Устройство мелкозаглубленного фундамента столбчатого на сваях (буронабивных или заливных)
Еще одним скоростным видом строительства основы легкого дома является возведение столбчатого фундамента на сваях. Здесь роль столбов выполняют заливные или готовые заводские сваи, которые при помощи специальной установки вбиваются (ввинчиваются) в грунт на нужную глубину. Малое количество времени, которое тратится на обустройство свай, компенсирует их высокую стоимость. Установка этого типа основания является не дешевой процедурой, что при самостоятельном строительстве сводит на «нет» основную идею экономии.
Первый вариант
Схема приготовления бетонной смеси.
По периметру будущего дома роют неглубокую траншею. В ней бурят скважины и производят заливку свай. Верхнюю часть свай покрывают гидроизолирующим материалом. На дно траншеи между концами свай засыпают песок. Он должен размещаться на одном уровне с концами свай. Затем сверху на песок укладывается рубероид. Затем монтируется опалубка, которая изнутри обивается пергамином или толем. Это делается с той целью, чтобы к щитам опалубки не прилипал бетон. Снаружи делаются подпорки. Наружные стенки опалубки связываются поперечными брусками. Это вызвано той необходимостью, которая предусматривает сохранение целостности конструкции опалубки, когда будет заливаться бетонный раствор. Далее во внутреннее пространство опалубки устанавливают арматурный каркас. Его привязывают к выпускам арматуры из концов свай. Когда это сделано, заливают бетон. При его заливке нужно делать протыкивания стальным прутком для выхода воздуха из бетона и обеспечения его плотности и прочности. После высыхания бетона опалубку снимают, убирают песок. При этом между ростверком и грунтом остается зазор в 20 см. Ростверк готов.
Второй вариант
Схема стобчатого мелкозаглубленного фундамента из ж/б блоков.
На небольшом расстоянии от земли между концами свай устанавливается опалубка наподобие коробки с дном. Именно в нее монтируется каркас из арматуры, заливается бетон. Остальные работы производятся такие же, что и в первом варианте. Между грунтом и бетоном остается расстояние. Для того чтобы эту конструкцию утеплить, нужно изготовить забирку. Она будет служит для утепления подполья и будет препятствовать попаданию грязи и снега.
Следующий этап – гидроизоляция ростверка. При его возведении не следует забывать и про устройство вентиляционных отверстий – продухов. Их расположение, количество, размеры необходимо спланировать заранее, до заливки бетонной смесью.
Готовый ростверк, после того как дом полностью построен, имеет смысл отделать под камень, кирпич или другой материал в соответствии с общим стилевым оформлением фасада дома.
Расчет ленточного фундамента для частного дома
Глубина заложения. Подошву заглубленного ленточного фундамента чаще всего располагают на глубине околов 200 мм ниже промерзания грунта; при наличии подвала нижний край стен должен находиться на 200-300 мм ниже уровня подвала.
Что касается мелкозаглубленных ленточных фундаментов, то минимальная глубина их заложения варьирует в зависимости от нормативной глубины промерзания грунта.
Для Московской области оптимальной глубиной для мелкозаглубленного фундамента будет предел 0,75 — 1 м.
Высоту надземной части фундамента рекомендуют принимать равной его ширине, умноженной на 4. Нежелательно, чтобы надземная часть была по высоте больше подземной.
Ширина ленты фундамента – важнейшая характеристика, требующая инженерного расчета и зависящая от несущей способности грунта. За счет ширины фундамента регулируется распределение удельной нагрузки здания на грунт. По нормативам она должна составлять не более 70% от несущей способности (расчетного сопротивления) подлежащего грунта на единицу его площади.
Для расчета ширины определяется суммарная нагрузка (вес здания в килограммах), это значение делится на длину фундамента (в сантиметрах) и несущую способность грунта (в кг/см2). Ориентировочные значения расчетного сопротивления разных типов грунта можно узнать из СНиП 2.02.01-83 (СП 22.13330.2010) «Основания зданий и сооружений».
Дом на ленточном фундаменте
Общий вес здания складывается из веса всей постройки и ее обстановки плюс снеговая и ветровая нагрузка.
При подсчете «мертвого» веса здания суммируется вес следующих его элементов: наружных стен и внутренних перегородок вместе с отделкой и утеплителем, перекрытий со стяжкой (если она есть), теплоизоляцией и напольным покрытием, фронтонов, стропильной системы, кровельного пирога. Окна и двери обычно не учитываются. Понятно, что для такого расчета необходимо иметь уже готовый проект дома и расчет требуемого количества строительных и отделочных материалов.
