Для чего углубляют фундамент

Устройство заглубленного ленточного фундамента

Заглубленный ленточный фундамент монтируют при строительстве дома с подвалом или цокольным этажом. Он служит не только опорой для домостроения, но и стенами для помещений, находящихся ниже уровня земли. Глубокое заложение основания требуется при низком уровне промерзания грунта и на участках, имеющих перепад рельефа.

Для чего нужно заглублять фундамент

Фундаменты глубокого заложения устраивают на участках с пучинистой почвой, при строительстве массивных зданий, сооружений с подвальными, цокольными этажами и подземными гаражами. Обходится он довольно дорого за счет большого объема земельных работ и большого расхода строительных материалов.

Степень заглубления фундамента рассчитывают в зависимости от таких факторов:

• тип почвы;
• глубина промерзания;
• близость грунтовых вод;
• рельеф участка;
• технические характеристики домостроения.

К неравномерной усадке приводят:

• зимнее вспучивание;
• малая плотность или неоднородность грунта;
• большая нагрузка от массы домостроения.

Заглублять фундамент нужно ниже точки промерзания почвы на 200-300 мм. Если этого не сделать, грунт, расширяющийся во время морозного пучения, может вытолкнуть конструкцию наружу.

Износоустойчивость основания напрямую зависит от состава почвы на участке. Однородный плотный грунт предохраняет ленточные фундаменты глубокого заложения от неравномерной усадки.

Если пересекаются плотные и нестабильные слои, нужно очень тщательно рассчитать уровень залегания конструкции.

Степень усадки зависит от близости расположения подземных источников. После завершения строительства почва под домом сжимается при замерзании и разжимается при оттаивании, это вызывает неравномерную усадку, что приводит к образованию трещин на фундаменте, цоколе и даже стенах.

Главной задачей при проектировании основания дома является определение глубины залегания плотного грунта, который обеспечит равномерную усадку постройки в процессе эксплуатации.

Расчет заглубления основания

Сильно заглубленный фундамент не всегда является лучшим вариантом. Для легких построек, возводимых на плотной почве, достаточно будет мелкозаглубленного основания. Но бывают случаи, когда не обойтись без значительного заглубления бетонной ленты.

Правильный расчет является залогом того, что здание будет стоять долгие годы без усадки и образования трещин.

Лучше всего, если все расчеты выполнят специалисты. Экономия на этом этапе может привести к дополнительным расходам в процессе эксплуатации на исправление ошибок.

При строительстве общественных объектов проводятся геологические пробы грунта, определяют уровень расположения грунтовых вод и другие исследования. Эти работы стоят дорого, поэтому индивидуальные застройщики часто занимаются расчетами самостоятельно.

Чтобы рассчитать, насколько нужно заглублять основание и какой ширины делать его подошву, нужно знать:

• массу домостроения, сданного в эксплуатацию со всеми предметами и людьми, которые могут находиться в доме;
• сопротивляемость грунта определяют по таблице, различается в зависимости от района расположения строительного участка.

Расчет ведут по формуле: площадь подошвы фундамента (S) = расчетная нагрузка (Р), поделенная на сопротивление грунта (R).

Вес домостроения должен иметь меньшую массу, чем площадь основания фундамента (в см2), умноженная на несущую способность грунта (в кг/см2).

Монтаж своими руками

Технология возведения заглубленного фундамента практически ничем не отличается от его незаглубленного аналога. Требуется выполнить больший объем земельных работ и возрастает расход строительных материалов.

Материалы и инструменты

Перед началом работ нужно подготовить все необходимые инструменты и закупить материалы.

• бетономешалка или емкость большого объема для замешивания цементного раствора;
• лопаты, кувалда, рулетка, уровень, шпатели, пила или болгарка;
• гвозди, веревка, деревянные колышки;
• для армирования потребуются стальные прутья и проволока для их скрепления между собой;
• доски, брус для монтажа опалубки;
• цемент, песок, гравий;
• материалы для гидроизоляции фундамента.

