Строительство дома на частном участке с пучнистой почвой в первую очередь тесно связано с правильным проектированием. И особого внимания здесь заслуживает именно фундамент на пучинистых грунтах, поскольку от основания и его крепости зависит надежность и долговечность всего дома.
Известно, что сезонное пучение грунта оказывает негативное влияние на основание дома, а именно — выталкивает его, что приводит к разрушению сначала стенок каркаса, а затем и стен самого дома. Поэтому стоит очень внимательно подойти к решению вопроса об устройстве основания.
Важно: если вы хоть на каплю сомневаетесь в правильности принятого ранее решения, то следует пригласить специалиста, который проведет анализ грунта, определит степень его пучнистости и спроектирует оптимальный базис для дома.
Климатические условия.
Россия — страна огромная – и в ней масса регионов с различными климатическими условиями. Строение на мелкозаглубленном бетонно фундамента в Краснодарском крае будет вести себя несколько иначе, чем аналогичная конструкция в Алтайском крае. Связано это прежде всего с тем, что в этих регионах климатические условия по-разному влияют на почву.
Суровые сибирские зимы заставляют воду в грунте промерзать на большую глубину. Как известно при замерзании вода увеличивается в размерах и, соответственно вода в грунте при промерзании тоже будет расширяться.Вместе с микроскопическими каплями воды будет расширяться и весь объем почвы, что неизбежно приведет к «пучению» грунта. Разные виды грунтов имеют разные коэффициенты расширения вследствие разморозки.
Чтобы избежать влияния расширения грунта при температурных изменениях на фундамент его можно основательно заглубить в землю, ниже уровня промерзания почвы. Такой подход хорош для капитальных жилых зданий, так как ленточный бетонный фундамент глубокого залегания помимо придания сооружению устойчивости позволяет еще и создавать функциональные помещения в подвалах и цокольных уровнях вашей постройки, что значительно расширяет полезный объем дома.
Проектирование мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах
Конструкция мелкозаглубленного фундамента.
Но такой глубокий фундамент влетит вам в изрядную копеечку. Поэтому для бытовых и хозяйственных постройках даже на пучинистых грунтах используют мелкозаглубленные ленточные фундаменты. Однако, при постройке на такого рода замораживаемых участках следует воспользоваться некоторыми строительными хитростями.
Борьба с пучением при помощи инженерно-мелиоративных методов
- Приподнятие уровня строительной площадки благодаря способу отсыпки среднего или крупного песка из непучинистых грунтов. Данный способ поможет сократить глубину возможного промерзания склонной к вспучиванию земли.
- Глубинный дренаж. Данный метод малоэффективен, если подвальное помещение отсутствует. Его нельзя назвать крайне доступным, но именно этот способ позволит избежать подтопления или деформационных вмешательств при наличии цокольного этажа или погреба, которым нужно утепление.
- Уплотнение тяжелой трамбовкой, снижающей пористость грунта. Для индивидуального строительства этот способ является довольно трудоемким и достаточно дорогим, поскольку требует применения мощных механизмов и оборудования.
Постройка мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах.
Как и во всякой постройке на ее начальном этапе лежит создание проекта. В нашем случае нам необходимо избежать силы давления расширяющегося при замерзании грунта на стенки и основание ленточного бетонного фундамента. Для этого мы размещаем фундаментную ленту практически на поверхности, только сняв верхний плодородный слой.
Таким образом на стенки нашего фундамента практически не будет оказываться давление. А вот давление, которое будет исходить от расширяющегося грунта снизу мы будем компенсировать весом самого здания. Кроме того, в мелгозаглубленном ленточном фундаменте на пучинистом грунте необходимо предусмотреть отмостки, которые будут утеплять прилегающую почву и не позволять ей значительно изменяться в размерах.
Теплоизолированный утепленный фундамент мелкого заложения (ТФМЗ)
Следует учитывать, что степень морозного пучения грунта, прочность элементов здания может со временем меняться.
Это создает постоянный риск для зданий, построенных на фундаментах, описанных выше.
Современным способом решения проблемы морозного пучения для частного дома, является применение теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ)
.
