Мелкозаглубленный ленточный фундамент (далее МЗЛФ) — это один из видов ленточных фундаментов, который характеризуется небольшим заглублением, значительно меньшим глубины промерзания грунта, и относительно не большим расходом бетонной смеси. В данной статье рассмотрены основные преимущества и недостатки МЗЛФ, наиболее частые ошибки при их сооружении, упрощённая методика расчёта подходящая частным застройщикам (не профессионалам), рекомендации по устройству фундамента своими руками.
Основными достоинствами МЗЛФ являются:
— экономичность — расход бетона значительно ниже, чем при строительстве обычного ленточного фундамента. Именно этот фактор чаще всего определяет выбор данной технологии при малоэтажном строительстве;
— сниженные трудозатраты — меньший объём земляных работ, меньший объём приготавливаемого бетона (особенно это важно, когда нет возможности произвести заливку готовой смеси с миксера);
— меньшие касательные силы морозного пучения, обусловленные уменьшенной площадью боковой поверхности фундамента.
Однако при строительстве МЗЛФ необходимо строго соблюдать технологию, легкомысленное отношение к процессу может привести к появлению трещин, и тогда все вышеперечисленные достоинства, как говорится, вылетят в трубу.
1) выбор основных рабочих размеров фундамента вообще без какого-либо (даже самого упрощённого) расчёта;
2) заливка фундамента непосредственно в землю без выполнения обсыпки непучинистым материалом (песком). По рис. 1 (справа) можно сказать, что в зимнее время года грунт будет примерзать к бетону и, поднимаясь, тащить ленту кверху, т.е. на фундамент будут действовать касательные силы морозного пучения. Особенно это опасно, если МЗЛФ не утеплён и не обустроена качественная отмостка;
3) неправильное армирование фундамента — выбор диаметра арматуры и числа стержней на своё усмотрение;
4) Оставление МЗЛФ не нагруженным на зиму — рекомендуется весь цикл работ (сооружение фундамента, возведение стен, и обустройство отмостки) выполнять за один строительный сезон до наступления сильных морозов.
Расчёт МЗЛФ, как и любого другого фундамента, основывается, во-первых, на значении нагрузки от веса самого дома и, во-вторых, на расчётном сопротивлении грунта. Т.е. грунт должен выдерживать вес дома, передаваемый на него через фундамент. Обратите внимание, что именно грунт держит на себе массу дома, а не фундамент, как некоторые полагают.
Если рассчитать вес дома при желании обычный частный застройщик ещё сможет (например, при помощи нашего онлайн-калькулятора расположенного ), то определить расчётное сопротивление грунта на своём участке самостоятельно не представляется возможным. Данная характеристика рассчитывается профильными организациями в специализированных лабораториях после проведения геолого-геодезических изысканий. Всем известно, что процедура эта не бесплатная. В основном прибегают к ней архитекторы, делающие проект дома, они же потом на основании полученных данных рассчитывают фундамент.
В связи с этим приводить в рамках данной статьи формулы для расчёта размеров МЗЛФ смысла нет. Мы рассмотрим случай, когда застройщик ведёт строительство своими силами, когда он не проводит геолого-геодезические изыскания и не может точно знать расчётное сопротивление грунта на своём участке. В такой ситуации размеры и конструкцию МЗЛФ можно выбрать по приведённым ниже таблицам.
Характеристики фундамента определяются в зависимости от материала стен и перекрытий дома и его этажности, а также от степени пучинистости грунта. Как можно определить последнюю описано
Таблица 1: Отапливаемые здания со стенами из облегчённой кирпичной кладки или из газобетона (пенобетона) и с железобетонными перекрытиями.
Примечания:
— цифра в скобках указывает материал подушки: 1 — песок средней крупности, 2 — песок крупный, 3 — смесь песка (40%) с щебнем (60%);
— данную таблицу можно использовать и для домов с деревянными перекрытиями, запас прочности будет ещё больше;
— варианты конструкций фундаментов и варианты армирования смотрите ниже.
Таблица 2: Отапливаемые здания со стенами из утеплённых деревянных панелей (каркасные дома), брёвен и бруса с деревянными перекрытиями.
Примечания:
— цифры в скобках обозначают тоже, что и в таблице 1;
— над чертой значения для стен из утеплённых деревянных панелей, под чертой — для бревенчатых и брусовых стен.
Таблица 3: Незаглубленные фундаменты неотапливаемых бревенчатых и брусовых построек с деревянными перекрытиями.
Примечания:
— над чертой значения для бревенчатых стен, под чертой — для стен из бруса.
