Расчет песчаной подушки под столбчатый фундамент

Особенности песчаной подушки под фундамент

Песчаная подушка под фундамент позволяет исправить недостатки грунта. Поэтому ее рекомендуют делать всегда, независимо от типа выбранного фундамента. Это обеспечивает длительный срок службы дома. Поэтому выбору песка и соблюдению технологии нужно уделить больше внимания.

Зачем нужна подушка из песка

Зачем нужна песчаная подушка под фундамент, важно выяснить перед строительством дома. Это очень полезный элемент, который:

1. Помогает исправить неровности котлована и траншеи. Это позволяет сэкономить бетонный раствор.
2. Уменьшает нагрузку на почву.
3. Позволяет избежать подвижности грунта во время весенних паводков.
4. Улучшает прочность просадочного и нестабильного грунта.
5. Используется для замены пучинистой земли, чтобы увеличить несущую способность. Это сделает фундамент прочным, целостным, увеличивает его долговечность.
6. Облегчает процесс постройки дома на болотах.
7. Не дает талым водам подмачивать основание здания, а также защищает от проникновения грунтовых вод.
8. Делает фундамент устойчивым к воздействию высоких температур.
9. Обеспечивает стабилизацию конструкции, не позволяет ей оседать.

Учитывая эти функции, становится понятно, для чего она нужна.

Какой песок лучше

Какой песок нужен зависит от местности. Специалисты рекомендуют воспользоваться гравелистым песком. Он обеспечит уплотнение, и конструкция не усядется через некоторое время.

Но часть строителей отдают предпочтение прослойке из песка и щебня, так как эта смесь предотвращает подтопление и выравнивает поверхность.

Песок или щебень – это популярные материалы, но не менее часто используют и песчано-гравийную подушку под фундамент.

Устройство в зависимости от фундамента

Для чего нужна песчаная подушка под фундамент знают все строители. Но не каждый специалист убежден в ее эффективности. Есть мнение, что для определенных вариантов он не подходит.

Ленточный

Ленточный фундамент используют с небольшой толщиной песчаной подушки только для зданий небольшого размера.

Расчет песчаной подушки нужно проводить так, чтобы ее ширина была на несколько десятков сантиметров больше ширины ленты.

Чтобы выровнять грунт и избежать проникновения жидкости в фундамент, а также для других целей, все действия нужно выполнять в правильной последовательности:

1. Помещают слой песка, какой необходим для данного типа грунта и ровно его распределяют по площади.
2. Умеренно увлажняют песок водой, чтобы он плотнее уселся, и его легче было утрамбовать.
3. Чтобы получилась плотная подушка без пустот, и дом не просел, для утрамбовки прибегают к специальной строительной технике.
4. Выполняют устранение любых неровностей на подушке, чтобы этого не пришлось делать в дальнейшем во время сооружения фундамента.
5. Обрабатывают рабочую поверхность гидроизоляционным слоем.

Важно проверить тщательность утрамбовки. Если на ней не будет следов, значит, работа проведена правильно.

Песчаная подушка под фундамент не нужна, если используется монолитное основание. Это возможно при условии непучинистого грунта. Также подушка под фундамент без песка допускается, если в планах построить дом на песчаной почве.

Создать основание из ФБС невозможно без песчаной подушки. Такой фундамент на песчаной подушке без заглубления требует предварительного выравнивания неровностей, образовавшихся после снятия разрыхленного слоя грунта.

Если поставить фундамент из блоков сразу на грунт, то под ним образуются пустоты и дом постепенно неравномерно просядет.

Столбчатый

Столбчатый фундамент – это прочное основание, но его нужно подкрепить песком и гравием. Что сначала песок или щебень следует выяснить, чтобы не допустить серьезных ошибок. Сначала под свайный фундамент помещают твердые фракции гравия среднего размера и разбавляют все это песком. Чтобы компоненты прилегли друг к другу поплотнее, их заливают небольшим количеством воды и трамбуют.

