Виды и конструкции фундаментов мелкого заложения
К мелкозаглубленным фундаментам относятся опорные конструкции с высотой в пределах 70 см, располагаемые выше зоны промерзания почвы под частными домами и хозяйственными постройками с низкими и средними весовыми нагрузками. В сравнении с другими типами при их заложении уходит меньше средств и трудозатрат, работы проводят на участках с любым типом грунтов и УГВ за исключением органических и подтапливаемых.
Особенности таких фундаментов, плюсы и минусы
Эта группа представлена основаниями ленточного, столбчатого и плитного типа, с объединенными в единый жесткий каркас элементами. В совокупности со снижением влияния сил морозного пучения на подошву это позволяет правильно воспринимать подвижки почвы и весовые нагрузки. МЗЛФ имеют высоту ленты не более четверти от ее ширины, плиты или столбчатые опоры закладываются на 50-70 см. Для обеспечения требуемого запаса прочности параметры конструкций рассчитываются исходя из особенностей участка и веса здания, в итоге несущиеся способности почвы должны превышать ожидаемую нагрузку на 30 % как минимум.
Условная схема включает:
- Подошву – нижнюю часть, передающую и распределяющую весовые нагрузку на грунт.
- Обрез – верхнюю, принимающую. Это может быть монолитная плита, край ленты или ростверк.
- Боковые стороны – все вертикальные части.
По форме сечения все ФМЗ разделяются на прямоугольные, ступенчатые и трапециевидные, последние имеют оптимальные для мелкого заложения характеристики. Максимально допустимый угол для бетонных конструкций составляет 45°, бутовых – 30, превышать его не рекомендуется. В зависимости от способа возведения эти основания разделяются на сборные (собранные из ФБС или камня) и монолитные (заливаемые из М200-М300 и усиленные арматурой).
Причиной востребованности фундаментов мелкого заложения при строительстве частных домов является устойчивость к линейным и касательным деформациям, неизбежным при морозном пучении грунта. Уменьшение общего объема приводит к снижению затрат на земляные работы и бетонирование, ФМЗ обходится владельцу в разы меньше остальных разновидностей. Также к его преимуществам относят простоту возведения, практически все этапы без проблем выполняются своими силами.
Недостатками технологии является ограничение воспринимаемых весовых нагрузок, она не подходит для частных домов свыше 2 этажей или построек из тяжелых стройматериалов. Рекомендуемая глубина заложения в несущий грунт составляет 10-15 см, крайне желательно, чтобы она была меньше УГВ. Все плюсы ФМЗ будут неактуальны при наличии под подошвой почвы с высоким содержанием органики, например, торфа. Но главный их минус связан с не с ограничениями, а с риском промерзания полов зимой, при выборе этого типа основания принимается ряд мер по их теплоизоляции, в противном случае затраты на обогрев дома возрастают в разы. Частичное утепление не помогает и приводит к обледенению углов и аналогичных труднодоступных зон.
Мелкое заложение считается оптимальным при возведении легких малоэтажных домов (деревянных, каркасных, газобетонных или из крупнощелевого кирпича), при отсутствии или малых размерах подвала и при низком залегании УГВ. Рекомендуемый тип ФМЗ выбирают из таблиц исходя из нагрузки на фундамент и параметров грунта (для жителей Московской области проще всего воспользоваться данными ТСН МФ-97 МО), к наиболее востребованным вариантам относят ленточную и столбчатую разновидности.
Технология строительства МЗЛФ на пучинистом грунте по шагам
Работы начинаются с оценки состояния участка, при невозможности проведения анализа специалистами следует выкопать траншеи на 15 см глубже УГВ, характерного для этой местности (при отсутствии данных – минимум на 2 м), в разных точках и проследить уровень поднятия в них влаги. Далее пошагово проводятся:
1. Определение глубины заложения фундамента и расчет конструкций.
2. Подготовка площадки, разметка внешних и внутренних углов.
3. Земляные работы: копка траншеи или котлована с тщательным разравниванием и трамбовкой дна. Их глубина зависит от несущих способностей почвы и варьируется от 30 до 120 см. С учетом ведения строительства на пучинистых грунтах на этом этапе рекомендуется закрепить боковые стенки деревянными досками или вертикальными щитами, при расположении УГВ выше днища котлована их закрывают шпунтовыми опорами.