Варианты конструкции МЗЛФ на средне- и сильнопучинистых грунтах обозначенные в таблицах буквами показаны на рисунках ниже:
1 — монолитный железобетонный фундамент; 2 — песчаная засыпка пазух; 3 — песчаная (песчано-щебёночная) подушка; 4 — арматурный каркас; 5 — отмостка; 6 7 — гидроизоляция; 8 — цоколь; 9 — поверхность грунта; 10 — песчаная подсыпка; 11 — дёрн.
Вариант а. — верхняя плоскость фундамента совпадает с поверхностью земли, цоколь выложен из кирпича.
Вариант б. — фундамент выступает над поверхностью на 20-30 см., образуя низкий цоколь или являясь частью цоколя.
Вариант в. — фундамент возвышается над грунтом на 50-70 см., при этом он же является и цоколем.
Вариант г. — незаглубленный фундамент-цоколь; в таблице 3 видно, что такие фундаменты используются для неотапливаемых деревянных построек.
Вариант д. — применяется вместо вариантов б. или в. , когда ширина подошвы фундамента значительно превышает толщину стены (более чем на 15-20 см).
Вариант е. — мелкозаглубленный ленточный фундамент на песчаной подсыпке используется довольно редко на слабых (заторфованных, заиленных) грунтах при высоком уровне грунтовых вод для деревянных построек. В зависимости от размеров постройки подсыпка делается либо под каждой лентой, либо под всем фундаментом сразу.
Армирование МЗЛФ производится сетками из рабочей арматуры и вспомогательной арматурной проволоки. Рабочая арматура располагается в нижней и в верхней части фундамента, при этом она должна быть погружена в толщу бетона примерно на 5 см. Нижняя сетка работает на прогиб фундаментной ленты вниз, а верхняя — на выгиб ленты вверх. Располагать рабочую арматуру посередине ленты (как иногда можно увидеть в интернете) нет никакого смысла.
Таблица 4: Варианты армирования фундаментов.
Схемы армирования МЗФЛ показаны на следующем рисунке:
а. — сетка с двумя стержнями рабочей арматуры; б. — сетка с тремя стержнями рабочей арматуры; в. — Т-образный стык; г. — Г-образный угловой стык; д. — дополнительное армирование МЗЛФ с большой шириной подошвы, когда подошва шире цоколя более чем на 60 см (дополнительная сетка располагается только в нижней части.
1 — рабочая арматура (А-III); 2 — вспомогательная арматурная проволока ∅ 4-5 мм (Вр-I); 3 — стержни вертикальной арматуры ∅ 10 мм (А-III), соединяющие верхнюю и нижнюю сетки; 4 — арматура для усиления угла ∅ 10 мм (А-III); 5 — соединение проволочными скрутками (длина скрутки не менее 30-ти диаметров рабочей арматуры); 6 — дополнительная рабочая арматура ∅ 10 мм (А-III).
Мелкозаглубленные ленточные фундаменты на непучинистых и слабопучинистых грунтах не обязательно делать только из монолитного бетона. Можно использовать и другие местные материалы, например, бутовый камень, красный керамический кирпич. МЗЛФ закладывается на 0,3-0,4 метра без песчаной подушки. Причём для деревянных зданий и одноэтажных кирпичных (или газобетонных) фундаменты можно даже не армировать.
Для 2-х и 3-х этажных домов со стенами из каменных материалов МЗЛФ армируется. Фундаменты из бетона усиливаются по 1-му варианту армирования (см. таблицу 4 выше). Фундаменты сложенные из бута или кирпича усиливаются кладочными сетками из арматуры Вр-I ∅ 4-5 мм с размером ячеек 100х100 мм. Сетки кладут через каждые 15-20 см.
Конструкции МЗЛФ на непучинистых и слабопучинистых грунтах показаны на рисунке ниже:
1 — фундамент; 2 — цоколь; 3 — отмостка; 4 — гидроизоляция; 5 — черновой пол (показан условно); 6 — сетки из проволочной арматуры, 7 — армирование по 1-му варианту (см. таб.4)
Варианты а. и б. — для деревянных и одноэтажных кирпичных (газобетонных) зданий.
Варианты в. и г. — для двух- и трёхэтажных кирпичных (газобетонных) зданий.
Ширина подошвы b определяется в зависимости от этажности здания и материала стен и перекрытий.
Таблица 5: Значения ширины подошвы МЗЛФ на непучинистых и слабопучинистых грунтах.
1) Перед тем как приступать к строительству фундамента, при необходимости нужно обеспечить качественный отвод поверхностных дождевых вод с соседних участков от пятна застройки. Делается это путём отрывки водоотводных канав.
