Фундамент для монолитного каркасного здания

Технологии каркасно-монолитного строительства, плюсы и минусы

Принцип возведения монолитно-каркасных сооружений заключается в создании железобетонной конструкции, состоящей из колонн, опирающихся на несущий фундамент, и горизонтальных плит перекрытий, связывающих все вертикальные опоры в единый прочный остов здания. После возведения каркасной системы наружные стены и внутренние перегородки можно сделать практически из любых материалов, способных удержать тепло внутри здания и противостоять негативным воздействиям внешней среды.

Основное понятие каркастно-монолитной технологии

Как уже можно понять из термина, несущей основой будущего здания, возводимого по этой технологии, будет монолитный каркас. Состоит он из железобетонных колонн и перекрытий, залитых единым цельным элементом. Наружные и внутренние стены могут быть выполнены из любых материалов: кирпича, различных блоком, панелей и тд.

Далее производятся наружные и внутренние отделочные работы, для которых можно применять любые материалы.

Достоинства и недостатки

Возведение зданий с применением каркасного метода широко используется строителями по всему миру благодаря возможности:

• быстрой и менее дорогой реализации любого проекта;
• непрерывного выполнения строительных работ, исключающего технологические простои;
• повысить надежность и увеличить долговечность построенных зданий;
• уменьшения расходов на возведение наружных стен и внутренних перегородок;
• выполнения любой перепланировки помещений, так как стены не являются несущими элементами;
• производства строительных работ в любое время года;
• снизить транспортные расходы по доставке строительных материалов на объект.

В числе значимых недостатков специалисты отмечают необходимость утепления внешней стороны колонн и торцов плит перекрытия для ликвидации мостиков перехода холода при отрицательной температуре наружного воздуха. Кроме этого следует сказать о достаточно сложной технологии сборки опалубочной конструкции.

Этапы возведения каркасно-монолитных конструкций

Соединение всех элементов несущей конструкции между собой обеспечено единым арматурным каркасом внутри железобетонного монолита. В ходе монтажа по монолитно каркасной технологии образуется жесткая система, не имеющая шарнирных или условно подвижных соединительных узлов. Однако такой способ строительства требует сложной расчетной части проекта с обеспечение специальных технологических приемов, уменьшающих возможные риски деформационных изменений при усадке и тепловых расширениях.

Качество строительства во многом зависит от фундамента

Единая работа всех несущих элементов каркаса и отсутствие напряжений при возникновении смещений, обеспечивается надежностью фундаментного основания. В зависимости от типа грунтов, этажности здания, общего веса строительных материалов, снегового покрова, внутренней обстановки помещений и других факторов в качестве несущей основы выбирают ленточную, свайную или плитную конструкцию.

Монолитно каркасная технология возведения небольших объектов индивидуального строительства без подвалов и технического подполья, на устойчивых плотных грунтах с глубоким залеганием грунтовых вод, может применяться на ленточных фундаментах небольшого заглубления. При необходимости устройства подвальных помещений приходится строить классический вариант основания из фундаментных блоков или заливать железобетонный монолит с опорой на грунт ниже нормативной точки промерзания.

Плитные конструкции применяют для малоэтажных зданий на пучинистых и неустойчивых почвах при высоком уровне грунтовых вод. В случае смещения основания происходит одновременная подвижка всего плитного блока. В результате перекосы и возможные напряжения в элементах каркаса полностью отсутствуют.

Фундаменты свайного типа являются самыми надежными для каркасно монолитного строительства, поскольку опираются на твердые глубинные слои грунта. Для равномерного распределения весовых нагрузок на фундамент необходимо обязательное устройство ленточного железобетонного ростверка, который объединит все свайные опоры в единую несущую конструкцию.

Важно! Расчет фундамента под каркасно-монолитное здание должен выполнять специалист. Принятие самостоятельных неквалифицированных решений недопустимо.