Так как траншею придется рыть на значительную глубину, лучше воспользоваться услугами специальной техники. Если выполнять земельные работы вручную, это займет слишком много времени и сил.

Разметка участка

При определении места расположения дома нужно учитывать близость других построек и дорог. От границ соседних участков отступ делают не менее 3 м, от дороги 5 м.

После выполнения всех необходимых расчетов делают чертеж фундамента на бумаге, согласно проекту дома.

Убирают с территории, на которой будет располагаться дом, весь мусор, корни растений.

Переносят разметку с бумаги на строительный участок. По углам и на пересечении несущих стен с перегородками забивают деревянные колышки с заостренным нижним концом или стальные прутья. Протягивают между ними веревку строго по уровню, все углы должны соответствовать 90 градусов (если другое не предусмотрено проектом). При разметке фундамента нужно учитывать толщину щитов опалубки.

От качества разметки будет зависеть, насколько ровной получится траншея под фундамент.

Подготовка котлована

С помощью экскаватора или вручную роют траншею нужной глубины. Ширина должна быть на 10 см шире, чем планируется фундамент. Такой зазор позволит по бокам обустроить песчаную подушку, которая снимет нагрузку на стены основания при морозном пучении грунта.

Землю лучше вывезти при помощи самосвала. Если возить ее на тележке, это займет несколько дней.

Дно выравнивают только вручную. Нельзя досыпать грунт в излишне заглубленные участки, так как это снизит прочность основания.

Траншея по заглубленный фундамент.

По периметру роют наклонные траншеи для установки дренажной системы.

В котлован насыпают слой песка, толщиной 15-20 см, он будет служить амортизационной подушкой при подвижках грунта. Песок смачивают и тщательно утрамбовывают.

Сверху заливают бетонный слой строго по горизонтальной плоскости, толщиной 5-20 см, в зависимости от геологических условий и массы домостроения. Он способствует выравниванию подошвы основания, защищает гидроизоляционный материал, предотвращает проникновение дренажа в нижний слой. После застывания бетона можно приступать к дальнейшим работам.

На песчаную подушку или подбетонку укладывают слой гидроизоляционного материала так, чтобы он заходил на стены котлована на 15-20 см.

Если на строительном участке преобладает песчаная почва или супесь, на дно котлована по слоям укладывают песок и щебень, (каждый слой тщательно утрамбовывается), до получения общей толщины 20 см. Для неустойчивого грунта с близким расположением подземных источников лучше засыпать глиняную подушку.

Монтаж опалубки

Опалубка бывает съемной и несъемной. Для индивидуального строительства чаще всего применяют временную форму, которую сооружают из досок и разбирают после полного застывания фундамента. Древесину можно повторно использовать в следующих этапах строительства.

Размеры щитов для опалубки зависят от формы фундамента и глубины траншеи. Длина щита должна быть 1,3-3 м. Оптимальный размер 2 м. Внутренняя сторона щитов должна быть гладкой и ровной. Шляпки крепежа забивают так, чтобы они находились с внутренней стороны, если разместить их наружу, острые концы после застывания бетона будут препятствовать разборке конструкции.

Крайние брусья монтируют от конца досок на расстоянии 15-20 см, между ними закрепляют дополнительный брус на расстоянии 80-100 см.

Пошаговая инструкция по монтажу опалубки для заглубленного фундамента:

1. С наружной стороны опалубки по углам котлована и в местах пересечения стен в землю заглубляются колышки с заостренным нижним концом. Колья должны выступать над уровнем земли не менее, чем на 500 мм.
2. Между кольями натягивают шнур.
3. Нарезают доски одинаковой длины, соединяют их между собой с помощью вертикально расположенного бруса. Закрепляют саморезами или гвоздями. Шляпки должны находиться внутри щита.
4. Монтируют щиты согласно разметке, вплотную к брусьям и к дну траншеи, они будут служить опорой и направляющими при установке. Они должны располагаться четко по уровню. Смещение в горизонтальной или вертикальной плоскости недопустимо.
5. Чтобы выровнять по горизонтальному уровню, щит углубляют одной стороной впритык к дну, прикладывают, забивают с помощью молотка второй край до тех пор, пока конструкция станет в уровень.
   Для удобства установки первый, последний и средний брусья на щите делают более длинными, заостряют концы, забивают в грунт.