2) Размечается фундамент и отрываются траншеи. Рекомендуется приступать к земляным работам только после завоза на стройплощадку всех необходимых материалов. Процесс отрывки траншеи, заливки ленты, обратной засыпки пазух и сооружения отмостки желательно организовать непрерывным. Чем менее он растянут по времени, тем лучше.
3) Вырытые траншеи застилаются геотекстилем. Делается это для того, чтобы песчаная подушка и песчаная засыпка пазух со временем не заиливалась окружающим их грунтом. При этом геотекстиль свободно пропускает воду и не даёт возможности прорастать корням растений.
4) Послойно (слоями 10-15 см) засыпается песчаная (песчано-щебёночная) подушка с тщательной утрамбовкой. Пользуются либо ручными трамбовками, либо площадочными вибраторами. Не стоит относиться к трамбовке легкомысленно. Мелкозаглубленные фундаменты не такие мощные, как фундаменты залитые на всю глубину промерзания и поэтому халява здесь чревата появлением трещин.
5) Выставляется опалубка и вяжется арматурный каркас. Не забывайте сразу предусматривать подвод к дому воды и канализации. Если фундамент является и цоколем помните о продухах (не относится к постройкам с полами по грунту).
6) Заливается бетон. Заливка всей ленты должна производиться непрерывно, как говорится, в один заход.
7) После схватывания бетона (летом 3-5 дней) снимается опалубка и делается вертикальная .
8) Производится обратная засыпка пазух крупным песком с послойным трамбованием.
9) Сооружается отмостка. Желательно (особенно при небольшой высоте фундаментной ленты) делать отмостку утеплённой. Эта мера дополнительно уменьшит силы морозного пучения, воздействующие на МЗЛФ зимой. Утепление производят экструдированным пенополистиролом.
Как уже говорилось в начале статьи, не допускается оставлять МЗЛФ незагруженным или недогруженным (здание построено не полностью) на зиму. Если всё же такое произошло, сам фундамент и грунт вокруг него нужно укрыть любым теплосберегающим материалом. Использовать можно опилки, шлак, керамзит, солому и т.п. Чистить снег на пятне застройке также при этом не нужно.
Возводить мелкозаглубленный ленточный фундамент в зимнее время года в промёрзшем грунте крайне не рекомендуется.
В комментариях к данной статье Вы можете обсудить с читателями свой опыт в строительстве и эксплуатации МЗЛФ либо задать интересующие Вас вопросы.
Чтобы возвести фундамент для дома, необходимо тщательно исследовать грунт и изучить его характеристики. От характера грунта на участке будет зависеть выбор фундамента.
Различные типы грунта обладают разной несущей способностью. От несущей способности грунта зависит, сколько лет простоит дом, не подвергаясь воздействию грунтовой воды, морозному пучению, усадке и деформированию.
Фундамент для дома выбирают, руководствуясь следующими критериями:
Все типы грунтов подразделяются на следующие группы:
Каменистые и скальные грунты представляют собой мелкие и крупные частицы, не содержащие почвенных элементов. Данные грунты не подвержены пучению, так как в них отсутствует вода. Скальные и каменистые основания не меняют свои свойства и считаются идеальными для закладки фундамента.
Хрящеватые грунты включают в себя смесь камней, глины и песка. Любой вид фундамента на хрящеватых грунтах простоит не одно десятилетие, он не подвержен воздействию воды.
Песчаный грунт состоит из зернового песка, который хорошо пропускает воду и трамбуется при строительстве. Фундамент на крупнозерновом песке не замокает. Глубина промерзания песчаного грунта достигает 1 метра.
Глинистые грунты содержат в себе много влаги, подвержены размоканию и сильному пучению. В холодное время года глина промерзает на 1,5 метра. Фундамент на таком грунте, без замены почвы и устройства песчаной подушки быстро разрушится.
Суглинки и супеси состоят из песка и глины. Грунт промерзает, удерживает влагу и сильно размокает в случае преобладания глинистой части.
Торфяные грунты обильно насыщены водой. Уровень залегания грунтовых вод очень высок. Залегают торфяники на осушенных болотах. Почва легко продавливается и способна затянуть фундамент.
Болотистой почвой называют неоднородный грунт, который состоит из торфа, песчаника и глины. Такая почва имеет разную плотность и разную водонасыщенность.
При возведении фундамента на болотистой почве следует сделать геологическое исследование грунта. Полученные сведения помогут выбрать нужный фундамент.