Для определения веса обстановки дома можно воспользоваться расчетным значением полезной нагрузки на перекрытия жилого дома из СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2010) «Нагрузки и воздействия» – это 195 кг/м2. Данные по снеговой и ветровой нагрузке для каждого региона приведены в этом же документе, при этом в расчет фундамента закладывается 30% от значения ветровой нагрузки по СНиП.
Эти цифры суммируются и умножаются на коэффициент запаса прочности, равный 1,3.
Важно помнить, что фундамент по ширине не может быть меньше опирающейся на него стены. На практике минимальная ширина фундамента одноэтажного дома с мансардой на грунтах с хорошей несущей способностью составляет около 30 см; для двухэтажного коттеджа минимальная допустимая ширина начинается с 50 см, а для просторного загородного дома высотой 2-3 этажа – с 65 см
На практике минимальная ширина фундамента одноэтажного дома с мансардой на грунтах с хорошей несущей способностью составляет около 30 см; для двухэтажного коттеджа минимальная допустимая ширина начинается с 50 см, а для просторного загородного дома высотой 2-3 этажа – с 65 см.
Ленточный фундамент
Что следует учесть при устройстве фундамента мелкого заглубления
Устраиваются мелкозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах
Запрещена заливка МЗЛФ на биогенных органических грунтах, например, торфяных, сапропельных (отложения пресноводных водоемов), а также на глине. На фото видно, что уже их внешний вид не сулит ничего хорошего.
Тип грунта
Уровень подземных вод
Чем ближе вода находится к поверхности земли, тем более неустойчивым будет МЗЛФ
Мелкозаглубленный ленточный фундамент — таблица уровень подземных вод
- Нагрузка на фундамент
- Перепад высоты
Если рельеф местности характеризуется значительным перепадом высоты (дом на склоне), то устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента на нем достаточно проблематично. В таком случае обустраивается обычный ленточный фундамент или выравнивается значительная площадь под МЗЛФ. С точки зрения затрат времени и денежных средства – оба варианта равноценны.
Глубина заложения
Статья по теме: Интерьер американского дома в стиле модерн в США
Она представляет собой высоту от нижней точки фундамента, так называемой подошвы – до нулевой отметки (поверхности земли).
Климат (глубина промерзания почвы)
Достаточно распространено среди строителей закладка мелкозаглубленного ленточного фундамента на высоте, которая рассчитывается по формуле – глубина промерзания минус 20%. Так можно быть уверенным, что фундамент будет подниматься вместе со строением.
Минимальная глубина мелкозаглубленного ленточного фундамента регламентируется СНиП II-Б.1-62.
Глубина мелкозаглубленного ленточного фундамента СНиП — таблица
Глубина промерзания грунта для некоторых городов России приведена в таблице.
Глубина промерзания грунта для городов России — таблица
Также можно воспользоваться калькулятором расчета глубины промерзания грунта.
Использование утеплителя
Единственное правило, которое следует учесть: чем холоднее местность, тем больший слой утеплителя нужно заложить под отмосткой вокруг дома
В своё время во внимание принималось следующее утверждение: чем больше глубина заложения основы, тем он ближе к теплой земле, тем меньше на него действует пучинистая нагрузка. Но при появлении современных качественных утеплителей (родиной которых считается Финляндия, Норвегия и другие страны с холодным климатом) начали укладывать мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками с одновременным утеплением основания здания, так называемой отмосткой
Единственное правило, которое следует учесть: чем холоднее местность, тем больший слой утеплителя нужно заложить под отмосткой вокруг дома.
Экструдированный пенополистирол или другой утеплитель не теряет своих свойств от намокания. Но он не предназначен для того, чтобы по нему ходили, поэтому после укладки его следует задекорировать плиткой или другим удобным, красивым и практичным материалом.
Сделать отмостку вокруг дома из утеплителя даже большей ширины, чем требуется, – это все равно дешевле и проще, чем рыть глубокую траншею, заливать большой объем бетона, тратить время на ожидание усадки. Таким образом, вы экономите время, деньги и облегчаете свой труд.
Еще одним преимуществом такого устройства является долговечность. Со временем природа все равно возьмет свое, и даже самый качественный бетон начнет разрушаться под воздействием оказываемых на него температурных нагрузок. При рассмотренном выше варианте установки дома под основанием с большой утепленной площадью земля остается теплой в течение всего холодного времени, а на почву под зданием не оказывается давление пучинистых грунтов.