Устанавливают распорки с наружной стороны на расстоянии 1 м для щитов шириной до 2 м, в два горизонтальных ряда для щитов длиннее, чем 2 м. По углам подпирают опалубку с наружной и внутренней стороны.

Армирующий каркас

Армирование заглубленного фундамента является обязательным этапом, позволяющим получить надежное, долговечное основание. Бетонная лента довольно хорошо выдерживает сжимающие нагрузки, но деформируется под воздействием на растяжение и изгиб. Металлический каркас повышает сопротивляемость фундамента и повышает его прочность.

Армирование осуществляют несколькими параллельными рядами металлических прутьев, уложенных вдоль опалубки. Для верхнего и нижнего рядов применяют стержни, сечением 12-16 мм. Средние ряды не воспринимают нагрузок, они служат для связки, поэтому достаточно прутьев, сечением 8-10 мм. Расстояние между горизонтальными стержнями должно быть 400-500 мм.

Устанавливают вертикальные штыри, которые прикручивают проволокой к поперечным рядам. Сваркой скреплять стальные элементы не рекомендуется, так как такие соединения подвержены коррозии и могут разорваться при повышенных нагрузках.

Через каждые 40-80 см на вертикальные прутья одевают пластиковые кольца, они предохраняют арматуру от прижимания к опалубке.

Бетонирование фундамента

Бетонный раствор подготавливают в пропорции цемента 1 часть, песка 3 части, щебня 5 частей. Хорошо перемешивают по получения однородной консистенции.

Можно заказать с завода готовый цементный раствор в бетономешалке. Это поможет сэкономить время на смешивание компонентов.

Пошаговая инструкция по бетонированию фундамента:

1. Обеспечивают удобные подходы к траншее, подготавливают лотки для подачи цементного раствора. Замешивают компоненты в доступной близости от траншеи, чтобы сэкономить время на транспортировку раствора.
2. Заливают бетон с желобов слоями по 150-200 мм. Каждый пласт хорошо трамбуют и уплотняют. Следят, чтобы не осталось пузырьков воздуха и пустот. Раствор, который подают с высоты более 150 см может расслаиваться, при этом он теряет свою прочность.
3. Когда залита вся лента, ее накрывают полиэтиленом и оставляют до полного высыхания. В жаркую погоду нужно несколько раз в день обильно смачивать фундамент, чтобы он не растрескался при резком высыхании.
4. После набора бетонной лентой минимальной прочности 70% можно демонтировать опалубку.

Заливка раствора через насос имеет некоторые преимущества:

• раствор ложится более плотно и равномерно;
• ускоряется время выполнения работ;
• возможна заливка раствора в один заход.

Бетонирование фундаментной ленты очень ответственный процесс, требующий знаний и опыта. От соблюдения технологии заливки будет зависеть прочность, надежность и безопасность здания.

Гидроизоляция фундамента и цоколя.

Гидроизоляция

Глубоказаглубленная бетонная лента обязательно нуждается в гидроизоляции. Материал выбирают в зависимости от климатических, геологических условий и параметров здания.

Наиболее часто применяют рулонные или обмазочные материалы. Подготавливают поверхность, зачищают наплывы цемента, удаляют пыль.

При использовании рубероида, полосы разогревают с помощью газовой горелки и укладывают внахлест на 15-20 см. Для более серьезной защиты рекомендовано укладывать два слоя так, чтобы стыки нижнего ряда находились посредине полосы верхнего.

В качестве обмазочной изоляции применяют мастики, изготовленные на основе битума. Распределяют состав по поверхности равномерным слоем до 3 мм с помощью шпателя или валика. После застывания нижнего слоя наносят второй слой полосами, ложащимися перпендикулярно первому ряду.

