Щелевой фундамент что это такое

Щелевой фундамент для дома

Ленточный фундамент – это распространенный тип основы под постройку. Существующие его варианты различаются глубиной заложения, применяемыми стройматериалами, особенностями возведения. Так на устойчивых грунтах с большой глубиной залегания подземных вод возможно строительство фундамента щелевого, являющегося разновидностью ленточного. При этом бетоном заливают арматурный каркас, установленный в траншее без опалубки. Щиты устанавливают только для создания цокольной части. Опора подобного типа подходит лишь под нетяжелые строения.

Особенности конструкции щелевого основания

Постройка дома и практически любой постройки начинается с возведения основания. Под небольшие строения, имеющие относительно небольшой вес, довольно часто возводят щелевой, плитный, столбчатый или свайный типы фундаментов.

Арматурный каркас под заливку бетоном в траншее

Под щелевым основанием понимают сплошной ленточный монолитный (железобетонный) фундамент. Его разрез имеет вид прямоугольника. Особенность такой основы заключается в том, что рабочий раствор заливают непосредственно в выкопанную траншею. При этом опалубку в углубление не устанавливают, а монтируют только в верхней (цокольной) части фундамента. При этом стены траншеи являются щитами под нижнюю часть опорной конструкции. Из-за наличия неровностей на них обеспечивается лучшее сцепление массы грунта с бетоном при заливке.

На практике встречаются также многощелевые фундаментные конструкции, состоящие из нескольких тонких стен толщиной от 10 до 20 см, расположенных параллельно друг к другу. Они возводятся путем заливки прорезанных в грунте траншей с арматурой бетонной смесью.

Популярно щелевое основание при строительстве следующих сооружений:

• гаражей;
• бань;
• строений, хозяйственного назначения;
• малоэтажных, нетяжелых домов.

При выборе данного основания следует учитывать следующие требования:

• подземные воды на участке под застройку должны залегать глубоко;
• необходимо, чтобы грунт был плотным, не пучинистым.

Если грунт непучинистый, то обходятся мелкозаглубленным вариантом.

Тип почвы и гидрогеологические условия местности определяют, проводя исследования самостоятельно либо привлекая для этого специалистов. Второй вариант является надежнее при отсутствии навыков выполнения подобных работ.

По своей сути основа щелевого типа является приспособлением фундамента ленточной конструкции под потребности и возможности индивидуального застройщика. На песчаных или рыхлых почвах использовать его нельзя, потому что стенки траншей будут осыпаться.

Плюсы и минусы щелевого фундамента, взаимодействие с грунтом

Достоинства и недостатки у щелевого фундамента практически такие же, как и у ленточного. Это связано с идентичностью конструкций.

Наиболее характерные плюсы и минусы щелевых опорных конструкций представлены в таблице ниже.

№	Достоинства	Недостатки
1	уменьшение объема работ по выкапыванию траншей и монтажу щитов	можно возводить только на глинистых, плотных грунтах
2	улучшенное сцепление бетона с грунтовой массой	нельзя использовать на участке пучинистым грунтом, из-за сцепления стенок основы с ним
3	простая технология строительства	ограничен вес возводимых построек
4	возведение конструкции не оказывает разрушительного влияния на близлежащие строения и инженерные коммуникации	прочность бетона может снизиться, если заливку выполнять в сухую почву

Время проведения земляных работ снижается практически вдвое. Ускорить рытье траншей позволяет привлечение техники.

Из-за лучшего сцепления монолитной железобетонной ленты с грунтом при его пучении возможны следующие последствия:

• при равенстве нагрузки от строения (либо большей ее величине) силе морозного выталкивания, деформации сооружения не происходит;
• если силы пучения больше, то основа выталкивается из грунта и разрушается вместе с возведенной постройкой.

При строительстве жесткого щелевого фундамента на почвах подверженных сильному пучению сооружение может и не растрескаться, только со временем появится его крен в какую-то сторону.

При возведении основы снижается объем земляных работ и по установке опалубки, сокращается время строительства. Итогом является уменьшение себестоимости проведения строительства. Простота технологии позволяет возводить основу щелевого типа своими руками без посторонней помощи.

