Фундамент мелкое заложение пучинистый грунт

Что из себя представляет мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах + пошаговая инструкция по монтажу

03.10.2018 2,074 Просмотров

Среди всех существующих типов опорных конструкций по степени распространенности уверенно лидирует ленточный фундамент.

Он обладает оптимальным набором эксплуатационных качеств, обеспечивает достаточную несущую способность при относительно небольшом расходе строительных материалов.

Существует несколько вариантов конструкции с различными техническими характеристиками, которые позволяют применять наиболее подходящий для имеющихся условий тип фундамента.

Выбор всегда бывает обусловлен гидрогеологической обстановкой на участке и соответствует величине нагрузок.

Что представляет собой мелкозаглубленный ленточный фундамент

Обычный ленточный фундамент погружают в грунт на глубину ниже уровня промерзания. Этот тип основания так и называется — заглубленный. Лента опирается на неподвижные и стабильные грунтовые слои, что исключает воздействия снизу на подошву основания.

При этом, боковые поверхности ленты имеют большую площадь, на которую воздействуют силы горизонтального пучения. Это создает высокую опасность для основания, поскольку боковые воздействия способны разрушить опорную конструкцию и представляют угрозу для постройки.

В наибольшей степени это опасно для малоэтажных небольших зданий, частных домов, вес которых не способен компенсировать нагрузки пучения.

Существует облегченный вариант — мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ). Он погружается в грунт на относительно небольшую глубину — от 0,5 до 1,5 м, что выше уровня промерзания грунта.

При такой конструкции возникает возможность появления вертикальных нагрузок пучения, воздействующих снизу, но значительно уменьшаются боковые воздействия.

Конструкция МЗЛФ практически полностью повторяет обычный заглубленный вариант, но с поправкой на меньшую глубину погружения. Несущая способность такого основания снижена и позволяет строить только относительно легкие малоэтажные здания, в основном, используется для частных жилых домов.

Достоинства и недостатки

К достоинствам МЗЛФ относят:

• Малый объем земляных работ.
• Значительно сокращается расход строительных материалов.
• Появляется возможность самостоятельного строительства.
• Финансовые затраты намного ниже, чем при строительстве обычного основания.

К недостаткам принято относить:

• Уменьшение несущей способности ленты.
• Запрет на строительство массивных и тяжелых построек. МЗЛФ предназначен только для малоэтажных и относительно легких домов.
• Существует необходимость тщательного обследования участка.

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.

Что такое пучинистые грунты и чем они опасны

Пучение — это процесс увеличения объема грунта, вызванный расширением замерзшей воды. Пучинистые грунты содержат достаточное количество влаги, чтобы она смогла повлиять на их состояние в зимнее время.

Примечательно, что на территории России большинство участков обладают таким типом грунта, что выдвигает особые требования к технологии строительства.

Наличие влаги делает эти грунты нестабильными в холодное время года. Вода замерзает, расширяется и начинает выдавливать грунт вверх или в стороны наименьшего сопротивления.

При этом, величина нагрузок пропорциональна количеству влаги и в разных точках имеет собственные значения, которые постоянно меняются.

Какие типы можно отнести к пучинистым

Пучинистые грунты — это почвы, содержащие большое количество влаги, способные поглощать и удерживать ее в себе.

К ним относятся:

• Глинистые грунты. Обладают наибольшим пучением, так как глина не пропускает воду, но хорошо удерживает ее благодаря пористой структуре. Из-за этого глинистые участки никогда полностью не высыхают, что является серьезной проблемой для строителей.
• Суглинки. Состоят из глины (10-30%) и песка. Способны задерживать воду в меньших объемах, чем глины, что уменьшает показатели морозного пучения относительно максимальных значений.
• Супеси. Содержание глины не превышает 10%, остальной состав приходится на песок. Впитывание воды у такого грунта относительно невысокое и степень пучения низкая.

Проблемными в отношении пучения являются также слоистые почвы, содержащие глиняные прослойки. Они задерживают впитывающуюся с поверхности воду, образуя почвенные водоносные слои.

Они нестабильны, периодически появляются и исчезают, что затрудняет предварительные расчеты.

Как защитить МЗЛФ от пучения

Защитой от пучения является слой песчаной засыпки. Она находится между дном и стенками траншеи и бетонной лентой, отсекая основание от непосредственного контакта с грунтом. Песчаный слой свободно пропускает влагу, вследствие чего прилегающие к ленте массы грунта всегда сухие и не склонны к пучению.

Нижний слой, находящийся непосредственно под основанием ленты, называется подушкой. Он компенсирует нагрузки, возникающие в подстилающих слоях грунта и служит местом размещения дренажной системы, выводящей излишки воды в специальные колодцы или близлежащие водоемы.