Монтаж колонн и перекрытий

Установка опалубки колонн

После готовности фундаментного основания, приступают к возведению монолитного каркаса. Основной несущей конструкцией является система вертикальных колонн, связанных между собой горизонтальными плитами перекрытий и перемычками. При этом каждый элемент системы состоит из стального арматурного каркаса, залитого бетонной смесью. Для ускорения процесса возведения здания и применения единой технологии на всех этапах строительства многие компании и индивидуальные застройщики и стены делают в виде бетонных монолитных конструкций, уменьшая при этом металлоемкость арматурного каркаса.

Установка опалубки перекрытий

При монтаже перекрытий на пол нижнего этажа или подвала устанавливают вертикальные опорные стойки. На них сверху укладывают опалубочные щиты, соединяя их друг с другом без щелей и зазоров. Для обеспечения полной герметичности палубы поверхность можно накрыть полиэтиленовой пленкой. При укладке собранного арматурного каркаса его пруты обязательно соединяют с выступающими из нижних колонн стальными стержнями. Заливка бетонной смеси производится за один раз бесперерывно.

Виды опалубки для заливки бетона

Монолитно каркасная технология предусматривает применение в качестве основной монтажной оснастки штатной съемной опалубки многоразового использования. В классическом варианте ее ограждающие элементы представляет собой прямоугольные щиты из ламинированной влагостойкой фанеры, закрепленной на металлических рамах из профильных труб.

Для плотного и надежного соединения щитов между собой используют специальные замки клинового и зажимного типа. Устойчивость собранной щитовой панели обеспечивается установкой боковых откосов и упоров. Обеспечение точных монтажных расстояний между противоположными палубными поверхностями осуществляется при помощи специальных стяжных винтов. Для сборки опалубки перекрытий устанавливают вертикальные раздвижные стойки изменяемой высоты с возможностью жесткой фиксации необходимого размера.

Средний вес 1м 3 бетонной смеси в среднем равен 1900 кг. Поэтому опалубочная конструкция должна быть максимально прочной, устойчивой и способной выдерживать подобные весовые нагрузки. Наличие не плотных стыков и щелей более 2 мм не допускается. Утечка влаги из заливаемого бетона увеличит время гидратации цемента и приведет к снижению качества материала монолитной конструкции.

Для монтажа фундаментов и наружных стен из железобетона в последние годы все чаще применяют несъемную опалубку из пенополистирольных плит. Их устанавливают по наружной поверхности, и изнутри ставят обычные съемные опалубочные щиты. После затвердения смеси щитовые элементы снимают, а наружный слой пенополистирола оставляют на месте. При эксплуатации он служит эффективным утеплителем и хорошо защищает бетонную поверхность от воздействия влаги.

Расчет расхода арматуры и требования к ее установке

Опыт практических наработок в строительстве показывает, что средняя металлоемкость конструкций при монолитно каркасной технологии строительства составляет 25 кг на кубометр заливаемой бетонной смеси. Диаметр прутов и конфигурация их расположения определяются на основании специального инженерного расчета. Но в любом случае сечение продольных струн не должно быть менее 10 мм, а поперечных соединений 8 мм. Поперечные вставки служат элементами жесткости и фиксаторами положения продольных прутов. Расстояние между ними не должно быть более 250 мм. Более подробно о правильном армировании можно почитать здесь.

При установке арматурного каркаса внутри опалубки необходимо строго выдерживать нормативные расстояния от ограждающего щита до арматуры. Поверхностный слой бетона защитит металл от воздействия влаги, предотвратит коррозию и возможное разрушение строительной конструкции.

Соединение армирующих элементов между собой осуществляется с помощью мягкой вязальной проволоки или электросваркой. Однако следует заметить, что резкий нагрев металла от воздействия электрической дуги приводит к изменению его механических и физических свойств, обычно не в лучшую сторону. Поэтому сварку применяют только в случаях невозможности выполнения холодной вязки.