Теплоизолировать можно любые конструкции фундаментов. Для этого утепляют слоем теплоизоляции сам фундамент, а также грунт под и вокруг фундамента.
| Рис.1. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий. 1 — фундамент; 2 — стена; 3 — пол; 4,5 — теплоизоляция горизонтальная и вертикальная; 6 — защитное покрытие; 7 — песчаная подготовка; 8 — отмостка; 9 — ПГС; 10 — дренаж; 11 — теплоизоляция пола. |
Теплоизоляция фундамента предотвращает промерзание грунта вблизи фундамента, что позволяет не принимать во внимание воздействие сил морозного пучения на здание.
Использование для утепления фундамента современных теплоизолирующих материалов делает этот способ экономически более эффективным, позволяющим упростить и удешевить конструкцию здания, избежать рисков,
связанных с ошибками в проектировании и строительстве, с изменением свойств грунта и прочности здания в процессе эксплуатации.
Читайте: «Как сделать теплоизолированный фундамент мелкого заложения — лучший для частного дома»
Порядок постройки.
Расчет и проект фундамента.
Итак, сначала создаем проект фундамента. Обычно мелкозаглубленный ленточный фундамент располагается под наружным периметром и внутренними несущими стенами нашего строения.
Схема мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах.
Схема закладки фундамента.
В нашем случае он не будет глубоко заглублен в грунт, а будет заливаться практически непосредственно на поверхности. Основная характеристика, которую нам будет необходимо заложить в этот фундамент – это прочность, то есть способность выдерживать давление в определенное количество единиц веса на участок поверхности. Эта характеристика бетона обычно совпадает с его маркой. То есть бетон марки М200 способен без разрушения выдержать давление в 200 кгсм2.
Основные ошибки при заложении фундамента:
Для того, чтобы понято, бетон какой прочности нам нужен – рассчитываем предполагаемый вес строительной конструкции, включая стены, перекрытия, полезную нагрузку и так далее и делим вес на площадь опоры.
Размечаем мелкозаглубленный ленточный фундамент.
Размечаем на местности границы будущего фундамента. Используем разметочный шнур, которым отмечаем границы фундаментной опоры. Чтобы создать идеальный прямоугольник натягиваем шнуры и по диагоналям полученной разметки. Диагонали прямоугольника должны быть одинаковыми.
Разметка мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах.
Подготавливаем площадку.
Траншея мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах.
Подготавливаем площадку под строительство фундамента
На подготовленной и очищенной строительной площадке по разметочному шнуру снимаем верхнюю часть грунта. Вместо нее укладываем песчаную подушку толщиной около двадцати сантиметров. Помимо всего прочего она еще будет компенсировать температурные деформации грунта.
Строим опалубку для ленточного фундамента.
От уровня грунта начинаем строить деревянную опалубку для ленточного фундамента.
Для того, чтобы деревянная опалубка фундаментной ленты не развалилась под действием веса бетонного раствора – крепко фиксируем между собой противоположные стороны корпуса деревянной опалубки. Для этого сбиваем деревянные щиты или щиты из ДСП между собой соединяющими брусками или стягиваем их проволокой. С наружных сторон опалубки закрепляем упоры, расположенные по диагонали.
Монтируем армирующий каркас.
Для того, чтобы наш ленточный фундамент одинаково хорошо сопротивлялся нагрузками на всех направлениях – внутри него должна находиться пространственный металлический каркас, изготовленный из армирующих прутьев.
Мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте своими руками.
Монтаж армирующего каркаса.
Такой каркас выглядит как металлическая клетка, которая не касается краев будущей отливки. Между собой металлические прутки могут соединяться сваркой (но только в том случае, если в их маркировке имеется литера «С»), а также отрезками вязальной проволоки или обычными строительными хомутами из пластика.
Подготовка бетонного раствора.
Залить подготовленную опалубку и металлический каркас бетонным раствором можно двумя способами.
Во-первых, можно просто заказать машину с промышленно изготовленным бетоном с заданными характеристиками.
Во-вторых, бетонный раствор можно замешать самостоятельно. Это будет целесообразно, если у вас нет очень большого объема работ. Для того, чтобы замешать бетон с заданными характеристиками нам необходимо знать его пропорции, которые можно взять из приведенной ниже таблицы.