В зависимости от типа грунта, глубина его промерзания может достигать 2х метров. Чем больше грунт насыщен водой, тем сильнее он промерзает и пучится в холодное время года.
Материалы, используемые для заложения фундамента:
Столбчатый фундамент
является самым дешевым и легко возводимым основанием. Возводят данный тип фундамента под легкие каркасные дома из деревянного материала. Наличие погреба и подвала на таком фундаменте не предусматривается.
Конструкция столбчатого фундамента состоит из шурфов, которые бурят на участке. В полученные ямы устанавливают арматурный каркас и заливают бетонный раствор до уровня основания. Чтобы вывести столбы выше уровня земли, устанавливают опалубку и отливают столбы необходимой высоты. Размещают столбы по углам и на ширине 1,5 – 2х метров друг от друга.
В последнее время, для столбчатого основания используют технологию ТИСЭ.
Ее смысл заключается в том, что шурфы расширяют к низу, а далее армируют и заливают бетоном. Такая техника используется, чтобы упрочнить несущую способность столбов.
Установка столбчатого фундамента проходит на легких грунтах, не подверженных пучению и сдвигам. Применение столбов на неустойчивом основании приведет к расшатыванию и разрушению фундамента.
Столбчатый фундамент с ростверком выполняют по той же технологии, что и классический столбчатый, но дополнительно укрепляют при помощи перевязки.
Перевязка усложнит процесс заложения фундамента, но позволит возвести здание из тяжелых материалов (бетон, кирпич).
Устанавливают ростверк с небольшим заглублением в грунт на песчаной подушке и проводят единое армирование столбов и ростверка.
Глубокозаглубленный ленточный фундамент является самым надёжным.
Его закладка осуществляется на глубине ниже уровня промерзания грунта.
Данную основу возводят, если предусматривается строительство подвала. Глубокозаглубленный фундамент используют на любых почвах из-за высокой надежности и удерживания здания любого веса.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент представляет собой монолитную железобетонную конструкцию (как минимум по уровню грунта) и надстройку из кирпича. Глубина залегания ленты — 50-70 см, иногда меньше. Под лентой устраивается песчаная подушка 20-30 см толщиной. При хорошей влагоизоляции можно обустроить как минимум подпол, а иногда и погреб внутри периметра фундамента.
Такой фундамент позволяет уже применять в качестве перекрытий бетонные пустотные плиты и возводить любое малоэтажное здание. Но такая основа на глинистом или песчаном грунте треснет и неравномерно осядет.
Монолитный фундамент является единственным возможным видом фундамента на торфяниках и неустойчивых грунтах. Устройство такого фундамента практически не требует никаких земляных работ, кроме отсыпки песчаной подушки 20-30 см. Затем на подушке отливается монолитная плита под размер дома или чуть больше. Дом как бы плавает на таком фундаменте и состояние грунта слабо влияет на его устойчивость. Монолитная плита на таких почвах не разрушается и не подвергается пучению.
Такой фундамент весьма недорог именно за счет исключения земляных работ. Единственные ограничения — участок не должен иметь сильного уклона, потому что подушка будет потихоньку сползать. Кроме того, о подвале и погребе придется забыть.
Если же подвал все же нужен, то делают его так: выкапывается котлован на необходимую глубину. На дне котлована устраивается подушка из песка и щебня и отливается монолитная плита. На плите возводят из блоков или путем монолитного бетонирования стены подвала. С наружной стороны они тщательно гидроизолируются. Затем пространство между стенками подвала и стенками котлована засыпается.
Свайный фундамент лучше всего подходит для болотистой почвы. Различная высота свай позволит скрыть неровность поверхности. А специальный состав, которым обрабатываются сваи, защитит их от коррозии.
Для болотистой почвы сваи могут быть железобетонными или комбинированными. Они забиваются в грунт вибропогружением или вдавливанием, пока не будут установлены на твердый грунт. Такой фундамент будет очень прочным и долговечным, даже если сам грунт нестабилен.
Заложение фундамента с учетом особенностей грунта, располагаемого на участке строительства, позволит обеспечить надежность конструкций и сохранность основы до 150 лет.
Величина заглубления фундаментов напрямую зависит от глубины промерзания грунта, а значит от вида грунтов, величины их морозного пучения и на участке.
В статье об площадки под строительство дома мы уже касались вопроса о том, что на рынке есть недобросовестные компании, ведущие строительные работы и предлагающие своим заказчикам уже готовые проекты деревянных домов с фундаментами, не проводя при этом предварительных геологических изысканий. От услуг такого застройщика стоит отказаться уже потому, что в зависимости от региона, глубина промерзания грунта по СНиП может разниться, причем довольно существенно.