Для возможной сборки всех армирующих элементов в единую конструкцию обеспечивается выполнение следующих условий:

• при заливке фундамента над его поверхностью оставляют выступающие на 250-300 мм вертикальные пруты, к которым потом присоединяются армирующие стержни колонн, подробнее о армировании фундамента можно почитать здесь;
• армирующий пояс перекрытий делается таким образом, чтобы внутри колонн не было стыковых горизонтальных соединений;
• связка собранного арматурного каркаса с выступающими из строительной конструкции прутами выполняется до установки опалубочного щита, который перекрывает место сборки.

От надежности соединения всех арматурных каркасов в единую конструкцию зависит прочность и устойчивость здания в целом.

Укладка бетонной смеси

Каркасно монолитное строительство предполагает применение тяжелых марок бетона не ниже М300. Наиболее оптимальным материалом, обеспечивающим небольшой запас прочности является бетонная смесь М400, которую и применяют наиболее часто. Можно использовать и другие по прочности марки, в зависимости от этажности здания или других факторов.

Для обеспечения гарантии качества бетона и соблюдения необходимой марки, лучше всего заказать материал на условиях централизованных поставок с завода строительных материалов. Кроме того, наличие бетононасоса на автомобильном миксере значительно облегчит подачу тяжелого материала через верх установленной опалубки.

Заливка бетона в опалубку производится слоями по 50-70 см с обязательным вибрационным уплотнением на каждом этапе. Монтаж каждого монолитного элемента должен производиться непрерывно за один раз. Остановки работ, приводящие к подсыханию поверхности, не допускаются, так как приводят к снижению качества конструкции и нарушению единства монолита. Поэтому каждая колонная возводится полностью на высоту этажа только при условии непрерывного производства работ. Точно так же заливаются плиты перекрытия. Более подробная статья на эту тему здесь.

Как происходит заливка бетона с помощью насосной станции

Принцип возведения монолитно-каркасных сооружений заключается в создании железобетонной конструкции, состоящей из колонн, опирающихся на несущий фундамент, и горизонтальных плит перекрытий, связывающих все вертикальные опоры в единый прочный остов здания. После возведения каркасной системы наружные стены и внутренние перегородки можно сделать практически из любых материалов, способных удержать тепло внутри здания и противостоять негативным воздействиям внешней среды.

Соединение всех элементов несущей конструкции между собой обеспечено единым арматурным каркасом внутри железобетонного монолита. В ходе монтажа по монолитно каркасной технологии образуется жесткая система, не имеющая шарнирных или условно подвижных соединительных узлов. Однако такой способ строительства требует сложной расчетной части проекта с обеспечение специальных технологических приемов, уменьшающих возможные риски деформационных изменений при усадке и тепловых расширениях.

Источник

Выбираем правильный тип фундамента для каркасного дома

Правильный выбор фундамента для каркасного дома – залог долговечности. Каркасное строение легкое, поэтому можно использовать практически любой вид фундамента. Но важно учитывать внешние факторы – рельеф стройплощадки, тип грунта, уровень залегания грунтовых вод. Изучите все возможные варианты и сопоставьте их с условиями своего участка.

Параметры выбора фундамента

Существует большое количество видов фундамента. Они различаются по трудоемкости, срокам монтажа, стоимости. Любой застройщик хочет сократить время строительства и затраты, но есть минимальные требования по прочности и надежности, которых следует придерживаться.

От чего зависит выбор типа фундамента

Архитектор при выборе фундамента для каркасного дома в обязательном порядке учитывает следующие условия:

• размеры дома и его конфигурацию;
• материал стен – так, бетон, газобетон или кирпич при подвижках легко трескаются;
• вес здания с мебелью и оборудованием, ветровые и снеговые нагрузки;
• динамические нагрузки – количество посетителей и их возможную деятельность (танцы, занятия спортом), работу механизмов и т. д.;
• рельеф участка;
• состав грунтов под фундаментом – это главный параметр.