Разновидности бетонного раствора для мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах.
Разновидности бетонного раствора.
Если вы замешиваете бетон в несколько приемов – то укладывайте его в опалубку по слоям. При укладке бетона необходимо добиться, чтобы он равномерно заполнил весь объем опалубки и в нем не образовалось пустот. Для этого его утрамбовывают, а также воздействуют на бетонный раствор вибрационными бурами.
Созревание бетона.
Созревает бетонный раствор до качественного бетона в течении нескольких недель. В ходе этого процесса, особенно в жаркое время его необходимо предохранять от чрезмерного пересыхания, проливая его поверхность водой.
Утепления бетонного мелкозаглубленного ленточного фундамента.
Существует еще одна строительная хитрость, которая позволит вам построить мелкозаглубленный фундамент на пучинистых грунтах. Это утепление земли вокруг фундамента. Идея заключается в том, что под утепленным фундаментом глубина промерзания грунта становиться гораздо меньше, а, следовательно меньше становиться и его величина расширения при заморозке.
Схема такого явления приведена на рисунке.
Мелкозаглубленный плитный фундамент на пучинистых грунтах.
Образец промерзающего грунта.
Таким образом, под фундаментом создаются участки, на которых грунт вообще не промерзает или промерзает на меньшую глубину.
Следующей идеей является расширение зоны утепления. Внутрь дома такое пространство расширять не нужно. Если в дом отапливается в зимнее время, то и так под ним будет поддерживаться температура, препятствующая замерзанию грунта, и, следовательно, его «пучению». Однако такую незамерзающую зону следует распространить вширь от наружного периметра дома. Оптимальным будет расширить зону утепления грунта примерно на метр от периметра фундамента.
Дело в том, что грунт промерзает по направлению сверху вниз, под воздействием холодного атмосферного воздуха. Если вы изолируете грунт от морозного воздуха – вода в нем просто не будет замерзать.
Поэтому вокруг фундамента дома дополнительный периметр теплоизоляции или отмостков.
Видео — технология строительства мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах.
Мероприятия, противодействующие касательным силам пучения
Противодействовать касательным силам пучения при устройстве ленточного фундамента можно путем проведения ряда мероприятий:
- строительство не сборного, а монолитного железобетонного фундамента
- засыпка дна и пазух траншеи под фундамент песком: чем шире слой боковых пазух, тем меньше влияние касательных сил пучения
- значительное увеличение глубины заложения фундамента с целью увеличить общую массу строения до такой величины, которая будет превосходить силы пучения
- анкерное устройство фундаментов: расширение нижней части, на которое будут воздействовать реактивные, направленные вниз, силы пучения
- подсыпка крупного песка для повышения общего уровня площадки: тем самым уменьшается глубина промерзания грунта под зданием
- устройство дренажных траншей, что особенно актуально при высоком уровне грунтовых вод
- мероприятия по утеплению фундамента
Материалы для Вас:
- Несущая способность свай
- Сколько стоит фундамент для дома
Какой фундамент подходит для пучинистых грунтов?
- Устройство основания на пучинистом грунте
- Варианты фундаментов для пучинистого грунта Ленточный мелкозаглубленный фундамент
- Неравномерные усадки сооружений на пучинистых грунтах
Пучинистый грунт – не самый лучший вариант для строительства, так как оно связано с необходимостью решения ряда задач, в частности, нейтрализации зимнего пучения грунта. то есть подвижек, которые могут быть опасными для фундамента и строения в целом. Именно поэтому специалисты рекомендуют делать незаглубленный фундамент. который отлично справляется с нагрузками, не подвергаясь неравномерным усадкам и разрушениям. Одним из популярных является мелкозаглубленный ленточный фундамент. который относительно несложно выполнить, подходит такое основание практически для любого строения.
Мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте.
Для ленточного мелкозаглубленного фундамента необходимо вырыть котлован глубиной 50-70 см и уложить на боковые откосы гидроизоляцию в виде толи.
Разные виды грунтового пучения
Рассмотрим основные виды грутового пучения.