Высота песчаной подушки допускается до 30 см.

В конце на поверхность кладут полиэтилен, чтобы в подушку не впитывалась вода.

Плитный

Фундамент плита на песчаной подушке имеет такое же устройство, как и ленточный, но выполняется по всей площади котлована. Для создания правильной прослойки, необходимо выяснить, как сделать, и нужна ли она для этого типа основания. Процедура проводится так:

1. Вырывают отверстие в земле под фундамент и тщательно ровняют его дно.
2. Помещают туда определенное количество гравия или щебня. Сколько сантиметров насыпать определяют по плотности грунта. Если она небольшая, то достаточно пятнадцати сантиметров.
3. На щебень насыпают песок. Какой лучше речной или карьерный выбирают на свое усмотрение. Если планируется небольшой коттедж, то достаточно будет 10 см. Это позволит распределить нагрузку одинаково на всю площадь основания.
4. Утрамбовывают с применением виброплиты.

Нужна или нет прослойка, многие строители спорят. Но большинство сходится на мнении, что без нее не обойтись.

Перед установкой фундамента покрыть песок гидроизоляцией.

Делаем подушку правильно

Если основание будет плохого качества, то возможен разрез стен, разрушается цоколь и появляются другие проблемы.

Под подошву фундаментов обязательно помещают геотекстиль. С помощью этого средства снижают риск проникновения влаги к основному материалу. Дальше необходимо насыпать слой выбранного материала.

Прежде чем приступать к работам, нужно очистить песок от загрязнений с помощью просеивания.

Когда весь материал будет засыпан, смыкают водоотталкивающий материал. В конце добавляют песка, но не больше, чем на пол сантиметра, чтобы незаглубленный фундамент на песчаной подушке не ухудшил свойства защитного покрытия.

Песчаная подушка на глине также используются в строительстве дома, но иногда лучше прибегнуть к более прочным вариантам. Решение принимают в зависимости от того, на каком грунте будет строиться здание. Если подземные воды рядом с поверхностью, то лучше создать прочную подошву, чтобы избежать проблем в будущем.

Согласно СНИП – строительным нормам и правилам, какой песок используют и высоту его насыпа определяют с расчетов и условий местности. Если они нормальные, то:

1. Для ленточного фундамента достаточно пятнадцатисантиметрового насыпа. После утрамбовки он должен быть высотой до 30 см.
2. Плиточное основание требует подсыпки в 10-15 см, а кирпичное – 25 см.
3. Если фундамент на столбцах или сваях, то требуется смесь из щебня и песка до 30 см, а иногда и до 60 см.

Если местность заболочена или подземные воды слишком близко к поверхности, то нужна помощь людей, разбирающихся в этих вопросах. Они определят для чего песчаная подушка под фундамент в этом случае и из чего ее сделать. Обычную прослойку для таких случаев использовать нежелательно. Чтобы повысить эффективность, нужно продолжить водоотводы, дренаж.

Для каких целей устраивают промежуточное звено между почвой и фундаментом, так это для соединения постройки с грунтом.

Во время насыпания нужно соблюдать ряд рекомендаций:

1. Сформировать откосы с крутизной в 1:1,15.
2. Посеять траву, выполнить одерновку и укрепить почву другими доступными способами.
3. Выполнить уклон не менее трех градусов от центра к наружной стороне.
4. Под подошвой фундаментов МТИ обязательно поместить геотекстиль.

Для обычного песка подходит любое подручное средство, но если добавить гравий, понадобится более тяжелая артиллерия в виде:

• виброноги. Для ее работы установлен мотор, который работает на дизельном топливе. Утрамбовывает материал большая пята.
• виброплиты. Подходит для устройства оснований плитного типа;
• виброкатка. С его помощью уплотняют песочную прослойку на строительных площадках большого размера.