Земля имеет одну особенность: пока грунт не прогретый, он забирает в себя энергию, охлаждая дом, а когда прогретый, то он сам становится источником тепла и превращается в слой утеплителя. Когда укладывается мелкозаглубленный фундамент при наличи отмостки температурная ситуация под домом стабилизируется, теплопотери сводятся к нулю. Как только прогревается пара метров грунта под домом, так он сам становится утеплителем.
Неравномерные усадки фундамента на пучинистом грунте
Усадка возможна и неизбежна даже на плотном скалистом грунте, не говоря о пучинистых слоях. Распространенные деформационные явления от усадки грунта:
- Изгибание фундамента внутрь или наружу: чаще всего вызвано неравномерностью усадки. Изгибание вверх опаснее, так как отражается на прочности стропильной системы и кровли,
- Боковые сдвиги: если одна часть ленты просела, а другая – поднялась, то возможно движение объекта в сторону. Зона посередине этого отрезка – наиболее опасная,
- Наклон здания может произойти, если объект высокий, а фундамент – незаглубленный или мелкозаглубленный,
- Дом перекосился: это последствия неравномерных усадок локальных участков основания,
- Горизонтальный сдвиг: смещение локальных участков у фундамента во время вспучивания грунта.
Для минимизации или полного нивелирования возможных усадок и последствий на пучинистых участках желательно использовать легкие стройматериалы: ячеистые бетоны, дерево, полый кирпич, керамзитоблоки.
Схема заложения МЗЛФ для дома из пеноблоков
Морозное пучение глин
Мерзлотоведение – это раздел инженерной геологии и очень серьезная наука, которая в числе прочего разрабатывает особые методы исследования особенностей промерзших грунтов и способы качественного строительства на этих крайне непростых грунтах.
Влажная глина промерзает довольно сложным образом. Глина замерзает не сразу всем массивом, так как она имеет поры, хотя визуально это и не заметишь. Сначала становится льдом вода в крупных порах и цементирует частицы грунта, в результате чего слабая глина превращается в скальный грунт, который можно разрабатывать только киркой, а то и взрывчаткой. Увеличение объема при замерзании около 9%. Понятно, что весной эта скала превратится в грязь.
Но на замерзании воды в порах грунта дело не заканчивается, поскольку в течении долгой зимы идет процесс постоянного возрастания влажности глины, по причине подсоса грунтовой воды из нижнего горизонта. А если УГВ высокий и эта вода рядом – замерзший грунт может вобрать ее столько, что образует целые прослойки из льда, при этом настолько увеличит свой объем, что легко и просто поднимет дом, вспучит дорожную одежду из асфальтобетона, деформирует железнодорожные полотна и взлетную полосу аэродрома и т. подобное. Десятки сантиметров пучения зимой – явление нередкое.
А весной налицо результат этого явления, получившего название морозного пучения – жидкий растаявший грунт становится грязью, асфальт разрушен, на дороге ямы и выбоины, здания дали просадку, а фундамент пошел трещинами. И ремонт зачастую уже не поможет.
Еще одно «интересное» явление – промерзший водонасыщенный грунт имеет свойство смерзаться с фундаментом, в том числе и со сваей, как и с любой подземной конструкцией. Давление от мерзлого грунта, возникающее при этом, настолько велико, что ломает сваи. На вертикальные поверхности фундаментных стен эти силы действуют по касательной, и разрушая, и выталкивая строения из земли. Одно из эффективных средств предотвратить все это – устроить вертикальную гидроизоляцию фундамента с применением рулонных материалов, это существенно снизит сцепление и заставит мерзлый грунт «скользить» по поверхности, при этом касательные силы пучения будут в значительной степени нивелированы.
Но профессиональные строители и дорожники не просто имеют кучу неприятностей от процесса морозного пучения, а вполне эффективно с ним борются. Способы разные, иногда с применением химии. Но на своем участке лучшим методом борьбы с пучинами является простое средство – осушение. Если удалось отвести воду, устроив эффективную систему дренажа, то пучение или не возникнет, или будет намного слабее.
Но прежде чем бороться, нужно узнать врага в лицо. Чтобы возвести капитальный дом на глинистом грунте, нужны геологические исследования и проектные расчеты. Обращение в проектную организацию в данном случае будет практичным решением, а строительство с соблюдением технологий, и по проекту, выполненному специалистами, избавит от неприятных сюрпризов в дальнейшем.
В случае, когда строится баня, гараж или небольшой дом, выполнить качественный фундамент на глинистой почве возможно самостоятельно, изучив вопрос технически и руководствуясь строительными нормативами.