Вертикальное
Движение идет снизу вверх, вызывая «выталкивание» основания. Если подошва основания устроена в слое замерзшей почвы, то фундамент будет подвергаться вертикальному пучению. Если же она расположена ниже отметки промерзания – угроза пучения отсутствует.
Касательное
Действие сил морозного пучения грунта
Ввиду возникновения трения расширяемого грунта о стенки основания происходит выталкивание фундамента. Однако величина касательного морозного пучения существенно меньше, чем по вертикали.
Проблема возникает, когда речь идет о легких деревянных или каркасных домах. Вес облегченных сооружений не может компенсировать силы выталкивания.
Зимнее пучение почвы и уменьшение объема в весеннее время вызывают проседания почвы, фундамента над ним и всего сооружения. Следовательно, возможны разрушения и трещины.
Устройство основания на пучинистом грунте.
Устройство фундамента на пучинистых грунтах нежелательно потому, что сила пучения может быть большой, она легко поднимает целые здания. Именно поэтому так важно правильно выбрать тип фундамента, а при его строительстве соблюдать ряд мер, позволяющих снизить такое негативное явление.
Одним из вариантов является замена пучинистого грунта до точки промерзания на песок. Такой метод самый надежный, но вот стоимость его высока, это не всегда целесообразно. Другим вариантом является использование фундаментов, которые залегают на глубину ниже точки промерзания. Это столбчатые и свайные конструкции. На них силы пучения не распространяются, но вот сооружение таких оснований может быть делом весьма затратным, то есть не совсем выгодным.
Третий вариант – это мелкозаглубленный фундамент, который наряду с высокой прочностью обеспечивает и устойчивость дома. Он успешно противостоит пучению, не дает сильных и опасных усадок. Чаще всего это ленточный мелкозаглубленный фундамент, который выполняется из монолитного железобетона.
Фундамент под каркасно щитовой дом.
Схема видов ленточного фундамента.
Подобный мелкозаглубленный фундамент ставится на песчаное основание, которое покрывается слоем гидроизоляции, стенки траншеи надежно защищаются при помощи специальных материалов. Рекомендуется в бетонный раствор при замешивании добавлять гидрофобизирующие добавки, которые увеличивают устойчивость материала. После сооружения основания необходимо побеспокоиться о создании дренажной системы, эффективно отводящей излишки влаги от конструкции. Для постройки основания кроме самого бетона следует выполнить армирование ленты из металлических прутьев с диаметров от 12 мм, при этом количество их будет немного больше, чем для обычного ленточного основания.
Компенсационные меры от пучения
Ключевые этапы строительства МЗЛФ проводятся с учетом необходимости защиты основы будущего здания от пучения.
В соответствии с этим принимаются такие меры:
- Средний и крупный песок используется в качестве материала для подушки и засыпки пазух по бокам конструкции, потому что он хорошо пропускает воду.
- Слой геотекстиля под подушкой предотвращает заиливание.
- Дренажная труба, проложенная на 20 см ниже подошвы и на расстоянии более 1 м от фундамента, служит для отвода избыточного количества подземных вод.
- Слой пеноплекса в фундаменте служит для изоляции тепла и влаги.
- Отмостка выполняет гидроизолирующую функцию и уменьшает промерзание почвы в непосредственной близости от постройки.
- Ливневая канализация на придомовой территории отводит лишнюю воду.
Варианты фундаментов для пучинистого грунта.
При проведении строительства на пучинистых грунтах можно использовать не каждый тип фундамента. Самое оптимальное решение – использовать незаглубленный либо мелкозаглубленный фундамент, отлично противостоящий пучению грунта во время морозных месяцев.
Среди подобных мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах особенно популярен ленточный, который обеспечивает необходимую надежность и долговечность, а его сооружение отличается предельной простотой, стоимость не столь высока.
Столбчатый фундамент на пучинистых грунтах применяется в том случае, когда опоры можно установить ниже точки промерзания.
Это позволяет сэкономить финансовые средства на сооружение основания, сохранив высокую надежность.
Схема мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах.
Такой фундамент ставится в том случае, если на участке есть суглинок, почвы с близким залеганием влаги, сырые и заболоченные участки.