Ведь глубина, на которую роются траншеи для заливки фундамента или величина заглубления винтовых свай на юге страны намного меньше, чем в Москве и Московской области. Где, в свою очередь, глубина промерзания так же меньше, чем на севере Карелии или в Мурманской области. К тому же Расчетная глубина промерзания грунта должна дополнительно корректироваться с учетом теплотехнического расчета в случае применения постоянной теплозащиты основания.
Далее в этой статье приведены графические и табличные выдержки из нормативных источников как СССР (впрочем, с тех пор ничего в нашем климате не изменилось), так и современной России с зонами сезонного промерзания грунтов, их глубинами, и параметрами на это влияющими.
При расчете фундаментов в Российской Федерации следует руководствоваться указаниями основного документа: СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83), а так же СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», и еще несколькими руководящими документами. Согласно им,глубина заложения фундамента должна приниматься с учетом:
Согласно п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) она рассчитывается очень просто – h=√М*k. То есть квадратный корень из суммы абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе, умноженный на коэффициент, равный:
Согласно для Вологды таблица среднемесячных температур за год выглядит так:
| Месяц | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь |
| Температура | -11,6 | -10,7 | -5,4 | 2,4 | 10,0 | 15,0 | 17,2 | 15,3 | 9,4 | 3,2 | -2,9 | -7,9 |
Применяя формулу h=√М*k, суммируем все абсолютные значения месяцев с отрицательными температурами и получаем число «М» равное 38,5 . Извлекаем квадратный корень из этого числа и получаем 6,20 . Далее умножаем 6,20 на коэффициент k=0,23 (для суглинков и глин) и в итоге имеем 1,43 .
h=√38,5 * 0,23 => h=1.43
То есть нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Вологде, в условиях суглинков и глин, составляет 1 метр 43 сантиметра . Соответственно, например для песков крупных, она составит 6,20*0,3=1,86 м .
Дело в том, что этот коэффициент возрастает по причине укрупнения частиц грунта – ведь чем они крупнее, тем больше расстояние между ними и тем глубже промерзает грунт в итоге. А для глинистых грунтов это еще влияет на их пучинистость. Чем больше воды накапливается между частицами, тем выше морозное пучение таких грунтов, ведь вода расширяется при замерзании.
Морозное пучение грунта - это свойство, определяющее деформацию грунта в процессе замерзания – оттаивания. Тем больше вспучиванию подвержен грунт при промерзании, чем больше воды в нем накапливается. Говоря научным языком, пучинистый грунт – это дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения.
Сильнее остальных морозному пучению подвержены пылеватые и глинистые грунты, наиболее проводящие и удерживающие влагу (объем грунта может увеличиваться до 10%, то есть при глубине промерзания 1,5 м – на 15 см). Песчаные грунты подвержены пучению гораздо меньше, а каменистые и скальные – практически не подвержены.
Ну и само собой получается, что чем больше в году месяцев с отрицательными температурами, тем глубже будет промерзать грунт.
Так, для справки, выглядит конечная сводная таблица глубин промерзания грунтов по СНиП для ряда городов.
| Город | М | √М | Глубина промерзания грунта по СНиП, м | ||
| суглинки и глины | песок мелкий, супесь | песок крупный, гравелистый | |||
| Архангельск | 46,1 | 6,79 | 1,56 | 1,90 | 2,04 |
| Вологда | 38,5 | 6,20 | 1,43 | 1,74 | 1,86 |
| Екатеринбург | 46,3 | 6,80 | 1,57 | 1,91 | 2,04 |
| Казань | 38,9 | 6,24 | 1,43 | 1,75 | 1,87 |
| Курск | 21,3 | 4,62 | 1,06 | 1,29 | 1,38 |
| Москва | 22,9 | 4,79 | 1,10 | 1,34 | 1,44 |
| Нижний Новгород | 39,6 | 6,29 | 1,45 | 1,76 | 1,89 |
| Новосибирск | 63,3 | 7,96 | 1,83 | 2,23 | 2,39 |
| Орел | 23,0 | 4,80 | 1,10 | 1,34 | 1,44 |
| Пермь | 47,6 | 6,90 | 1,59 | 1,93 | 2,07 |
| Псков | 17,9 | 4,23 | 0,97 | 1,18 | 1,27 |
| Ростов-на-Дону | 8,2 | 2,86 | 0,66 | 0,80 | 0,86 |
| Рязань | 34,9 | 5,91 | 1,36 | 1,65 | 1,77 |
| Самара | 44,9 | 6,70 | 1,54 | 1,88 | 2,01 |
| Санкт-Петербург | 18,3 | 4,28 | 0,98 | 1,20 | 1,28 |
| Саратов | 26,6 | 5,16 | 1,19 | 1,44 | 1,55 |
| Сургут | 93,3 | 9,66 | 2,22 | 2,70 | 2,90 |
| Тюмень | 56,5 | 7,52 | 1,73 | 2,10 | 2,25 |
| Челябинск | 56,6 | 7,52 | 1,73 | 2,11 | 2,26 |
| Ярославль | 38,5 | 6,20 | 1,43 | 1,74 | 1,86 |
Причем глубина промерзания грунтов по СНиП зависит не только от типа самих грунтов на строительной площадке, но косвенно еще и от толщины снежного покрова.