4. Обустройство подушки с целью выравнивания основания и отвода влаги от подошвы. На глинистых и устойчивых грунтах достаточно засыпки и трамбовки песка, при ухудшении несущих способностей к нему добавляют гравий, на песчаниках заливается прослойка тощего бетона толщиной в 10-15 см. Вне зависимости от вида используемых материалов этот слой нуждается в уплотнении с применением вибрационного оборудования и тщательной проверке уровня, верхняя граница подбирается из учета заложения глубины ленточного фундамента ниже нулевой отметки на 10-15 см.
5. Установка опалубок, при необходимости – закрытие их щелей рулонной гидроизоляцией или герметиком.
6. Сборка армирующего каркаса из рифленых прутьев толщиной не менее 12 мм, с соединением стыков с помощью хомутов или вязальной проволокой (не сваркой). Слабым местом являются углы, на этих участках рекомендуется провести дополнительное армирование. С целью увеличения прочности конструкции желательно прокладывать вдоль будущих стен цельные стержни, а не отдельные куски.
7. Бетонирование – послойное заполнение опалубки подвижным раствором с маркой не ниже М200 с уплотнением каждых 15-20 см. По окончании заливки верхний край ленты разглаживается и выравнивается, система закрывается пленкой, к снятию опалубочных щитов приступают после возникновения щели между ними и боковой стороной основания (но не ранее чем через неделю).
Приведенный алгоритм действий является стандартным и подходит для возведения плитного мелкозаглубленного фундамента (меняется лишь форма котлована и схема армирования), но при высоком риске морозного пучения в него вносят изменения. Хорошие результаты достигаются при закладке несъемной опалубки из пенополистирола или утеплении конструкций после заливки.
При опасении подтапливания или поднятия УГВ принимаются меры по защите подушки от вымывания песка – по периметру котлована чуть глубже будущей основы закладываются водоотводные трубы, закрытые от заиливания геотекстилем. С целью снижения рисков промерзания вокруг дома размещается утепленная отмостка шириной в 50 см.
Нюансы строительства фундамента и возможные ошибки
В отличие от фундаментов глубокого заложения эта разновидность менее защищена от промерзания и перегрузок, малейшие ошибки приводят к перекосу стен. Дли их исключения на всех этапах работ используются качественные материалы, главным требованием является создание единой и жесткой системы даже при возведении сборного типа. Закладка подвала возможна только при выборе ленточного варианта, для усиления надежности стен его размеры имеют пределы, внесение в план подземного этажа невозможно. При составлении проекта также следует помнить, что высота надземной части ограничена, неоправданное увеличение смещает баланс, опора становится неустойчивой.
К нарушениям технологии при закладке ФМЗ и грубым ошибкам относят:
1. Определение неправильного типа конструкции и ее глубины заложения. Параметры регламентированы СНиП 2.02.01-83, выбирать ширину и высоту опор без проведения расчета не рекомендуется.
2. Отсутствие подушки или засыпка ее из некачественного песка. Мелкие частицы быстро вымываются водой, что приводит к смещению опорной подошвы. Игнорирование этого этапа чревато скорым разрушением бетона при прямом контакте с грунтом.
3. Возведение и зимовку фундамента в ненагруженном и незакрытом состоянии. При ограниченных сроках строительства или его приостановке по любым причинам вокруг ленты или столбов размещают теплоизоляционные материалы: опилки, шлак, керамзит, гранулы или листы пенопласта. Особенно это актуально при заложении оснований на сложных и пучинистых грунтах.
4. Начало работ на еще промерзших участках или при наличии в котловане воды. Оптимальным моментом считается конец весны, засыпку песка проводят после полного оттаивания и просыхания почвы.
5. Использование арматуры низкого качества с диаметром меньше 12 мм и соединение соседних прутьев сваркой, а не обвязкой. В усилении металлом нуждаются не только ленты или плиты, но и столбчатые опоры, прутья закладываются между блоками или водостойким кирпичом.
6. Отсутствие дренажной системы при ведении работ на пучинистых почвах.
7. Заливку бетона с перерывами, образование стыковочных швов приводит к резкому снижению прочности конструкций.
8. Использование растворов низкого качества (менее М200) или его замес на основе просроченного вяжущего.