Если остальные параметры можно вычислить на бумаге или найти в справочнике, то рельеф участка и состав грунтов определяются исключительно путем специальных инженерных геодезических и геологических исследований.

Рельеф отображается на топографическом плане местности. Для получения плана бригада геодезистов осуществляет топографическую съемку участка специальными приборами. На основании съемки строится цифровая модель рельефа. Туда же заносят данные о строениях и сооружениях на участке, растительности, наземных и подземных коммуникациях.

Состав грунтов определяется геологическими исследованиями. Геологи бурят одну или несколько скважин, в зависимости от площади здания. Глубина скважин зависит от этажности и предполагаемого веса строения, а также от самого грунта – геологи стараются дойти до твердых пород.

Особенности почвы под фундаментом

По плотности грунты можно разделить на следующие категории:

• скальный – самый надежный вариант, тут можно вообще обойтись без фундамента;
• гравийный, песчано-гравийный, песчаный без примеси глины – не сжимается, не вспучивается, грунтовые воды чаще всего расположены глубоко;
• глинистый – обычно насыщен влагой, поэтому при замерзании вспучивается;
• торф – строить на торфе опасно, он проседает, вспучивается и так далее.

Торф либо выбирают на всю глубину залегания, либо проходят сваями до твердых пород.

Очень важная характеристика почвы – глубина промерзания. Промерзание водонасыщеных грунтов ведет к их вспучиванию, поэтому глинистую почву, как правило, выбирают на глубину промерзания и замещают песчано-гравийной смесью. Водопроводные трубы также прокладывают ниже глубины промерзания.

Наличие грунтовых вод, их уровень и сезонность учитывают при возведении фундаментов глубокого залегания. При высоком уровне грунтовых вод подвалы не делают, поскольку любая гидроизоляция со временем дает течь.

Если же подвал жизненно необходим – закладывают глубокую дренажную систему вокруг фундамента. Если рельеф не позволяет воде уходить самотеком, устанавливают насосы для принудительной откачки воды. Кроме того, от уровня грунтовых вод напрямую зависит выбор системы локальной канализации.

Виды фундамента под каркасный дом

Стандартный каркасный дом легкий, поэтому требования к фундаменту не очень жесткие. При всем многообразии фундаменты можно разделить по типу опирания на поверхность на следующие виды:

• на столбах;
• свайный;
• ленточный;
• монолитная плита.

Столбчатый фундамент

Под несущие стены каркасного дома в местах их пересечения и в местах повышенной нагрузки (камин, ванна) устанавливают вкопанные в землю столбики, обычно из бетона, реже из кирпича. Кирпич боится влаги, поэтому его нужно тщательно гидроизолировать.

В качестве бетонных столбиков можно использовать готовые железобетонные блоки либо залить их самостоятельно. Под заводские блоки нужно отсыпать подушку из гравия 10-15 см. При самостоятельной заливке столбы необходимо армировать.

Столбы, используемые для фундамента для каркасного дома, сверху необходимо обвязать. В качестве обвязки применяется стальной швеллер или деревянный брус. Швеллер гораздо дороже, поэтому он используется только в особо ответственных случаях.

Для защиты пространства под домом от мусора, осадков и животных промежутки между столбами по периметру фундамента чем-либо заполняют – делают так называемую забирку. В бюджетном варианте используют асбоцементный лист, ЦСП, влагостойкую фанеру. Более дорогие и более презентабельные варианты – сайдинг, цокольные панели.

Столбчатые фундаменты можно применять на плотных грунтах при строительстве дома небольшого размера и веса, чаще всего их выбирают именно в каркасном строительстве.

Преимущества столбчатого фундамента:

• быстрый монтаж;
• минимум земляных работ;
• небольшая стоимость;
• возможность возведения своими руками.