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.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Учитывая существующие ограничения, МЗЛФ широко распространен среди частных застройщиков (ИЖС) и высоко оценивается ими за экономичность и возможность строить своими руками.
Область применения МЗЛФ
Мелкозаглубленный ленточный фундамент используется для небольших зданий без подвала. Такой вариант позволит снизить финансовые и трудовые затраты на возведение ленты под дом за счет уменьшение объема бетона и количества арматуры. При этом прочностные характеристики грунтов должны быть достаточными, чтобы выдержать здание. Предварительно требуется выполнить расчет.
Схема устройства МЗЛФ.
Такой тип фундамента также используют при залегании воды в грунте на расстоянии 1,5 м и более. В этом случае применить ленту глубокого заложения без затратных мероприятий по водопонижению невозможно.
МЗЛФ чаще всего устраивается под здания из относительно легких материалов:
- древесина;
- деревянные панели (каркасные дома);
- легкие бетоны (пенобетон, газобетон и т.д.).
Глубина залегания ленты может быть разной. Чаще всего она назначается в переделах 70 — 100 см. Точная величина зависит от прочностных характеристик грунта, этажности здания и используемых для строительства материалов. При этом расположение уровня грунтовой влаги должно быть на 50 см ниже отметки подошвы фундамента. В противном случае есть вероятность повреждения конструкций.
Особенности гидроизоляции фундамента
Существует два вида гидроизоляции:
- Горизонтальная. Состоит, как правило, из двух слоев рубероида, промазанных изнутри битумной мастикой. Нижняя сторона ленты изолируется еще перед монтажом армпояса, верхняя изолируется после окончания процесса затвердения.
- Вертикальная. На боковые поверхности ленты наносятся специальные материалы, предохраняющие бетон от проникновения внутрь влаги. Существует множество материалов для вертикальной гидроизоляции — пропиточные, обмазочные или оклеечные средства. Наиболее эффективными признаны пропитки, современные материалы, полностью исключающие впитывание влаги в бетон. Большинство специалистов не имеют опыта работ с ними, поэтому большой популярности они пока не получили.
Некоторые владельцы игнорируют гидроизоляцию, мотивируя это устойчивостью бетона к воздействию воды. Но они не учитывают, что влага воздействует не только на бетон, но и на металлические элементы, древесину и прочие детали, способствуя разрушению или гниению.
Поэтому отказываться от установки гидроизоляции не рекомендуется.
Выполнение работ
Технологический процесс строительства следующий: выполняется разметка, роется траншея, устраивается подушка, укладывается труба дренажа (если есть в этом необходимость), делается отмостка с утеплением и гидроизоляция, устанавливается армирующий каркас, заливается бетонный раствор или устанавливаются блоки, выполняется утепление. Ничего сложного здесь нет, и мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте вы вполне сможете устроить своими руками. Чтобы процесс строительных работ не вызывал сложностей, приведем некоторые рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.
Подготовительные работы и расчет
Массу его определяют, исходя из геометрических параметров фундаментной основы и плотности раствора. Чтобы найти объем основы, беру длину фундамента, равную периметру здания и длине внутренних стен несущего типа, умножают на ширину и высоту ленту, предварительно переведя значения в метры.
Плотность бетонного раствора зависит от его марки. Из его объема отнимаем потребность в арматуре (объем металла), и у нас получится необходимое количество бетонной смеси. Умножив это значение на показатель плотности бетона, получим его массу.
Переходим к подготовительным работам, для чего размеры фундаментной основы переносятся на участок местности, запланированный под строительство. Контуры размечаются шнуром, натянутым по колышкам.
Следующий этап строительства мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах своими руками – подготовка площадки под застройку. Ее необходимо очистить от мусора, снять верхний слой плодородной земли.
Траншею копают необходимой глубины. Как правило, эта величина составляет о пятидесяти до семидесяти сантиметров, двадцать из которых отводится под устройство песчаной подушки. После этого боковые стены фундаментной траншеи выстилаются материалом для гидроизоляции. Для этого используют толь или специальную пленку.
Слоями насыпается на дно траншеи песок и тщательно трамбуется, пока высота подушки не достигнет двух десятков сантиметров.
Построение опалубки
Лучше всего для этого использовать обрезные доски. Их прочно скрепляют, чтобы опалубочные щиты под давлением бетонной смеси не развалились.
Щиты выставляются вдоль фундаментной траншеи с двух сторон, подпираются брусами. Для придания дополнительной прочности их соединяют перемычками. Высота щитов должна соответствовать значению цокольной части, остающейся над поверхностью земли.
