Фундамент мелкого заглубления это как

Мелкозаглубленный фундамент — особенности заложения

Применение мелкозаглубленных фундаментов – новое решение в строительстве малоэтажных домов, получившее развитие совсем недавно. Толчком к созданию теории мелкозаглубленных фундаментов и применению ее на практике, явилось:

• появление новых легких строительных и утепляющих материалов;

неудовлетворительный опыт эксплуатации обычных ленточных фундаментов с глубиной заложения ниже границы промерзания почвы с легкими домами.

Чем плох фундамент большого заглубления

Известно, что глубина промерзания на широте Москвы приближается к 1,5 метрам. Строительство заглубленного ленточного фундамента в таких условиях потребует очень серьезных затрат, как на рытье траншей, так и на армирование и бетонирование ленты фундамента.

Но по опыту эксплуатации оказалось, что такие фундаменты часто не надежны для легких зданий. Потому что на высокие боковые стенки действуют касательные силы морозного пучения грунтов.

Причем эти усилия при высоте стенки в 1,5 метра достигают очень внушительных значений – до 25 т на один метр длины фундамента. В тоже время нагрузка от веса дома на один метр ленточного фундамента редко когда превышает 15 тонн, а часто находится в пределах 2 – 10 т. В результате зимой высокие заглубленные фундаменты просто выпучивает из земли.

Также грунт на участках чаще не однородный, поэтому фундамент испытывает изгибающие усилия. Это постепенно приводит к его перекосу, и к разрушению несущих стен здания.

Что заставляет отказаться от глубокого фундамента

К отказу от примненения фундаментов глубокого заложения, в пользую коснтрукций с мелким способствовало следующее:

отсутствует абсолютная надежность от применения заглубленных фундаментов в пучинистых грунтах.

пучинистые грунты фактически находятся на 80 процентах площадей, которые могут быть застроены.

экономия от применения мелкозаглубленных ленточных фундаментов внушительная.

Опыт строительства

Уже полученный опыт эксплуатации мелких фундаментов (речь идет о тысячах домов частной постройки) говорит о высокой надежности этого метода. Причем стены домов были выполнены как из кирпича или железобетона, так и из легких материалов – пенобетона, дерева, деревянных щитов.

При этом на строительстве фундамента, по сравнению с обычным методом, достигалась денежная экономия как минимум в 2 раза, а чаще в 3 раза, с уменьшением количества бетона на 50 – 70%, и трудозатрат на 50%.

Принципы строительства мелкозаглубленных фундаментов

Основные положения теории мелкого заглубления фундаментов заключаются в следующем.

Фундаменты закладываются на глубине 30 – 40 см от среднего уровня почвы. Но иногда делаются и без заглубления – непосредственно на грунте. Это лучше подходит для легких (деревянных) и не отапливаемых строений. При этом касательные силы морозного пучения равны нулю.

Для пучинистых грунтов фундамент создается как жесткая монолитная рама, способная перераспределять неравномерные просадки или пучения грунта. Возводится в виде монолитной железобетонной рамы, конструкция которой определяется расчетом.

Лента фундамента опирается на подушку, сделанную из фильтрующих воду грунтов. Обычно применяется чистый (без примесей глины) песок с высоким модулем крупности, возможно в смеси с мелким щебнем.

Для уменьшения воздействия морозного пучения применяется утепление грунта на прилегающей к фундаменту площади на ширину не менее 1 метра. Для этого грунт здесь накрывается теплоизолятором, при этом получает тепло от нижележащих слоев грунта и от фундамента отапливаемого дома (теплопотери дома уходящие через фундамент в грунт).

В случае высокого уровня стояния грунтовых вод выполняется их искусственный отвод. Также фундамент защищается от проникновения к нему воды с поверхности.

Зачем нужна подсыпка из песка и гравия

Подушка под подошвой фундамента из материалов, через которые вода быстро фильтруется, преследует несколько целей.

уменьшить воздействие пучений грунта, в том числе и просадки в период оттаивания;

равномерно передать нагрузки от фундамента на подстилающий грунт, и тем самым увеличить несущую способность фундамента;

Обратная засыпка песком также преследует цели:

Оградить фундамент от непосредствненого контакта с пучинистыми грунтами, которые могут двигаться.

Обеспечить совместно с вышележащей горизонтальной гидроизоляцией полосу сухого материала, прилегающего к фундаменту.

Обезопасить утеплитель фундамента от контакта с крупными включениями.

Разработка конструкции

Конкретная конструкция мелкозаглубленного фундамента разрабатывается проектной организацией. При этом учитываются множество факторов. А в основе расчетов находятся характеристики грунтов, вычисленные в лаборатории на основании испытаний и исследований образцов, которые были взяты на строительном участке.

Расчетами определяются размер и схема армировки ленты. Кроме того, — глубина заложения, толщина песчаной подушки под фундаментом, ширина траншеи и вид обратной засыпки.

Если грунты на участке строительства пучинистые, то конструкция фундамента должна выдерживать воздействующие на нее нагрузки пучений весь период эксплуатации.

Типичные параметры мелкозаглубленного фундамента

Известны типичные результаты таких расчетов.
Чем меньше глубина заложения, тем шире должна быть подошва фундамента. Причем в зависимости от условий строительства (вид грунта, вес дома) это значение может находиться в широких пределах – от 0,4 до 1,2 метра.

Рекомендуемая толщина песчаной подушки, также в зависимости от условий, может сильно меняться – от 0,2 до 0,8 метра.

Если же грунт непучинистый или среднепучинистый, а грунтовые воды находятся ниже подошвы, то могут применяться и более дешевые виды ленточного фундаментов –из бутового камня или из кирпича с обязательным обустройством поясов армирования.

На весьма пучинистых грунтах такие сборные мелкозаглубленные ленты могут также использоваться, но с условием полной и надежной термоизоляции прилегающего грунта.

Песчаная подсыпка не всегда обязательна. А расчетная ширина подошвы, в зависимости от нагруженности фундамента и сопротивляемости грунта, может колебаться в пределах 0,2 – 0,6 метра.

Что важно

Даже с монолитным армированным фундаментом, возможно разрушение стен при первых же проявлениях пучения. Это результат неправильного выбора конструкции (размеров, армировки…), или нарушения условий утепления, подсыпки…

В тоже время более дешевый и проще создаваемый фундамент из штучных материалов (чаще природный бутокамень или среднеформатный бетонный блок) с бетонированным армированием, может быть отличной основой для дома.

Не столь важен сам материал фундамента, сколько его конструкция, а также утепление и отсыпка.

Конструктивная схема

Типичное решение для не глубоко располагаемых фундаментов – совмещение их с цокольной частью, в одной высоконесущей балке. Причем высота цокольной части (выше уровня земли) может быть разной, — от 0,3 до 0,8 метра.

Пример готового конструктивного решения по обустройству фундаментно-цольной части для дома из легких кладочных материалов.

Для легкого строения, деревянного дома, щитовых стен – подходит и фундамент без заглубления, -опираемый на подушку из песка, которая в свою очередь должна находится на грунте без плодородного слоя земли.

Фундамент, устроенный на небольшой глубине без расчетов и учета характеристик грунта, не может называться мелкозаглубленным, — это просто частная конструкция, созданная для…

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