Для устройства фундамента на пучинистых грунтах в данном случае применяются металлические трубы с цементно-песчаных защитным составом, железобетонные опоры, асбоцементные трубы, внутрь которых заливается бетонная смесь.
Для строительства на пучинистых грунтах может применяться и свайный вариант основания, который, однако, не столь популярен. Дело в том, что для его сооружения необходимо использование специальной строительной техники, а это лишние финансовые расходы. Применяется такой вариант только при глубине промерзания грунта от полутора метров.
Для изготовления конструкции на пучинистых грунтах из свай используются такие материалы, как бетон, железобетон, дерево, которые успешно противостоят пучению. Среди видов, которые могут быть использованы, рекомендуются винтовые, набивные, железобетонные простые и набивные сваи. Обязательным условием при проведении работ по устройству основания такого типа на пучинистых грунтах является наличие отличной дренажной системы.
Ленточный мелкозаглубленный фундамент.
Ленточный незаглубленный фундамент для пучинистого грунта представляет собой монолитную бетонную ленту с армированием в виде пояса из металлических прутьев. Чтобы правильно поставить подобное основание дома на пучинистых грунтах, необходимо выполнение нескольких несложных условий.
Схема ленточного мелкозаглубленного фундамента.
Начальный этап мало отличается от сооружения самого обычного фундамента. Следует вырыть котлован, глубина которого будет составлять от 70 до 50 см. После этого потребуется уложить на боковые откосы гидроизоляционный материал, в роли которого обычно выступает обычный толь либо полиэтиленовая пленка.
Далее котлован на пучинистых грунтах надо засыпать при помощи песка слоями, толщина каждого будет составлять 20-30 см. После насыпки каждый песчаный слой утрамбовывается. Далее ставится опалубка из обрезной деревянной доски. на песок укладывается прослойка в виде гидрозащиты, ставятся армировочные металлические прутья, диаметр которых составляет 12 см. Такая армировка будет иметь два отдельных пояса, в каждом из которых будут идти по пять прутьев и перемычки.
На последнем этапе мелкозаглубленный фундамент заливается при помощи бетонной смеси. Верхний слой армировки укладывается непосредственно на сырую смесь (это особенность, которую имеет незаглубленный фундамент для пучинистого грунта). При соединении элементов арматуры нельзя использовать сварочный аппарат – только вязальную проволоку, которая обеспечивает более высокую прочность и надежность.
Неравномерные усадки сооружений на пучинистых грунтах.
Строительство на пучинистых грунтах опасно тем, что в первый же зимний период возможны усадки и деформации фундамента. Среди часто встречающихся необходимо отметить:
Схема сечения мелкозаглубленного ленточного фундамента.
- выгиб/прогиб: происходит из-за неравномерной усадки. При этом самым опасным является выгиб, сказывающийся на состоянии кровли, растяжении зоны строения;
- сдвиг: возникает из-за проседания одной части здания и подъема другой. Самой опасной зоной является средняя, где стены фундамента и самого строения начинают давать трещины;
- крен: наблюдается из-за жесткости конструкции для зданий с относительно большой высотой, но для строительства которых применялся незаглубленный фундамент;
- перекос – следствие неравномерной усадки на отдельных небольших участках под зданием;
- горизонтальное смещение происходит у фундаментов, отдельные участки которых буквально выталкиваются, перемещаются во время пучения.
Почему на пучинистых грунтах происходят такие неравномерные усадки? Дело в том, что когда почва промерзает, то содержащаяся в ней влага замерзает, объем ее увеличивается, грунт начинает вспучиваться. Пласты почвы начинают подниматься, и если строительство было выполнено без учета таких особенностей, то конструкция начинает деформироваться, на ней появляются трещины. Как следствие, возникают следы разрушений и на стенах здания.
Чтобы снизить такие последствия, строительство на пучинистых грунтах рекомендуется вести из таких материалов, как пеноблоки, древесина, кирпич, бетон.
Фундамент — плита, плитный фундамент
| Стены дома опираются на плиту фундамента |
Фундамент в виде монолитной железобетонной плиты под всей площадью дома
— еще один вариант мелко заглубленного фундамента.
Большая площадь опоры позволяет значительно уменьшить удельные нагрузки на грунт. Усиленное армирование и большой расход бетона делают плитный фундамент самым дорогим в частном домостроении.