Защищать от воздействия влаги нужно не только фундамент, но и цоколь. Для этого его можно облицевать натуральным камнем или плиткой.

Как монтировать фундамент своими руками, можно посмотреть на видео:

Заглубленный ленточный фундамент является надежной опорой для домостроения. Он способен выдерживать несущие нагрузки более века. Главное при монтаже, соблюдать технологию и применять качественные материалы.

Источник

SGround.ru

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты

Основные особенности и тонкости поверхностных фундаментов

Оглавление

1. Основные положения

Хотя нормы проектирования фундаментов гласят что глубина заложения фундамента в пучинистых грунтах должна быть больше глубины промерзания такое решение устраняет только лобовые силы морозного пучения, но не устраняет касательные силы пучения на боковой поверхности, которые так же очень велики и нагрузка от легкого малоэтажного здания не может им противостоять. А в северных регионах РФ нормативная глубина промерзания меняется в пределах от 1,5 до 3,0 м. и более. В такой ситуации следует рассмотреть вариант поверхностного фундамента.

Малозаглубленный или поверхностный фундамент является одним из наиболее простых и экономичных вариантов для легких зданий и сооружений – это минимальные затраты на материалы и почти полное отсутствие земляных работ. Но при своей кажущейся простоте этот тип фундаментов имеет особенности, которые необходимо учитывать, как на этапе проектирования, так и на этапе строительства.

К малозаглубленным фундаментам относят все типы фундаментов если глубина заложения их подошвы не превышает нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания, то есть фундаменты полностью расположены в зоне сезонного промерзания/оттаивания грунтов

В данной статье рассматриваются только поверхностные и практически незаглубленные фундаменты (глубина не более 20 см), т.к. если фундаменты заглублены, но менее глубины промерзания то они будут накапливать деформации пучения год за годом не полностью возвращаясь в исходное положение после оттаивания грунта, и их применение абсолютно не обоснованно. Если же фундамент все таки имеет некоторое заглубление то необходимо выполнять засыпку пазух котлована достаточной ширины непучинистым материалом (песок средний и крупный, ПГС. Ширина пазухи должна быть не менее глубины заложения фундамента) и предусматривать мероприятия, обеспечивающие проскальзывание фундамента относительно грунта по боковой поверхности чтобы обеспечить свободное оседание фундамента после подъема морозным пучением.

Поверхностные и малозаглубленные фундаменты имеет смысл использовать при строительстве малоэтажных сооружений, дач, гаражей, хозяйственных построек, бань и т.д. Их можно использовать при возведении срубов из бревен или стен из ячеистых бетонов, при возведении каркасно-щитовых домов. Естественно применение ограничено зданиями без подвала.

Не рекомендуется применение малозаглубленных и поверхностных фундаментов под кирпичные дома т.к. стены из кирпича и других каменных материалов очень чувствительны к деформациям фундамента и при малейшем смещении дают трещины (армированная кладка более устойчива, но все равно очень хрупка). Так же не следует применять их для двух- и более этажных построек из-за большой нагрузки на основание и фундамент, а несущая способность их часто сильно ограничена.

Согласно примечанию к п. 6.8.10 СП 22.13330.2016 Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружения пониженного уровня ответственности и малоэтажных зданий при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м. А, например, в Руководстве п.4.22 говорится что глубина промерзания под подошвой малозаглубленного фундамента должна быть не более 1,0 метра, а под подошвой заглубленного не более 0,5 м.

Нормативные требования к малозаглубленным фундаментам приведены в разделе 8 СП 22.13330.2016 «Особенности проектирования оснований и фундаментов малоэтажных зданий» который можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ по этой ссылке. Данный раздел обязателен к прочтению если вы планируете применять такие фундаменты.

Согласно п. 8.6 СП 22.13330.2016 при проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах обязательно выполнение проверочных расчетов на деформации пучения (на подъем фундаментов).