Технология строительства

Технология строительства опорной конструкции щелевого типа практически идентична возведению ленточного фундамента. Нюансы заключаются в монтаже щитов.

Основание щелевого типа возводится в следующей последовательности:

• подготавливают застраиваемый участок: выравнивают его поверхность (при этом снимают плодородный слой), производят вырубку кустов и деревьев, уборку камней и мусора;
• согласно плану делают разметку территории, отмечая фундаментный периметр колышками, с натянутой между ними веревкой;
• выкапывают траншеи, складывая грунт с выемок подальше, чтобы он не осыпался обратно и не мешал работать;
• дно выемки утрамбовывают;
• в канаву засыпают песчано-щебневую подушку с толщиной слоя приблизительно 0,1-0,15 м;
• трамбуют засыпку, поливая ее периодически водой;
• укладывают гидроизоляционный материал (плотный полиэтилен либо рубероид), чтобы бетон не отдавал воду в почву;
• только под цокольную часть монтируют опалубочную конструкцию;
• проводят работы по армированию ленты: внутрь траншеи устанавливают каркас из металлических или пластиковых прутьев сечением около 10 см;
• послойно (высотой 02,2-0,3 м) заливают бетон, утрамбовывая при этом каждый ряд;
• после набора требуемой прочности бетоном опалубку демонтируют, продолжая строительство.

Ширина выкапываемых траншей должна равняться аналогичному параметру фундаментной основы, а глубина высчитывается, исходя из гидрогеологических особенностей участка, величины предполагаемой нагрузки, отметки промерзания почвы. Подошва может быть шире ленты. Это улучшит ее несущие показатели.

Поливание песчаной подушки обеспечивает лучшую ее трамбовку, чем на «сухую». Но при заглубленном варианте основы такая прослойка не нужна.

Опалубку часто изготавливают из ламинированных листов фанеры или ровных досок. Это позволяет получить гладкую поверхность монолита, что уменьшит объем отделочных работ. Современный рынок также предлагает относительно дешевые пластиковые щиты.

Если планируется цоколь сделать из готовых железобетонных блоков, шлакоблоков или других подобных материалов, то опалубку не устанавливают.

Дно и стенки фундаментной конструкции при необходимости можно утеплить, например, пенополистиролом, а также изолировать от влаги с помощью рулонных гидроизоляционных материалов.

Арматурный каркас часто делают двухслойным. Его рекомендуется располагать так, чтобы вокруг него со всех сторон была бетонная прослойка толщиной минимум 5 см. Пруты из металла соединяют с помощью сварки или вязальной проволоки. Пластиковые стержни соединяют часто специальными хомутами.

Заливку следует сделать за день, чтобы не было отдельных монолитных рядов, хуже связанных между собой и ослабляющих возводимую конструкцию. Для равномерного застывания бетон накрывают полиэтиленом, а в первые дни его смачивают водой. Достижение прочности монолитом происходит примерно за месяц. Это время определяется климатическими условиями региона.

Строительство щелевого фундамента для дома или другой постройки проводится аналогично возведению ленточного. При этом нижняя его часть, заливаемая прямо в траншею, лучше контактирует с грунтом. Важным моментом является правильное определение гидрогеологических условий на участке, чтобы данное основание было надежным. Ошибки, допущенные в этом отношении, могут иметь негативные последствия, вплоть до разрушения возведенного сооружения. Также нужно точно соблюдать технологию строительных работ, чтобы получить качественный результат.

Источник

Когда применим щелевой фундамент

Если бригада, приглашённая вами для изготовления фундамента, предлагает отлить монолитную железобетонную ленту прямо в грунте, будьте внимательны. Для них она проще в изготовлении, а для вас может быть просто неприемлемой. Специалист рассказывает об особенностях применения такой конструкции.

Щелевым называют монолитный ленточный железобетонный фундамент прямоугольного сечения, при изготовлении которого бетон укладывают непосредственно в выкопанную траншею — «в распор» грунта. Делают их обычно в связанных глинистых грунтах, в песчаных грунтах их не применяют, так как стенки траншеи в них будут осыпаться.

