный фундамент без армирования на основе бутового камня

Работы по устройству бутобетонного ленточного монолита состоят из таких этапов:

• определение местоположения фундамента на месте с помощью геодезических приборов, разметка;
• удаление растительного слоя почвы под всем домом;
• разработка траншей;
• подготовка естественного основания к заливке;
• устройство бутобетонного монолита;
• вертикальная гидроизоляция;
• засыпка пазух ленты.

Какой инструмент нужен для работы

Кроме таких необходимых механизмов, как экскаватор-погрузчик, бетономешалка, бензогенератор и вибротрамбовка с виброплитой, для строительства фундамента требуется определённый набор инструментария. Вот как он выглядит с учётом выполнения тех или иных операций:

Вид выполняемых операций	Перечень инструмента и расходных материалов
Копка траншей вручную, снятие дёрна.	Штыковая лопата (возможно и мотыга), отрезки арматуры для колышков, мел и шнур для разметки.
Распределение и дозирование песка и щебня.	Совковая лопата, грабли.
Работа с раствором.	Кельма, полутёрок, кирочка.
Для сборки опалубки.	Болгарка, электролобзик, перфоратор со свёрлами, шуруповёрт, молоток, гвозди или саморезы, доска 40*150 мм, бруски 50*50 мм.
Измерительные инструменты.	Угольник, рулетка, водяной и лазерный уровень.
Заливка фундамента.	Портландцемент М400Д0, крупнозернистый песок, камень, битумная мастика и ПВХ мембрана для гидроизоляции.

Разновидности укрепления фундамента

Фундаменты из бутового камня могут возводиться как в заранее сформированной опалубке, так и непосредственно в грунте, с использованием отвесных стенок траншеи в качестве формы для бетона. Выбор зависит от качества и плотности грунта, поэтому его нужно хотя бы самостоятельно проанализировать.

В первую очередь от такого анализа зависит уровень заложения фундамента, который может быть и совсем незначительным, и глубоким. В сухих грунтах заглублять ленту ниже 50 см не имеет смысла. В мокрых глинистых и песчаных почвах её нужно закладывать минимум на глубину промерзания, но далеко не всегда это обеспечивает полную надёжность фундамента.

Да, на подошву ленты при таком заглублении силы морозного пучения перестают давить, но они ведь воздействуют ещё и касательно, на боковые поверхности. И если фундамент никак не укрепить, он может быть вытолкнут на поверхность вместе с частью промёрзшей почвы. Чаще всего такая участь постигает малонагруженные фундаменты, поэтому под каркасный дом такой вариант лучше не заливать.

Чтобы избежать проблем, под подошвой бутовой или бутобетонной ленты желательно предусмотреть армированную металлом бетонную подушку, контуры которой выходят на 20 см за боковые грани ленты, придавая ей Т-образное сечение. Как минимум, такую подушку можно тоже залить в бутобетонном варианте — но лучше, если это будет железобетон.

Поэтапная заливка фундамента

После того, как растительный слой грунта будет срезан, в пятне застройки выполняется планировка с устройством поперечных уклонов для отвода дождевых вод и уплотнением. Только после этого можно приступать к разбивке контуров траншей — их обозначению на территории участка. Разбивка ведётся сначала в горизонтальной плоскости, с закреплением на местности осей здания и намётки линий траншей в плане, а потом в горизонтальной плоскости – на требуемую глубину.

1. Начинают разметку с определения двух крайних точек наиболее длинной стороны здания, с последующим построением прямых углов. Поперечные оси наносятся путём линейных измерений, а точки, вынесенные по обе стороны на одинаковое расстояние, закрепляются с помощью обносок.
2. Обноски — это пары забитых в грунт на глубину 60-70см столбиков, соединённых прибитой к ним горизонтальной перемычкой из доски, возвышающейся над уровнем грунта на 80-90 см. Спинка обноски должна быть такой ширины, чтобы хватило обозначить двумя параллельно натянутыми шнурами ширину траншеи.

Для работы с крупным бутовым камнем, который как кирпич укладывается горизонтальными рядами на раствор, опалубка и вовсе может не понадобиться. Но в таком случае, траншея делается такой ширины, чтобы каменщик мог спуститься в неё, и ему было удобно работать.

Важно: В недостаточной прочности грунта вы можете убедиться ещё в процессе рытья траншей – по осыпающимся стенкам, которые приходится делать наклонными. В такой ситуации лучше всё же подстраховаться и произвести усиление ленты арматурой. Металл поможет бутобетону лучше сопротивляться растягивающим нагрузкам. Внутрь закладывается не такой объёмный каркас, как в случае с железобетонной лентой, а просто два горизонтальных ряда сетки из стержней диаметром 14 мм в нижней части ленты. Первая сетка укладывается на фиксаторы и заливается раствором. Через двое суток, когда бетон хорошо затвердеет, на него укладывается слой камня и вторая сетка.

Способы бутовой и бутобетонной кладки

Напомним, что есть два способа возведения фундаментов из бутового камня:

1. Из крупных (от 150 до 300 мм) камней неправильной формы, с неровными (рваный камень) или округлыми (булыжник) гранями, скрепляемыми раствором. Выполнить кладку можно по двум технологиям:
   • Под лопатку, с подбором камней по высоте и их перевязкой по двухрядной системе. Нижний ряд камней кладут непосредственно на грунт, подвижность используемого раствора в пределах 50-60 мм.
   • Под залив, когда камень укладывают в опалубку или траншею с прочными стенками без перевязки, заполняя промежутки мелким щебнем, и порядно заливают раствором с более высокой подвижностью (130-150 мм). Выполнить данный вариант легче, но прочность у такого массива может быть ниже.
2. Из камней фракции 70-150 мм, втапливаемых в жёсткий цементно-песчаный раствор с подвижностью не более 50 мм. Процесс создания бутобетонного монолита таков: сначала на основание укладывается слой бетона толщиной не более 200 мм, а потом в него утапливается бут с последующим уплотнением вибратором. Камни должны быть утоплены минимум на половину их высоты, а между ними должны быть зазоры по 4-6 мм. Слои выполняют до тех пор, пока не наберётся полная высоты ленты. Как и в случае с железобетоном, на всех поверхностях монолита должен образоваться защитный слой бетона.

Примечание: Бутобетонный монолит выполняется ещё проще, чем оба способа с крупным бутовым камнем. Однако если учесть, что процентное содержание бута в общей доле массива здесь меньше (максимум 50-60%), при этом способе увеличивается расход раствора – соответственно, песка и цемента, требуемых для его изготовления.

Заключение

При строительстве малозначимых хозяйственных построек типа хлева, парника или хозблока, не претендующих на длительный срок службы, залить фундамент без армирования ещё можно — хотя и тут могут быть самые разные сюрпризы. Жилые дома относятся к более высокому уровню ответственности зданий, и рассчитываются на эксплуатацию не менее 50 лет. Чтобы фундамент мог выдержать такой срок взаимодействия с грунтом, он должен быть выполнен в соответствии со строительными правилами. А они предусматривают только один вариант неармированного монолита: с применением природного камня — и только в определённых условиях строительства.

Источник