Подобный подход к созданию подложки отличается массой преимуществ:

• не нужно много тратиться на материалы;
• почта не страдает от чрезмерной нагрузки;
• не нужно брать в аренду дорогую строительную технику, так как сделать насыпь более плотной можно доступными средствами.

Поэтому такие основания пользуются большой популярностью в строительстве. Они обеспечивают устойчивость фундамента и защищают дом от усадки, разрушения цоколя и других повреждений, которые способны повлечь за собой существенные финансовые затраты.

Источник

Подушка для столбчатого фундамента

В любой из конструкций фундаментов устойчивость и долговечность опорной системы и, конечно, самого здания на 50% зависят от качества обустройства подушки, на которую, собственно, и опираются элементы фундаментной системы. И чем выше опора и меньше ее сечение, тем сильнее влияние качества отсыпки под подошвой. Для столбчатого фундамента, как ни для какого другого, очень важно сделать опорную площадку прочной и малочувствительной к воздействию влаги и мороза.

Как и чем отсыпать основание столбчатого фундамента

Технология постройки столбчатой системы должна обеспечить несколько основных условий нормального существования и работы столбчатых опор:

• Равномерное перераспределение нагрузки от веса здания на пласты грунта, удерживающего столбчатые блоки и опоры. Устройство подушки должно обеспечить выравнивание или своего рода растекание напряжений по всей площади бетонной пятки опоры. Таким образом, исключаются местные сколы бетонной поверхности и условия для развития трещин;
• При правильном устройстве подушки подсыпочный слой позволяет эффективно удалять влагу из окружающего опору грунта, что крайне важно для предупреждения возникновения эффекта пучения и выдавливания блоков на поверхность;
• Увеличивать несущую способность опорных пластов за счет уплотнения структуры породы.

Обустройство подушки для различных вариантов столбчатого фундамента

Конструкция столбчатого фундамента предусматривает изготовление опор относительно небольшого удлинения. Наиболее длинные опорные элементы изготавливают для глубокого залегания, в среднем на 1-1,2 метра. Отношение ширины к длине такой опоры по параметрам примерно соответствует параметрам свайного фундамента. Такие столбы имеют очень небольшую опорную поверхность пятки, но зато из-за глубокого погружения в грунт менее чувствительны к боковой нагрузке, чем мелкозаглубленные и незаглубленные опоры.

Столбы подобной конструкции чаще всего используют на твердых обломочных и песчаных грунтах. Чтобы опору не выдавило на поверхность, достаточно выполнить песчаную подушку толщиной не менее 15 см и плиту уширения в основании столба. Столбчатый фундамент на песчаной подушке способен успешно противостоять пучению и промерзанию грунта.

Чаще всего столбчатые фундаменты изготавливают из бетонных блоков ФБС. В этом случае грунт просто освобождается от остатков растительности, дерна, корней, отсыпается подушка под блок на ширину опоры и последовательно трамбуется вибростанком. В теории большого веса бетонного блока должно быть достаточно, чтобы зафиксировать опору на месте. В качестве обязательного условия является выполнение уклонов и водоотводящих желобов. Поверхность грунта между такими опорами заполняется песком, перемешанным с мелким гравием. Дождевая и талая вода может смывать часть отсыпанного слоя песчаной подушки, поэтому до завершения строительства песок вокруг столбчатых опор необходимо подсыпать и подтрамбовывать.

По завершению строительства дома, обустройства системы водоотвода, утепления и навешивания забирок фундамента незаглубленные опоры практически не страдают от пучения и вымывания основы подушки.

Самым распространенным в частном домостроении является мелкозаглубленный столбчатый фундамент. В этом случае бетонные столбы устанавливаются на подушку в грунте на глубину до полуметра. Такая конструкция получается дешевле, чем в случае использования столбчатых опор глубокого погружения, и намного устойчивее, чем схема на незаглубленных столбах. Но именно эта схема столбчатого фундамента оказалась наиболее чувствительной к качеству подготовленной опорной площадки.