Цоколь можно делать как единую конструкцию с фундаментом или раздельно — в виде кирпичной или блочной кладки (рис. 1а, б). В первом случае опалубку выставляют от поверхности грунта на высоту цоколя.

Щелевые фундаменты более экономичны по сравнению с традиционными, устроенными в траншеях с применением опалубки (рис. 1в). Поэтому они более привлекательны при строительстве малоэтажных зданий.

Особенности щелевых фундаментов

В традиционных ленточных фундаментах нагрузка от дома на основание передаётся через подошву. Сопротивление грунта обратной засыпки в расчётах не учитывают.

При устройстве щелевых фундаментов за счёт неровности бортов траншей и плотной (с виброуплотнением или штыкованием) укладки бетона получается хорошее сцепление боковой поверхности конструкции с грунтом, который может воспринимать значительную часть нагрузки от дома. Поэтому для получения экономичных конструкций в расчётах учитывают сопротивление грунта как по их подошве, так и по боковой поверхности. Как будет показано ниже, это достижимо не во всех грунтовых условиях.

Щелевые фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания, рассчитывают по деформациям осадок и на устойчивость против воздействия касательных сил пучения. Для мелко-заглублённых щелевых фундаментов в пучинистых грунтах помимо указанных расчётов следует выполнять расчёт по допустимым деформациям пучения. Если площадь подошвы щелевых конструкций определяют по допустимому сопротивлению грунта, рассчитанному на основе его физико-механических характеристик, то осадки будут в допустимых пределах и отдельного расчёта не требуют.

Так как подавляющее большинство строительных площадок представлено пучинистыми грунтами, для заглублённых щелевых фундаментов под малоэтажными домами основным является расчёт на устойчивость, а для мелкозаглублённых — расчёт и на устойчивость, и по деформациям пучения.

Для заглублённых конструкций устойчивость обеспечивают превышением расчётной нагрузки от дома над максимальными суммарными касательными силами пучения (рис. 2, кривая 2). В этом случае деформации пучения равны нулю.

Для мелкозаглублённых фундаментов деформации пучения должны быть равны нулю при промерзании грунта на глубину заложения их подошвы. Устойчивость в этом случае обеспечивается при гораздо меньших, чем у заглублённых фундаментов, суммарных силах пучения.

Щелевые фундаменты в пучинистых грунтах

Промерзание грунта начинается с поверхности. По мере продвижения фронта промерзания в толщу пучинистого грунта по боковой поверхности фундаментов возникают касательные силы пучения, возрастающие с понижением температуры воздуха и грунта (рис. 2, кривая 1).

Цементирующей составляющей в грунте является лёд. Смерзание его с бетонной поверхностью зависит от температуры грунта. Например, в Московской области отрицательные среднемесячные температуры достигают максимума в январе (рис. 2, кривая 3). В этот же период достигают своего максимального значения удельные касательные силы. В дальнейшем, при снижении среднемесячной температуры в феврале удельные касательные силы уменьшаются, но суммарные силы ещё некоторое время продолжают увеличиваться за счёт увеличения глубины промерзания, а затем тоже снижаются (рис. 2, кривая 2).

ЕСЛИ НАГРУЗКИ ОТ ДОМА РАВНЫ ИЛИ ПРЕВЫШАЮТ РАСЧЁТНЫЕ СУММАРНЫЕ КАСАТЕЛЬНЫЕ СИЛЫ ПУЧЕНИЯ, ТО ФУНДАМЕНТ БУДЕТ УСТОЙЧИВ, А ДЕФОРМАЦИИ ПУЧЕНИЯ РАВНЫ НУЛЮ.

Если нагрузки от дома меньше суммарных касательных сил пучения, то фундамент будет перемещаться вместе с грунтом. При этом подошва отрывается от основания, и под ней образуется полость, куда может попасть грунт со стен траншеи при весеннем оседании дома. Это становится причиной накопления остаточных деформаций пучения.

Весной фундамент может не прийти в исходное положение и в том случае, если нагрузка от дома окажется меньше сил трения грунта. Это явление часто наблюдается при применении заглублённых щелевых фундаментов для малоэтажных домов, строящихся на пучинистых грунтах.

Подвижка здания вверх свидетельствует о неустойчивости и, следовательно, о ненадёжности фундамента.