Поэтому когда вы расчищаете зимой снег на своём участке вы, сами того не подозревая, формируете в одном месте сугробы, а около дома – очищенную поверхность. Тем самым вы своими же руками создаёте неравномерность промерзания грунта на своем участке. А это может неблагоприятным образом сказаться на вашего деревянного дома. Поэтому, дополнительно ко всему, неплохо устроить по периметру дома посадки из кустарника, что так же будет формировать снежный вал над фундаментом и способствовать меньшей глубине промерзания грунта, вплоть до 10-15%.
2013 – 2017, . Все права защищены. При копировании статьи или любого ее фрагмента ссылка на первоисточник обязательна.
Глубину заложения фундаментов определяют с учетом вида грунтов, величины их сезонного промерзания, расположения уровня грунтовых вод, особенностей эксплуатации и конструкции дома. Для глин, суглинков и супесей, а также щебенистых, галечниковых и гравийных с глинистым наполнителем грунтов глубину заложения фундаментов принимают не менее величины глубины промерзания. При этом глубина промерзания для неотапливаемых помещений берется на 10% больше среднестатистической, для отапливаемых - на 20 - 30% меньше. Под внутренние стены отапливаемых помещений глубину промерзания можно в расчет не принимать, при условии, что с момента начала строительства и до заселения дома грунт промерзать не будет. То есть, строительство осуществляется за один теплый сезон, или будут приняты меры против промерзания грунта.
Ширина фундаментов в плане зависит от толщины стен с необходимыми теплосберегающими свойствами. Вес кирпичных строений довольно большой, поэтому часто минимальной ширины фундаментов, обусловленной толщиной стен, бывает недостаточно. Площадь основания фундаментов определяют по несущей способности грунта и тем нагрузкам, которые будут приходиться на это основание в процессе эксплуатации дома. Несущую способность грунтов можно определить по таблице 1.
| Виды грунтов | Несущая способность в Н/см 2 при глубине в м |
|
| 1 - 1,5 | 2 - 2,5 | |
| Супеси | 10 - 20 | 20 - 30 |
| Суглинки | 9 - 25 | 10 - 30 |
| Глины твердые | 20 - 40 | 25 - 60 |
| Глины пластичные | 8 - 25 | 10 - 30 |
| Пески гравелистые и крупные | 26 - 39 | 50 - 60 |
| Пески средней крупности | 19 - 30 | 40 - 50 |
| Пески мелкие маловлажные | 15 - 25 | 30 - 40 |
| Пески мелкие и очень влажные | 10 - 20 | 20 - 30 |
| Щебенистые и галечниковые с песчаным заполнением пор | 20 - 35 | 40 - 45 |
| Дресвяные и гравийные грунты, образовавшиеся из горных кристаллических пород | 37 - 44 | 50 |
| Дресвяные и гравийные грунты, образовавшиеся из осадочных горных пород | 20 - 25 | 35 - 40 |
|
Рисунок 1. Геологическая карта Подмосковья.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Более подробно с характеристиками грунтов и их воздействие на фундамент вы можете ознакомиться в цикле статей "Грунт - несущая основа фундаментов":
Нагрузки, приходящиеся на основание дома, складываются из многих составляющих. Это вес конструктивных элементов, природные воздействия (вес снегового покрова на крыше), эксплуатационные нагрузки (вес мебели, людей, бытовой техники и т.п.). Вес основных конструктивных элементов фундамента и стен дома определяют, исходя из строительного объема и удельного веса используемых материалов. Остальные нагрузки, приходящиеся на основание дома, можно определить, исходя из усредненных данных, приведенных в таблице 2.