Недостатки столбчатого фундамента:

• не используется на пучинистых грунтах;
• нельзя сделать подвал.

Ленточный фундамент

Бетонная лента подходит для строений среднего и большого размера, как на песчаных грунтах, так и на суглинках.

1. Пучинистые грунты выбирают на глубину промерзания и замещают песчано-гравийной смесью.
2. Песок послойно трамбуют с проливкой водой.
3. Затем выполняют подушку из щебня толщиной 10-15 см. Нередко для теплоизоляции прокладывают слой 2-5 см. твердого пенополистирола (например, пеноплэкс).
4. После этого выставляют опалубку по ширине ленты, внутри опалубки размещают арматуру, связанную в каркас.
5. Затем заливают бетон. Желательно залить ленту за один день. Если это не получается, на месте стыка делают ступеньку.

Классическая высота верха ленты над уровнем грунта 40-60 см. Горизонтальная ширина ленты зависит от толщины стены, обычно лента шире на 10-15 см. Следует учитывать возможность опирания на ленту фасадной отделки (например, отделочный кирпич). В ленте оставляют отверстия для вентиляции – продухи.

Новичкам рекомендуется внимательно изучить пошаговую инструкцию устройства монолитного ленточного фундамента с фото и видео.

На твердых грунтах применяется сборный фундамент из блоков ФБС – расшифровывается как «фундаментный блок сплошной». Технология сборного фундамента экономит время и силы, но необходима грузоподъемная техника – как минимум манипулятор.

При высоких грунтовых водах основание необходимо защитить. Для защиты используется обмазочная и наплавляемая гидроизоляция. Либо применяется бетон с повышенной устойчивостью к воде – гидробетон. Разумеется, лучше всего сочетать гидробетон и нанесение гидроизоляции. Каркас здания отделяется от бетонной ленты изолирующим слоем. В классическом случае это рубероид, но сейчас в продаже много современных рулонных гидроизоляционных материалов.

Преимущества ленточного фундамента:

• подходит для широкого спектра возводимых зданий и различных грунтов;
• надежность и долговечность;
• выдерживает большие нагрузки;
• возможно устройство погреба или подвала;
• для отделки подходят любые материалы;
• относительно невысокая стоимость.

Недостатки ленточного фундамента:

• большой срок строительства – нельзя нагружать до набора бетоном необходимой прочности;
• высокая трудоемкость;
• сезонность работ – зимой бетон нужно подогревать и применять специальные добавки, что повышает стоимость работ.

Как залить ленточный фундамент своими руками, смотрите в видео.

Свайный фундамент

Сваи – самый популярный фундамент для каркасного дома. Свая – это столб, погруженный в землю на достаточно большую глубину. Применяют свайные фундаменты для строительства на ненадежных пучинистых или торфяных грунтах. Основной принцип: свая должна опираться на твердый слой грунта ниже глубины промерзания. Кроме того, в каркасном строительстве сваи используют как быстровозводимый недорогой вариант.

Для каркасных домов подходят следующие виды свай:

Набивная свая выполняется путем бурения скважины либо забивкой в грунт полой трубы. Полученное отверстие заполняют (набивают) бетоном. Набивные сваи весьма дешевы, но процесс их производства довольно трудоемок.

Забивные сваи – это, как правило, железобетонные изделия заводского изготовления. Они довольно редко применяются в каркасном строительстве, поскольку для погружения в землю нужна дорогая копровая техника.

Фундаменты на винтовых сваях

В последние двадцать лет винтовые сваи получили очень широкое применение, поэтому их следует рассмотреть особо. Винтовая свая – это толстостенная труба из стали диаметром от 50 до 150 мм. На конце находится заостренный наконечник, сварной или литой, с винтовой лопастью.

Для защиты от коррозии свая покрывается специальным резинобитумным составом или красится водостойкой краской. Толщина стенки стальной трубы должна составлять не менее 4 мм. На верхнем конце сваи делается отверстие для завинчивания.