Средняя стоимость строительства ФМЗ
При обращении к профессионалам в стандартный перечень услуг по закладке МЗЛФ включают разметку площадки, земляные и подготовительные работы, монтаж опалубки, армирование и заливку качественного бетона с маркой прочности от М200 и выше, его выравнивание и уплотнение, снятие щитов и обратную засыпку. Итоговые затраты зависят от геологических условий участка и габаритов конструкции, ориентировочная стоимость 1 п.м. ленточного фундамента варьируется от 3000 до 4500 рублей. Из них до 30-35 % составляют затраты на оплату услуг, остальное уходит на покупку материалов.
Плитные основания обходятся владельцу не менее 3200 рублей/м 2 , утепленные по шведской технологии – от 7000. Стоимость монтажа столбчатых опор при глубине в пределах 50-70 см – 2200 за штуку, итоговые затраты зависят от способа и материала обвязки ростверка и достигают 2500 за 1 п.м.
Источник
§1. Фундаменты мелкого заложения
1.1. Основные сведения
К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.
ФМЗ
ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.
Рис 10.1. Схема фундамента мелкого заложения:
1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – обрез фундамента.
— ФМЗ по условиям изготовления разделяют на:
монолитные, возводимые непосредственно в котлованах.
сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления.
— По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:
отдельно стоящие фундаменты:
под колонну (опору);
под стены (при малых нагрузках)
выполняются под протяженные конструкции (стены);
выполняются под ряды и сетки колонн в виде одинарных или перекрестных лент.
сплошные (плитные) фундаменты
Выполняются в виде сплошной железобетонной плиты, как правило, под тяжелые сооружения. Такие фундаменты разрезаются в плане только осадочными швами, что способствует уменьшению неравномерности осадки сооружения.
Выполняются в виде жесткого компактного железобетонного массива под небольшие в плане тяжелые сооружения (башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т.п.).
Рис 10.2. Основные типы фундаментов мелкого заложения:
а – отдельный фундамент под колонну; б – отдельные фундаменты под стену; в – ленточный фундамент под стену; г – то же, под колонны; д – то же, под сетку колонн; е – сплошной (плитный) фундамент.
— ФМЗ изготовляют из следующих матреиалов:
каменные материалы (кирпич, бут, пиленные блоки из природных камней)
в отдельных случаях (временные здания) допускается применение дерева или металла.
Железобетон и бетон – основные конструкционные материалы для фундаментов.
Бутовый камень, кирпич и каменные блоки используются для устройства фундаментов, работающих на сжатие и для возведения стен подвалов.
Бутобетон и бетон целесообразно применять при устройстве фундаментов, возводимых в отрываемых полостях или траншеях при их бетонировании в распор со стенками.
Железобетон и бетон можно применять при устройстве всех видов монолитных и сборных фундаментов в различных ИГУ, т.к. они обладают достаточной морозостойкостью, прочностью на сжатие (а для железобетона и на растяжение → действие моментов).
1.2. Конструкции фундаментов мелкого заложения
1.2. А. Отдельные фундаменты
Могут выполняться в монолитном или сборном варианте. Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.
— Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости α (≈30-40º), т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.
Рис 10.3. Конструкция жесткого фундамента:
а – с наклонными боковыми гранями; б – уширяющийся к подошве уступами.
— Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн – соединением арматуры колонн с выпуском из фундамента, а стальных колонн – креплением башмака колонны к анкерным болтом, забетонированным.
Рис 10.4. Сборный фундамент под колонну:
а – из нескольких элементов; б – из одного элемента; 1 – фундаментные плиты; 2 – подколонник; 3 – рандбалка; 4 – бетонные столбики; 5 – монтажные петли.
— Размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника монолитных фундаментов принимаются кратным 300 мм, а высота ступеней — кратной 150 мм.
— При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов, а при необходимости и через дополнительные опоры, укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые упираются подземные конструкции (рис 10.4.а).
— В тех случаях, когда это возможно, сборный фундамент устраивают из одного элемента (рис 10.4.б) или переходят на монолитный вариант фундамента.
— с целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости создаются новые типы фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами.
Рис 10.5. Буробетонные (а), щелевые (б) и анкерные (в) фундаменты:
1 – колонна; 2 – арматурный каркас; 3 — фундамент; 4 – подколонник; 5 – плитная часть; 6 – бетонные пластины; 7 – анкеры (буронабивные сваи) d=15-20см, l=3-4м.
Источник