| Конструктивные элементы дома и природные факторы | Нагрузки на основу дома, кг/м 3 |
| Элементы крыши: | |
| Кровля из листовой стали | 20 - 30 |
| Рулонное покрытие | 30 - 50 |
| Асбоцементные листы | 40 - 50 |
| Черепица гончарная | 60 - 80 |
| Перекрытия: | |
| Чердачное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м 3 | 70 - 100 |
| Чердачное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 500 кг/м 3 | 150 - 200 |
| Цокольное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м 3 | 100 - 150 |
| Цокольное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 500 кг/м 3 | 200 - 300 |
| Железобетонное монолитное | 250 - 350 |
| Бетонные плиты пустотные | 350 |
| Вес снегового покрова: | |
| Для средней полосы РФ | 100 |
| Для южных регионов РФ | 50 |
| Для северных регионов РФ | 190 |
| Эксплуатационные нагрузки: | |
| Для цокольного и межэтажного перекрытия | 210 |
| Для чердачного перекрытия | 510 |
Самыми опасными силами, действующими на фундаменты малоэтажных строений, являются силы морозного пучения . В тяжелых пучинистых грунтах, где присутствуют водонасыщенные глины, суглинки, супеси, они достигают 100 - 150 кПа, а вертикальные перемещения поверхностного слоя грунта при его промерзании на 1 - 1,5 м составляют 10 - 15 см. В результате действия этих сил в зимний период фундаменты поднимаются вверх, а весной снова опускаются на место. Неравномерность подъема и опускания дома приводит к перекосу стен и образованию трещин, "залечить" которые порой бывает невозможно. Поэтому конструкция фундамента должна быть такой, чтобы исключить вертикальное перемещение конструкций дома в зимний период. Избавиться от действия пучинистых грунтов поможет засыпка котлована непучинистыми материалами, как показано на рисунке 3.
Глубина заложения фундамента — проектируемая величина, которая зависит от типа здания или сооружения, климатической зоны, грунтов на участке и уровня залегания подземных вод. На эту величину также оказывает влияние конструкция здания (с подвалом или без), принцип его использования (с отоплением или без), этажность и масса.
Если говорить предметно, это та величина, на которую нужно будет закопать фундамент, для того чтобы он обеспечивал стабильную опору для сооружения. Бывают они двух видов:
Согласно нормам строительства для того чтобы противостоять силам морозного пучения, подошву необходимо заглублять на 15-20 см ниже уровня промерзания для грунта. При выполнении этого условия фундамент называют «глубокого заложения» или «заглубленный».
При глубине промерзания больше 2 метров проведение земляных работ имеет очень большие объемы, велик также расход материалов и очень высока цена. В этом случае рассматривают другие типы фундаментов — свайные или , а также возможность заложения выше нормативной точки промерзания. Но это возможно только при наличии грунтов с нормальной несущей способностью, обязательном утеплении цоколя и фундамента, а также при устройстве утепленной отмостки. В этом случае глубина заложения уменьшается в разы и обычно составляет менее метра.
Иногда фундамент заливают прямо на поверхности. Это — вариант для хозпостроек, причем, скорее всего из древесины. Только она в таких условиях способна компенсировать возникающие перекосы.
Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.
Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.
Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.
Для проверки геологического строения грунтов своими руками вооружаемся лопатой. Во всех пяти точках — под углами будущего строения и в середине — придется копать глубокие ямы. Размер: метр на метр, глубина — не менее 2,5 м. Стенки делаем ровные (хотя бы относительно). Выкопав яму, берем рулетку и листок бумаги, замеряем и записываем слои.
Что можно увидеть в разрезе:
Часто сложности возникают при попытках различить глиносодержащие грунты. Иногда достаточно только на них посмотреть: если преобладает песок и имеются вкрапления глины — перед вам супесь. Если преобладает глина, но есть и песок — это суглинок. Ну а глина не содержит никаких вкраплений, копается тяжело.
Есть еще один метод, который поможет вам удостоверится насколько правильно вы определили грунт. Для этого из увлаженного грунта скатывают руками валик (между ладонями, как когда-то в детском саду) и сгибают его в бублик. Если все рассыпалось — это малопластичный суглинок, если развалилось на куски — пластичный суглинок, если осталось целым — глина.
Определившись с тем, какие грунты у вас находятся на выбранном участке, можно приступать к выбору типа фундамента.
Все особенности проектирования описаны в СНиП 2.02.01-83*. Обобщенно все можно свести к следующим рекомендациям:
Как видите, в основном уровень заложения фундамента фундамента определяется наличием подземных вод и тем, насколько сильно промерзают грунты в регионе. Именно морозное пучение становится причиной проблем с фундаментами (или изменение уровня грунтовых вод).