Фундамент — плиту для частного дома, из-за его высокой стоимости, целесообразно применять при слабой несущей способности грунта на участке.
Плитный фундамент, так же, как другие типы фундаментов, для защиты от морозного пучения грунта может быть выполнен с устройством теплоизоляции или без неё.
| Стены дома опираются на мелко заглубленный ленточный фундамент с монолитной плитой подвесного пола по грунту. |
Следует различать
плитный фундамент и мелко заглубленный монолитный ленточный фундамент с подвесными полами по грунту.
В последнем случае заливают монолитный железобетонный ленточный фундамент и монолитную железобетонную плиту пола по грунту.
В этом варианте монолитная железобетонная плита пола не участвует в передаче нагрузки от веса здания на грунт
, а исполняет роль плиты перекрытия и должна рассчитываться на нормативную нагрузку перекрытий, иметь соответствующую прочность и армирование.
Грунт фактически здесь используется только как временная опалубка при устройстве железобетонной плиты перекрытия. Такую конструкцию часто называют «подвесной пол по грунту».
Ленточный фундамент с монолитной плитой подвесного пола часто ошибочно считают плитным фундаментом с ребрами жесткости
. Конструкции действительно похожи, но есть существенная разница в деталях — армировании, размерах.
Во всех случаях при устройстве фундаментов необходимо предусматривать водозащитные мероприятия, направленные на снижение деформаций пучения грунта — обеспечивающие уменьшение влажности грунта, понижение уровня подземных вод, отвод поверхностных вод от дома
посредством устройства вертикальной планировки,
дренажных сооружений,
водосборных канав, лотков, траншей и т.п.
Мало заглубленные фундаменты следует с осторожностью применять для домов на крутых склонах и откосах.
Для мало заглублённых фундаментов довольно велика опасность сдвига (соскальзывания) из-за практически полностью отсутствующего защемления в грунте.
Как видим, выбор принципиальной конструкции и расчет фундамента сложная и ответственная задача. Итоговые результаты прежде всего зависят от достоверной оценки грунтов в основании здания, которые без изысканий получить достаточно сложно. Цена ошибки может быть очень велика.Самостоятельный выбор фундамента можно рекомендовать для вспомогательных, хозяйственных построек и небольших садовых домиков.
Проектирование фундамента для строительства дома разумнее заказать специалистам.
Дополнительную информацию по устройству и применению малозаглубленных фундаментов можно получить из книги одного из авторов СНиПов В.С. Сажина «Не зарывайте фундаменты вглубь». Скачать книги в формате djvu 389 кбайт.
и
в формате PDF 4150 кбайт
(перейти по ссылке и выбрать в меню слева вверху «Файл» > «Загрузить»).
Выбери тип фундамента для своего дома —
Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте! Узнайте, что выбрали другие.
Смотреть!
— все опросы
Следующая статья:
Расчет нагрузки, площади подошвы и толщины песчаной подушки фундамента мелкого заложения
Предыдущая статья:
Морозное пучение грунта
Еще статьи на эту тему
- Материалы для строительства однослойной наружной стены дома
- Сигнализатор контроля загазованности природным газом помещений
- Настройка, регулировка мощности, ошибки газового котла BAXI
- Сухой теплый пол без стяжки в деревянном доме
- Звуко- шумоизоляция потолка в квартире
- Перепланировка квартиры – свежие идеи
- Обзор отопительного оборудования «Теплодар»
- Глубина сезонного промерзания грунта на карте
Расчет для мелкозаглубленного фундамента.
Следует привести пример расчета мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. Например, строится одноэтажный дом с такими размерами:
- высота – 4 метра;
- ширина – 5 метров;
- длина – 10 метров.
Конструкция включает две несущие внутренние стены с высотой каждой в 4 м и длиной в 3 м. Пол не опирается на фундамент, заливается бетоном. Основание будет иметь форму ленты с шириной подошвы в 40 см и глубиной в 70 см. Выполнен фундамент из армированного бетона, для чего применяется арматура с диаметром в 12 мм. Каркас будет иметь два пояса, каждый из которых состоит и пяти прутьев, перемычек с длиной в 25 см. Такие перемычки ставятся с шагом в 50 см.