Пошаговая инструкция по монтажу

Технология строительства МЗЛФ отработана многолетней практикой и состоит из нескольких этапов, являющихся продолжением друг друга. Изменить последовательность действий невозможно, как и пренебречь какими-либо операциями.

Любая «самодеятельность» крайне опасна, создает возможность разрушения основания и постройки.

Порядок действий:

• Подготовка участка и рытье траншеи.
• Засыпка песчаной подушки.
• Установка опалубки.
• Монтаж армпояса.
• Заливка бетона, выдержка для затвердения.
• Гидроизоляция, утепление , засыпка пазух.

Рассмотрим эти операции внимательнее.

Подготовка траншеи

Удаляется верхний слой почвы, участок планируется и выравнивается по горизонтали. Затем производится разметка траншеи с помощью колышков и натянутых между ними шнуров. Отмечаются все угловые точки и места примыкания участков траншеи.

По разметке выкапывается траншея на заранее определенную глубину. Если работы производились с привлечением техники, все углы и пересечения выравниваются вручную.

Затем на дно траншеи засыпается слой песчаной подушки. Его толщина составляет 20-40 см. Чем выше показатель пучинистости, том толще должен быть слой засыпки. Материал тщательно трамбуют до максимального уплотнения.

На поверхность подушки укладывают слой геотекстиля, поверх которого укладывается двойной слой горизонтальной гидроизоляции (рубероид с промазкой битумной мастикой).

Монтаж опалубки

Опалубка собирается из обрезных досок. Они должны быть прямые и ровные, рекомендуется использовать строганный материал с одинаковой толщиной. Доски собирают в щиты шириной немного большей, чем высота ленты.

Никаких щелей или зазоров не должно быть, при обнаружении их следует заткнуть паклей или деревянными рейками.

Сборка щитов производится на поверхности, после чего их аккуратно опускают в траншею, выравнивают по осям и укрепляют снаружи упорами и вертикальными планками, а изнутри — поперечинами, определяющими ширину ленты.

Армирование и вязка

Арматура необходима для усиления ленты и компенсации осевых растягивающих усилий. Лента неустойчива на изгиб, а нагрузки пучения проявляются именно таким образом, поэтому создание армпояса является важнейшим этапом.

Основные функции выполняют горизонтальные стержни. Они размещаются на глубине 2-5 см от поверхности бетона. Для поддержки их в необходимом положении до момента заливки применяется вертикальная арматура — хомуты, предназначенные для фиксации положения стержней в составе пространственной решетки.

Рабочие стержни имеют толщину 12-16 мм, вспомогательные — 6-8 мм.

Сборка каркаса производится методом вязки мягкой стальной проволокой. Выполняются скрутки, образованные кусками проволоки длиной 25-30 см, сложенными пополам. Проволока обхватывает соединение прутков и скручивается на 4-6 оборота с помощь. специального крючка.

Такой способ прост и не требует использования специального оборудования.

Заливка

Заливка производится в один прием. Перерыв более суток недопустим, поэтому необходимо продумать и организовать процесс так, чтобы успеть залить всю ленту за один раз. Рекомендуется использовать готовый бетон, доставленный на площадку в миксере.

Надо создать систему лотков, подающих материал в опалубку. Заливка ведется с разных точек с таким расчетом, чтобы подавались равные количества бетона. Это поможет обеспечить равномерное качество ленты во всех точках, создаст максимальную прочность и устойчивость к нагрузкам.

После заливки ленту накрывают полиэтиленом и каждые 4 часа поливают водой. Через 3 для режим полива меняется — каждые 8 часов. Так продолжается еще неделю, после чего можно демонтировать опалубку.

Окончательное застывание ленты происходит через 28 дней.

Завершающие этапы работы

После застывания на поверхность ленты устанавливаются гидроизоляция и утеплитель. Верхняя плоскость изолируется тем же способом,что и нижняя — двойным слоем рубероида, скрепленных битумной мастикой.

Боковые поверхности покрывают одним из нескольких типов гидроизоляции — пропиткой, битумной мастикой или оклеечными материалами.

Монтаж теплоизолятора производится с внутренней и внешней стороны ленты.

Используются влагонепроницаемые виды утеплителей:

• Пеноплекс.
• Пенопласт.
• Жидкий пенополистирол.
• Вспененный полиэтилен и т.п.

Установка изоляции должна быть сплошной, без щелей и промежутков. После выполнения этих операций производится засыпка пазух (оптимально — гравелистым песком), затем с внешней стороны заливается отмостка.

Полезное видео

В данном видео вам расскажут о небольших советах по установке МЗЛФ:

Заключение

Создание мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах выполняется обычным способом, только создается более толстый слой песчаной засыпки. Он выполняет задачи по отсечке нагрузок пучения от ленты и производит дренирование прилегающих к основанию слоев.

Все остальные действия практически не отличаются от общепринятой технологии и выполняются в соответствии с отработанной методикой.

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