Если щелевой фундамент выполнен в виде пространственной жёсткой рамы и сопротивление на изгиб поперечного сечения достаточно для сохранения надфундаментных конструкций, то при деформациях пучения не повреждается кладка стен в домах из кирпича или других кладочных материалов. Однако образуется крен всего дома, который с годами может нарастать.

При применении мелкозаглублённых щелевых фундаментов устойчивость здания обеспечивают, выбрав соответствующую глубину заложения (рис. 36), а допустимые деформации пучения — устроив в траншее под фундаментом противопучинную подушку.

В результате получают ещё и значительную экономию бетона.

Однако следует иметь в виду, что по мере выглубления фундаментов может потребоваться увеличение ширины их опорной части. При этом цоколь можно оставить прежней ширины.

Если грунтовые воды во время работ расположены выше глубины промерзания, то устроить надёжное основание трамбованием противопучинной подушки не получится. Поэтому траншею следует разрабатывать глубиной на 10-20 см выше уровня воды, а допустимые деформации пучения обеспечить за счёт уширения траншеи. То есть в этом случае переходят к устройству обычных мелкозаглублённых фундаментов.

Особенности проектирования щелевых фундаментов

Нагрузка от дома воспринимается грунтом как по боковой поверхности фундамента, так и под его подошвой. Если грунты основания непучинистые, то допустимую нагрузку на фундаменты можно рассчитывать как сумму расчётных сопротивлений грунтов. Если грунты слабопучинистые, то допустимую нагрузку на фундаменты следует принимать только по расчётному сопротивлению грунта под подошвой. Если же грунты средне- или сильно-пучинистые, то допустимую нагрузку следует принимать по расчётному сопротивлению грунта под подошвой с учётом увеличения нагрузки на фундаменты за счёт негативного трения грунта, возникающего весной на их боковой поверхности.

Это — первая особенность проектирования щелевых фундаментов, требующая пояснений. Весной при опаивании распученного грунта начинается процесс его консолидации (уплотнения) и оседания. За счёт увеличенной шероховатости боковой поверхности происходит зависание части грунта на фундаментах. Появляется так называемое отрицательное (негативное) трение. Общая нагрузка на фундаменты возрастает.

Такое взаимодействие фундаментов с грунтом продолжается лишь короткое время весной, но происходит оно из года в год и может стать причиной повышенных осадок фундаментов.

Вторая особенность, которую следует учитывать при проектировании щелевых фундаментов, состоит в том, что за счёт той же шероховатости боковой поверхности возрастают касательные силы пучения, которые следует учитывать при расчёте фундаментов на устойчивость.

Не будем касаться особенности расчётов. Важно, что мы можем получить значения нагрузок от дома, при которых обеспечивается устойчивость заглублённых щелевых фундаментов в пучинистых грунтах и, следовательно, возможность их применения. Ниже в таблице приведены значения таких нагрузок при нормативной глубине промерзания 1,4 м. Опыт многолетних расчётов малоэтажных домов показывает, что диапазон характерных нагрузок для всех домов составляет 2,0-14,0 тс/м. В кирпичных двухэтажных домах нагрузки на отдельные фундаменты могут достигать значений 18,0 тс/м. Как видим, область надёжного применения заглублённых щелевых фундаментов в пучинистых грунтах под малоэтажными домами существенно ограничена.

Условия надёжного применения щелевых фундаментов
1. Вертикальные стенки траншей не должны обрушиваться вплоть до окончания укладки бетона.
2. Уровень грунтовых вод во время работ должен быть ниже дна траншей.

Если в результате прошедших дождей на дне траншей образовались лужи, их необходимо вычерпать. Если грунт в этих местах пришёл в текучее или текучепластичное состояние, его необходимо срезать до уровня первоначального состояния.

3. Заглублённые щелевые фундаменты в непучинистых грунтах применимы по устойчивости под всеми домами независимо от теплового режима дома, а также под кирпичными отапливаемыми домами в два (и выше) этажа в слабопучинистых грунтах. Во всех остальных случаях заглублённые щелевые фундаменты не применимы под малоэтажными домами в пучинистых грунтах по условию надёжности.

Источник