Чтобы узнать массу, которую будет иметь ленточный фундамент, необходимо определить такие значения:
Схема мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах.
Схема мелкозаглубленного фундамента с гидроизоляцией на печанной подушке.
- геометрические размеры конструкции;
- плотность используемого строительного материала.
Геометрические размеры узнать довольно просто. Так, длина фундамента равна периметру будущего здания, то есть надо просто вычислить сумму его сторон:
Ленточный фундамент будет заливаться не только под наружными фасадными стенами, но и под внутренними несущими, поэтому учитывают их тоже.
Теперь можно найти объем исходя из того, что высота ленты равна 70 см, а ширина – 40:
V=36×0,4-0,7=10,08 метра кубического.
Но это общий объем, из которого необходимо вычесть арматуру, чтобы узнать количество бетона. Зная, что ленточный фундамент имеет два пояса по пять прутков с перевязкой, считают длину для каждого:
Длина всех поясов будет равна:
Каждый пояс имеет по пять прутьев, значит, общая их длина составляет: 62×5=310 м.
Теперь определяют длину необходимых перемычек для армирования:
Схема армирования мелкозаглубленного фундамента.
Для одного верхнего пояса количество перемычек составляет:
Так как длина одной перемычки составляет 0,25 метра, то общая длина составляет:
Для всех горизонтальных перемычек для каркаса длина составляет:
Для вертикальных перемычек учитывают, что с одной стороны их идет 68 штук и с другой столько же. То есть получается 136 штук с длиной одной в 40 см. Общая их длина составляет:
Теперь вычисляют общую длину арматуры, которую требует мелкозаглубленный фундамент:
Чтобы узнать площадь сечения для арматуры, используют формулу площади круга:
Схема приготовления раствора бетона для фундамента.
3,14×0,000036=0,00011 кв. метра.
Для получения объема используют формулу:
0,00011×388,4=0,04 куб. метра.
Теперь получают объем только для арматуры:
10,08-0,04-0,04=10 куб. метров.
Значение 0,04 берется из расчета, что мелкозаглубленный фундамент будет армироваться и по углам.
При помощи такого не слишком сложного расчета определяют, что ленточный фундамент на пучинистых грунтах требует:
- 10 куб. метров цемента (при плотности 2500 кг на кубометр);
- 0,08 куб. метра металлической арматуры (при плотности 7800 кг на кубометр).
То есть общая масса всего основания, которое возводится на пучинистых грунтах в виде ленточного фундамента, будет составлять:
То есть ленточный фундамент имеет массу в 25624 кг.
Строительство дома на пучинистых грунтах не является самым оптимальным вариантом. Но если другого выхода нет, то необходимо тщательно рассчитать будущее основание, чтобы после его сооружения конструкция не выталкивалась из почвы по время зимнего пучения. Сделать это не так сложно, но необходимо проявлять внимательность, чтобы при эксплуатации не произошли деформации фундамента, а значит, и самого дома.
Расчет показателя гибкости конструкций здания
1. Показатель гибкости конструкций здания l
определяется по формуле
,(1)
гдеEJ
— приведенная жесткость на изгиб поперечного сечения конструкций здания в системе фундамент-цоколь-пояс усиления — стена, тс.м2, определяемая по формуле (4);
С
— коэффициент жесткости основания при пучении грунта для оснований ленточных фундаментов;
L
— длина стены здания (отсека), м;
,(2)
для оснований столбчатых фундаментов
,(3)
Здесь pr
,
hfi
,
b1
— те же обозначения, что в пп. — ;
A
f — площадь подошвы столбчатого фундамента, м2;
ni
— число столбчатых фундаментов в пределах длины стены здания (отсека).
2. Приведенная жесткость на изгиб поперечного сечения конструкций здания в системе фундамент-цоколь-пояс усиления-стена, тс/м2, определяется по формуле
[EJ
] = [
EJ
]f + [
EJ
]z + [
EJ
]p + [
EJ
]
s
,(4)
где EJf
,
EJz
,
EJp
,
EJs
— соответственно жесткость на изгиб фундамента, цоколя, пояса усиления, стены здания.