Обустройство опорной подушки столбчатого фундамента

Специалисты рекомендуют, независимо от конструкции и глубины установки опор столбчатого фундамента, изготавливать опорную подушку с учетом следующих требований:

1. Обеспечить максимальное отведение поверхностных и грунтовых вод;
2. Подушку под опору выполнять толщиной не менее 30-40 см из песка, бутового камня и щебня;
3. Независимо от характеристик пучения грунта выполнять обработку засыпки и непосредственно подушки строго в соответствии с технологией уплотнения;
4. Выполнять утепление фундамента.

Таким образом, при правильно построенной подушке, эффективном отведении воды и даже небольшом уровне теплоизоляции столбчатый фундамент будет сохранять несущую способность при любой температуре окружающей среды.

Особенности подушки под литую опору мелкозаглубленного фундамента

К недостаткам данного типа фундаментных систем относится тот факт, что столб или опора мелкозаглубленного фундамента устанавливается в грунт на очень небольшую глубину, 30-50 см. В этом смысле опорная система по своим функциям и характеристикам очень схожа с мелкозаглубленным ленточным фундаментом. В обоих случаях поверхностный слой грунта фиксирует опорную часть фундамента и делает всю конструкцию максимально жестокой при наименьших затратах бетона и арматуры. Если уровень грунтовых вод невысок, и нет включений глины, основание под фундамент можно изготовить обычной отсыпкой из гравия.

Но так же, как и мелкозаглубленная лента, столбчатый вариант способен выдерживать нагрузку от веса здания только в условиях отсутствия воды в грунте и при очень мощной и жесткой подушке. В данном случае устройство подушки выполняется в следующем порядке:

1. Откапывается мини котлован на глубину не менее метра;
2. В донной части рекомендуется уложить дренажную трубу, или же выполнить дренаж всего участка на глубину не менее 60-70 см, это позволит эффективно сушить подушку и предупреждать возможное заиливание песка, используемого при ее строительстве;
3. На дно котлована отсыпается небольшое количество крупного щебня или бутового камня, слой должен составлять не более 2-3 см. Первый и последующие слои, уложенные в подушку опор, необходимо очень тщательно трамбовать электрической или механической трамбовкой;
4. Общий слой щебня должен составлять не менее 20 см. Далее в основание подушки отсыпается более мелкая фракция, 15-20 мм, и тоже тщательно утрамбовывается. На поверхность гравия укладывается слой геотекстиля и отсыпается тонким слоем смеси из щебеночного отсева и крупного песка.

Если грунт имеет большое количество включений из глинистых конкреций и суглинков, поверх песчаного слоя подушки можно уложить дополнительный слой мелкой щебенки и тоже тщательно утрамбовать в течение 10-15 минут.

Размеры подушки под опору должны быть вдвое больше сечения опоры столбчатого фундамента. Если выступающая над грунтом часть опоры столбчатого фундамента по высоте больше, чем два диаметра столба, рекомендуется подошву опорного элемента забетонировать на ширину всей подушки и армировать металлической сеткой.

Часть бетонного раствора при заливке опалубки проникает в тело подушки и схватывается с гравием. В таком случае получается отлитый из бетона опорный элемент, стоящий на подушке, обладающей высоким сопротивлением, несущей характеристикой и минимальной усадкой. После отливки подошва столбчатой опоры полностью повторяет поверхность подушки, благодаря чему нагрузка распределяется максимально равномерно.

После удаления опалубки и нанесения гидроизоляции пространство между бетонным телом опоры и стенками котлована необходимо заполнить засыпкой из песка, глины и гравия. В нижнюю часть котлована отсыпается смесь песка и глины, далее слой керамзита, и верхний слой состоит из песка, глины и гравия.