2. Типы поверхностных фундаментов

Малозаглубленные и поверхностные фундаменты могут быть следующих типов:

• Ленточные;
• Столбчатые (к ним так же относятся и «сваи» малой глубины погружения (менее глубины промерзания грунта). На самом деле это не сваи, а отдельные столбчатые фундаменты т.к. настоящая свая по определению имеет глубину погружения не менее 4,0 метра);
• Плитные;

Любой из этих типов фундаментов будет относиться к малозаглубленным если его подошва залегает выше нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания. Если же грунт основания не пучинистый то данная классификация не имеет особого значения.

Для определения характеристик грунтов основания следует обратиться в специализированные изыскательские организации или на крайний случай воспользоваться указаниями этой статьи.

Максимальная несущая способность, естественно, будет присуща плитному варианту из-за большой площади опирания на грунт, как и максимальная стоимость и трудоемкость.

Достаточной несущей способностью обладают ленточные фундаменты (при правильном проектировании). Имеются ввиду монолитные непрерывные ленты из армированного железобетона, или ленты из крупных блоков с монолитным армированным поясом по верху и монолитной подошвенной плитой. Ленты из блоков ФБС без дополнительных мероприятий не обеспечивают необходимой прочности и жесткости.

Столбчатые малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах следует применять только в сочетании с монолитной сплошной рамой (как правило железобетонной системой перекрестных балок), объединяющей их в единое целое, или же под совсем неответственные сооружения без общей жесткой рамы (сараи, кладовки, веранды, беседки и др. сооружения III уровня ответственности). В целом их применение очень ограничено и не рекомендуется под более-менее ответственные сооружения.

Подробно все типы фундаментов и их особенности разобраны в этой статье.

3. Особенности и возможные проблемы малозаглубленных фундаментов

1. Основная особенность малозаглубленных и поверхностных фундаментов заключается в том, что на них действуют лобовые силы морозного пучения. А учитывая, что такие фундаменты как правило используются под легкие сооружения нагрузка на грунт под ними мала и никак не может противостоять огромным силам поднятия вспучивающегося грунта, можно смело утверждать что при промерзании грунта фундамент будет двигаться, смещаться по вертикали – то есть «гулять». Этот негативный эффект можно снизить за счет утепления грунта, но полностью устранить очень сложно.

Но огромным плюсом поверхностных и практически незаглубленных фундаментов является то что они после оттаивания грунтов возвращаются в исходное положение, не накапливая деформаций пучения.

1. Следующая особенность проистекает из первой – т.к. фундамент, а вместе с ним и здание смещаются по вертикали от морозного пучения то примыкающие к нему снаружи лестницы, крыльца, пристройки должны быть приспособлены к таким смещениям.

1. В летний период (то есть в не замерзшем состоянии) слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине (это явление объясняется в статье в подразделе «4. Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент»), поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
2. Как правило фундамент имеет достаточно большую высоту над уровнем планировки грунта. Связано это с тем что ему необходимо придать достаточно большую жесткость и прочность, для этого нужна

4. Поведение малозаглубленных фундаментов при воздействии морозного пучения

Практически всегда промерзающий грунт поднимается неравномерно (причины описаны в статье физика процесса пучения). Неравномерное пучение воздействует на малозаглубленный фундамент вызывая:

1. Если фундамент сплошной и достаточно прочный для восприятия нагрузок от здания после неравномерного подъема промерзающего грунта, то он поднимается и испытывает крены, но остается практически неизменным по форме, т.е. верхняя плоскость фундамента остается плоской, хотя и наклоняется или смещается по вертикали (конечно фактически поверхность ограниченно изгибается в зависимости от жесткости фундамента). Весной, после полного оттаивания грунта фундамент вернется в исходное положение восстановив свою изначальную форму.
2. Если прочности фундамента недостаточно, то фундамент разрушается – появляются широкие трещины и сколы бетона. После оттаивания грунта форма фундамента не будет восстановлена полностью.