Чтобы примерно определить до какого уровня промерзают грунты в вашем регионе, достаточно взглянуть на расположенную ниже карту.
По этой карте можно примерно определить уровень промерзания грунтов в регионе (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)
Но это — усредненные данные, так что для конкретной точки определить значение можно с очень большой погрешностью. Для пытливых умов приведем методику расчета глубины промерзания грунта в любой местности. Вам нужно будет знать только средние температуры за зимние месяцы (те, в которых среднемесячная температура имеет отрицательные значения). Можете посчитать сами, формула и пример расчета выложены ниже.
D fn — глубина промерзания в данном регионе,
Do — коэффициент, учитывающий типы грунта:
M t — сумма среднемесячных отрицательных температур за зиму в вашем районе. Находите статистику службы метрологии по вашему региону. Выбираете месяца, в которых среднемесячная температура ниже нуля, складываете их, находите квадратный корень (есть функция на любом калькуляторе). Результат подставляете в формулу.
Например , собираемся строиться на глине. Средние зимние температуры в регионе: -2°C, -12°C, -15°C, -10C, -4°C.
Расчет промерзания грунта будет таким:
Получили, что расчетная глубина промерзания по заданным параметрам: 1,52 м. Это еще не все, учесть нужно будет ли отопление, и, если будет, какие температуры будут поддерживаться в нем.
Если здание неотапливаемое (баня, дача, стройка будет идти несколько лет), применяют повышающий коэффициент 1,1, который создаст запас прочности. В этом случае глубина заложения фундамента 1,52 м * 1,1 = 1,7 м.
Если здание будет отапливаться, грунт тоже будет получать порцию своего тепла и промерзать будет меньше. Потому при наличии отопления коэффициенты понижающие. Их можно взять из таблицы.
Коэффициенты, учитывающие наличие отопления в здании. Получается, чем теплее в доме, тем на меньшую глубину нужно заглублять фундамент (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)
Итак, если в помещениях будет постоянно поддерживаться температура выше +20°С, полы с утеплением, то глубина заложения фундамента будет 1,52 м * 0,7 = 1,064 м. Это уже меньшие затраты, чем углубляться на 1,52 м.
В таблицах и на картах приведен средний уровень за последние 10 лет. Вообще, наверное, в расчетах стоит использовать данные за самую холодную зиму, которая была за последние 10 лет. Аномально холодные и бесснежные зимы бывают примерно с такой периодичностью. И при расчетах желательно ориентироваться на них. Ведь вас мало успокоит, если отстояв 9 лет, на 10-й ваш фундамент даст трещину из-за слишком холодной зимы.
Вооружившись этими цифрами и результатами исследования участка, нужно подобрать несколько вариантов фундаментов. Самые популярные — и столбчатый или свайный. Большинство специалистов сходится во мнении, что при нормальной несущей способности грунта их подошва должна находиться на 15-20 см ниже глубины промерзания. Как ее посчитать, мы рассказали выше.
Глубина заложения фундамента — это уровень, на который необходимо углубить фундамент
Выбрав несколько типов фундамента, определив для них глубину заложения, проводят ориентировочный подсчет стоимости каждого. Выбирают тот, который будет экономичнее.
Еще обратите внимание, что для уменьшения глубины заложения фундамента можно применять утепленную у. При строительстве ленточного фундамента мелкого заложения отмостка обязательна.
Иногда фундамент глубокого заложения строит очень дорого. Тогда рассматривают свайный (свайно-ростверковый) или фундаменты мелкого заложения (мелкозаглубленные). Их еще называют «плавающими». Их только два вида — это монолитная плита и лента.
Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым. У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании. Тем не менее, и его можно испортить.
Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучнистых или сыпучих грунтах.
Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.
С ленточными фундаментами мелкого заложения под легкие здания все очень просто: они работают хорошо. Комбинация со срубом из бревна или бруса — это экономный и в то же время надежный вариант. Если и случаются перегибы ленты, то упругая древесина отлично с ними справляется. Почти также хорошо себя на такой основе чувствует себя каркасный дом.
Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.
А вот под тяжелый дом мелокзаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.
Этот тип используется тогда, когда бороться с силами пучения слишком дорого и не имеет смысла. В случае с фундаментами мелкого заложения с ними и не борются. Их, можно сказать, игнорируют. Просто делают так, что фундамент и дом поднимаются и опускаются вместе с вспучившимся грунтом. Потому их еще называют «плавающими».
Все что при этом необходимо — обеспечить стабильное положение и жесткую связь всех частей фундамента и элементов дома. А для этого нужен правильный расчет.