Возведение винтового фундамента выполняется следующим образом:

• размечаются места под сваи, обычно сваи располагаются на расстоянии 1,5–2,5 метра друг от друга под несущими стенами;
• выкапывается стартовая ямка глубиной до 50 см;
• свая устанавливается в ямку вертикально и завинчивается в почву.

Для завинчивания свай существуют специальные машины, но в частном строительстве чаще всего это делают вручную. В отверстие наверху сваи вставляется длинный лом и не менее четырех человек завинчивают сваю на необходимую глубину, обычно полтора–два метра.

Затем сваи обрезаются по уровню и трубы заполняются цементным раствором. Это необходимо для увеличения прочности сваи и для защиты от коррозии изнутри. Сверху на сваю наваривается оголовок – стальная прямоугольная пластина – и свайный фундамент готов.

Очень важно после монтажных и сварочных работ обработать все швы и видимые повреждения защитного слоя гидроизоляционной мастикой, иначе ржавчина разрушит сваю за несколько лет.

Преимущества свайных фундаментов:

• быстрый монтаж – фундамент под средний дом монтируется за один день;
• возможность возведения на различных грунтах – заболоченных, пучинистых, а также в воде на малой глубине;
• монтаж возможен круглогодично и в любую погоду;
• если нужно сохранить ландшафт, тяжелая техника не применяется, сваи закручиваются вручную;
• отпадает необходимость земляных работ – площадку не надо выравнивать;
• можно строить дом сразу после монтажа;
• относительно невысокая стоимость;
• долгий срок службы – правильно установленная свая служит не менее 100 лет.

Недостатки свайных фундаментов:

• при неправильном погружении – отклонение от вертикали более чем на 4 градуса или вывинчивание для подгонки под горизонт – свая теряет несущую способность;
• в случае ошибки в расчетах добавить сваю под готовый каркасный дом не получится;
• невозможно сделать погреб и подвал.

Монолитная плита

Монолитная железобетонная плита применяется в качестве фундамента для каркасного дома в тех случаях, когда на имеющихся грунтах другие технологии неприменимы. При строительстве большого дома с солидным бюджетом также довольно часто заливают утепленную монолитную плиту.

Для заливки плитного фундамента необходимо снять растительный слой и выровнять площадку. Под плиту, как правило, выбирают 50-100 см грунта и устраивают песчано-гравийное основание с послойной трамбовкой. Часто под несущими стенами сначала отливают железобетонную ленту глубиной 20-100 см, такая лента называется ростверк. При заливке ростверка делают выпуски арматуры наверх для последующей перевязки с плитой.

Перед засыпкой песчано-гравийной смеси котлован застилают специальной тканью – геотекстилем. Эта ткань пропускает воду, но не дает смешиваться песку с подстилающим грунтом. Затем выставляется опалубка по контуру фундамента и производится армирование по всей площади плиты. Применяется рифленая арматура 10-12 мм в диаметре. Вяжется одна или две решетки с размером ячейки от 10х10 до 20х20 см.

Если предполагается утепление плиты, под арматуру настилается слой твердого пенополистирола. Перед заливкой необходимо заложить трубы канализации и водопровода, чтобы потом не долбить плиту. Опалубка заливается бетоном, бетон выравнивается по маякам. Очень важно заливать плиту одним днем, иначе холодный шов может дать трещину.

Преимущества плитного фундамента для каркасного дома:

• высокая прочность и долговечность;
• применим практически к любым грунтам;
• не нужно нижнее перекрытие.

• высокая стоимость;
• большой объем и длительный период работ;
• сезонность.

Учет всех этих условий и требований позволит выбрать фундамент, оптимально подходящий к конкретному каркасному дому. Правильно подобранный вариант позволит сэкономить средства и время без потери качества и сроков службы.

Видео: дешевый свайный фундамент своими руками

Источник