5. Что следует учитывать при проектировании и строительстве малозаглубленных фундаментов

Для начала следует изучить документы:

Учтите при проектировании следующие основные моменты:

1. Чтобы перемещения фундамента от морозного пучения не вызывали повреждений надземной части здания (трещины в стенах, лопнувшие стекла) и вообще не вызывали никаких проблем в дальнейшем (заклинившие двери, перекошенные крыльца и др.) фундамент должен быть сплошным, непрерывным под все здание, а лучше и под крыльца, и иметь достаточную жесткость и прочность чтобы сохранить свою первоначальную форму и не сломаться при неравномерном поднятии промерзающего грунта. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости необходимо выполнять расчеты фундамента и армирования с учетом неравномерного смещения основания. Расчеты лучше выполнять на разные варианты неравномерного смещения основания в конечно-элементной программе (например SCAD или др.), вручную расчёты выполнять будет значительно сложнее (особенно для плитных и сложных по форме ленточных фундаментов).

1. Следует учитывать наличие почвенно-растительного слоя – если фундамент опереть на органический плодородный грунт, то в результате разложения органики гарантированы большие осадки фундамента, растянутые во времени. Кроме того, почвенно-растительный слой обладает очень низкой несущей способностью и не может служить несущим основанием. Данный слабый слой необходимо полностью заменять, как правило, на песчаную подушку.
2. Следует учитывать низкую несущую способность верхних слоев грунта. Слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине, поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
3. Крыльца, наружные лестницы и другие части здания, опертые на отдельные фундаменты, должны иметь подвижные крепления к основному сооружению, позволяющие взаимные перемещения до 10 см и более (зависит от степени пучинистости грунта и глубины промерзания) или вообще быть независимыми от основного здания.
4. Следует предусмотреть мероприятия для снижения воздействия морозного пучения на фундаменты. Например утепление отмостки, боковых поверхностей фундамента, грунта под зданием (для отапливаемых зданий применять минимальное утепление чтобы тепло могло частично проникать в грунт). Это позволит уменьшить глубину промерзания грунта под подошвой фундамента и вблизи него, особенно эффективно для отапливаемых зданий.

6. Снижение воздействия морозного пучения на поверхностные фундаменты

Для снижения воздействия пучения на поверхностные фундаменты применяют следующие мероприятия:

• Замена части пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (песок крупный или средней крупности, щебень, гравий, ПГС, и др.);
• Устройство фундаментов на локально уплотненном основании (в вытрамбованных/выштампованных котлованах, траншеях, фундаменты из забивных блоков) — см. ТСН МФ-97 МО «Проектирование, расчет и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области»
• Применение утепленной отмостки по периметру здания. Более подходит для отапливаемых зданий с полами по грунту;
• Устройство дренажа по периметру здания, общее водопонижение на участке;
• Введение в грунт противопучинистых компонентов.

Дополнительно о мерах борьбы с морозным пучением см. эту статью.

7. Примеры конструктивных решений мелкозаглубленных фундаментов

Еще раз повторюсь — хотя здесь и говорится о малозаглубленных фундаментах под кирпичные здания, применение таких решений очень опасно, а последствия неравномерных деформаций грунта устранить без демонтажа стен невозможно.

8. Заключение

Поверхностные (малозаглубленные) фундаменты имеют свою достаточно узкую область применения. Основной их недостаток — это подверженность морозному пучению и смещениям по высоте в зимний период. Основным их достоинством помимо простоты и низкой стоимости является то что о наличии деформаций пучения известно заранее и эти деформации точно будут обратимыми, а не накапливаться год от года.

При проектировании и строительстве таких фундаментов следует учитывать многие их особенности, выполнять детальные расчеты, продумывать множество деталей, связанных с подвижностью фундамента, а значит и всего здания/сооружения.

9. Связанные статьи

• Выбор глубины заложения фундаментов
• Инженерно-геологические изыскания – обязательно или нет?
• Что такое пучинистые грунты
• Как определить по визуальным признакам тип грунта
• Меры борьбы с морозным пучением
• Раздел Нормативы

Один комментарий к публикации “Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты”

Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Такие фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности (незаглубленные фундаменты). К таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действует незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю.

Источник