Армирование
Для того, чтобы придать бетонной смеси нужную прочность, в ее основу закладывают арматурный каркас. Для плетения сетки используют стальные прутья сечением 1.2 – 2 см, которые связываются простой проволокой.
Для каждого ряда используют от четырех до шести прутьев. Работа вполне выполнима своими руками, так как сетка вяжется легко. Фундаментная основа с таким каркасом прослужит значительно дольше, так как данный вариант меньше подвергается воздействию температурных перепадов.
Устанавливая в траншее арматурную решетку, рекомендуется использовать пластиковую трубу, из которой нарезаются подставки
Такая мера предосторожности необходима, чтобы острые края металла преждевременно не повредили гидроизоляционный слой
Готовая сетка укладывается аккуратно, конструкция должна получиться единым целым, чтобы образовалась монолитная жесткость
Армированию уделяется особое внимание, так как каркас своей сутью представляет фундаментный скелет
Гидроизоляция
Перед установкой арматурного каркаса устраивается гидроизоляционный слой. Для этого по песчаной подушке раскладывается простой полиэтилен, старый рубероид либо иные битумно-полимерные материалы.
Материал для гидроизоляции укладывается таким образом, чтобы его края выступали за щиты опалубочной конструкции.
Бетонирование
Заключительный этап строительства фундаментной основы – заливка в подготовленную траншею бетонного раствора. Его готовят непосредственно перед началом бетонирования. Для этого потребуются:
- чистый песок;
- цементный материал;
- вода;
- щебенка.
Во время заливания смеси необходимо выполнять вибрирование, используя специальное оснащение или простую палку. Основная цель – удалить пузырьки воздуха, образующие пустотные участки. Такая работа придаст вашему фундаменту дополнительную прочность.
Смесь тщательно трамбуется и выравнивается, чтобы на поверхность фундамента легко выполнялась кладка строительных материалов.
Удельное давление на грунт подошвы фундамента
Суммировав полученные составляющие нагрузки бани, делим общий вес строения на принятую площадь подошвы фундамента, определяем искомое удельное давление бетонного основания р (т/м2). Различные типы грунта имеют свой показатель предельного сопротивления нагрузкам R (т/м2). Эта величина указана в нормативной документации ДБН В.2.1-10-2009. Значение удельного давления здания на грунт р (т/м2) должно быть меньше величины предельного сопротивления грунта R (т/м2). Если это условие выполняется, значит, площадь подошвы фундамента достаточна для грунта с данными свойствами. Для придания запасной прочности сооружения величина р должна быть меньше значения R на 15-20%.
Если значение р равно или больше R, площадь подошвы следует увеличить. Откорректированные параметры конструкции необходимо проверить, повторно проведя приведенный расчет. При этом закладываются новые параметры бетонного основания. Фундамент из блоков ФБС рассчитывается по такому же принципу.
Грунт и глубина
Начиная определять оптимальную глубину заложения ленточного фундамента, в первую очередь следует обратить внимание на качество грунта. Во многом именно эта характеристика определяет, возможно ли вообще возведение в этом месте фундамента такого типа, и если да, то насколько заглубленного
Заглубление изменяется в зависимости от вида грунта следующим образом:
- • скалистая порода отличается особой устойчивостью и прочностью, из-за этого возведение ленточного фундамента возможно просто на его поверхности, без какого-либо заглубления;
- • илистые почвы для постройки ленточного фундамента не годятся, так как прочность их слишком мала, а спрогнозировать их поведение при замерзании и половодье крайне сложно;
- • грунт с большим содержанием торфа перед возведением основы для дома требует создания дренажей и подушек из песка и гравия, толщина которых должна быть не менее полуметра. С учетом этого проще возводить на такой почве свайно-ленточный фундамент, глубину заложения которого делают равной глубине залегания прочного пласта, на который будут опираться сваи;
- • песчаная почва более устойчива, если состоит из крупных частиц. Строительство на мелкопесчаном грунте невозможно, а на средне- и крупнопесчаном требует глубины заложения фундамента от полуметра до 80-ти сантиметров;
- • крупнообломочный грунт является очень надежным видом и по своим качествам стоит на втором месте после скального. На такой поверхности без опасений можно возводить мелкозаглубленный фундамент. В том же случае если в этом грунте обнаруживается значительная примесь мелкого песка и глины, при строительстве ленточного фундамента глубина заложения должна быть около полуметра;
- • глинистая почва требует заглубления основания постройки как минимум на 25 сантиметров ниже, чем уровень максимального промерзания почвы.