Обустройство подушки под фундаментные блоки

Зачастую при изготовлении столбчатого фундамента опоры не отливаются из армированного бетона, а выкладываются из готовых бетонных блоков или кирпича. Для незаглубленных вариантов процедура обустройства подушки во многом схожа с технологией, приведенной выше, с той только разницей, что верхний слой подушки выполняется не из гравия, а из смеси крупного гравийного песка и скального отсева. Нижний слой толщиной в 10 см отсыпается из некрупной щебенки 20-30 мм в вырезанном по месту установки опоры углублении, слой тщательно утрамбовывается, укладывается геотекстиль и засыпается слоем смеси из песка и отсева. Перед установкой бетонного блока опоры верхний слой тщательно выравнивается по горизонту. Такого рода опоры необходимо дополнять бетонной отмосткой на ширину не менее толщины подушки.

Основные проблемы с использованием подушки столбчатого фундамента

Относительная внешняя простота построения столбчатого фундамента в некоторых случаях становится причиной нарушения технологии обустройства столбов и опорной подушки.

Случай первый.

Зачастую очень толстые и мощные опоры прекрасно выдерживают огромное давление, но только, если нагрузка на столб направлена строго по вертикали. Появление небольшого горизонтального усилия приводит к перераспределению нагрузки, передаваемой от бетонной подошвы на поверхность подушки. Край бетонного блока начинает деформировать основу из песка и щебенку, опора начинает проворачиваться и в конечном итоге опрокидывается.

Причиной подобной ситуации является низкая твердость отсыпанной подушки и неправильно распределенный вес на столбчатую конструкцию. Вместо уплотненного грунта, нескольких слоев щебенки и очень тонкого, всего в 2-3 см слоя песка, зачастую поверхность под опору просто отсыпается щебенкой и слоем песка. Со временем основная часть грунта уплотняется, выдавливается и вымывается водой из-под краевых зон столба. В результате вместо распределенного по подошве давления возникает точечное, сосредоточенное в центре, или еще хуже, смещенное к краю столбчатого элемента усилие. В этом случае опрокидывание – только вопрос времени.

Случай второй.

Еще одной распространенной ошибкой является использование при обустройстве подушки избыточного количества песка, зачастую даже без щебенки, при очень высокой грунтовой воде и отсутствии дренажа. Более дефицитную щебенку заменяют толстенным, до 60-70 см толщиной слоем песка, набранного из ближайшей ямы, часто с включениями глины и остатками плодородного слоя.

В таких условиях,даже без нагрузки, столбчатый элемент фундамента способен просесть и отклониться от вертикального положения, независимо от глубины заделки в грунт. Чаще всего эффект проявляется при сезонном подъеме воды в почве

Попытки усилить подушку фундамента отсыпкой дополнительного количества песка и выравниванием столбчатой опоры дают временный результат, и в дальнейшем ситуация повторяется. Спасти столб можно только переделкой подушки и установкой скважинного дренажа. В этом случае из котлована пробивается канал или скважина к дренажной трубе, отсыпается крупная щебенка, все трамбуется. Далее закладывается геотекстиль, слой песка и слой мелкого гравийного отсева.

После установки опоры на новую подушку необходимо проконтролировать уровень первичной осадки под собственным весом и под нагрузкой. Если осадка продолжается, то от использования столбчатого фундамента в таких условиях лучше отказаться или переходить к усиленным вариантам.

Спасти опору можно усилением подушки установкой наклонной, направленной буронабивной сваи. Но подобные работы есть смысл проводить, если из-за конструкции дома нет возможности сделать фундамент «по-человечески».

Заключение

Подушка для столбчатого фундамента имеет первостепенное значение для обеспечения остойчивости. Поэтому для любых видов грунта, может быть, кроме скальных пород, главной задачей является построение очень мощного дренажа и полноценного опорного пятна. В этом случае попытка просто заменить трехслойный утрамбованный пятачок увеличением размеров основания ни к чему хорошему не приведет. На какое-то время опора столбчатого фундамента будет вести себя достаточно устойчиво, но из-за подтопления однозначно появится крен. Исключением может быть ситуация, когда опорные столбы фундамента устанавливаются в очень мощном пласте гравийного песка.

Источник