3. Жесткость на изгиб, тс/м2, фундамента, цоколя и пояса усиления определяется по формулам
f
=
gfEf
(
Jf
+
Ayc2
);(5)
z
=
gzEz
(
Jz
+
Azyz2
);(6)
p
=
gpEp
(
Jp
+
Apyp2
);(7)
где Ef
,
Ez
,
Ep
— соответственно модули деформации тс/м2, материала фундамента, цоколя и пояса;
Jf
,
Jz
,
Jp
— соответственно моменты инерции, м4, поперечного сечения фундамента, цоколя и пояса усиления относительно собственной главной центральной оси;
A
,
Az
,
Ap
— площади поперечного сечения, м2, фундамента, цоколя и пояса усиления;
y,
yz,yp
— соответственно расстояния, м, от главной центральной оси поперечного сечения фундамента, цоколя и пояса усиления до условной центральной оси сечения всей системы;
gf,
gz,gp
— соответственно коэффициенты условий работы фундамента, цоколя и пояса усиления, принимаемые равными 0,25.
Жесткость на изгиб фундамента, состоящего из блоков, не связанных между собой, принимается равной нулю. Если цоколь является продолжением фундамента или обеспечена их совместная работа, цоколь и фундамент следует рассматривать как единый конструктивный элемент. При отсутствии поясов усиления EJp
= 0. При наличии нескольких поясов усиления жесткость на изгиб каждого из них определяется по формуле (7).
4. Жесткость на изгиб, тс/м2, стен из кирпича, блоков, монолитного бетона (железобетона) определяется по формуле
s =
gsEs(Js + Asys2),
(8)
где Es
— модуль деформации материала стены, тс/м2;
gs
— коэффициент условий работы стены, принимаемый равным: 0,15 — для стен из кирпича, 0,2 — для стен из блоков, 0,25 — для стен из монолитного бетона;
Js
— момент инерции поперечного сечения стены, м4, определяется по формуле (9);
Аs
— площадь поперечного сечения стены, м2;
уs
— расстояние, м, от главной центральной оси поперечного сечения стены до условной нейтральной оси сечения всей системы.
Момент инерции поперечного сечения стены определяется по формуле
,(9)
где J1
и
J2
— соответственно момент инерции сечения стены по проемам и по простенкам, м4.
Площадь поперечного сечения стены определяется по формуле
,(10)
где bs
— толщина стены, м.
Расстояние от центра тяжести приведенного поперечного сечения стены до ее нижней грани определяется по формуле
,(11)
5. Состояние от главной центральной оси поперечного сечения фундамента до условной нейтральной оси системы фундамент-цоколь-пояс усиления — стена определяется по формуле
,(12)
где Ei
,
Ai
— соответственно модуль деформации и площадь поперечного сечения
i
-го конструктивного элемента (цоколя, стены, пояса);
ji
— коэффициент условий работы
i
-го конструктивного элемента;
yi
— расстояние от главной центральной оси поперечного сечения
i
-го конструктивного элемента до главной центральной оси поперечного сечения фундамента.
6. Жесткость на изгиб, тс.м2, стен из панелей определяется по формуле
,(13)
где Ej
,
Aj
— соответственно модуль деформации, тс/м2, и площадь поперечного сечения, м2,
j
-той связи;
m
— число связей между панелями;
di
— расстояние от
j
-той связи до главной центральной оси поперечного сечения фундамента, м;
y
— расстояние от главной центральной оси поперечного сечения фундамента до условной нейтральной оси системы фундамент-стена здания, определяемое по формуле
,(14)
в которой n
— число конструктивных элементов в системе фундамент-стена.
Мелкозаглубленный фундамент на пучинистых грунтах: виды оснований и их особенности.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах.
Пучинистая почва всегда считалась далеко не лучшим вариантом для осуществления там строительства. Объясняется это тем, что обычно в связи с этим возникает необходимость в решении ряда проблем. Так, к примеру, понадобится нивелировать зимние подвижки почвы, которые представляют собой угрозу для фундаментного основания в частности и всей постройки в целом. Исходя из этого, специалистами рекомендуется обустройство незаглублённой основы, которая не будет подвержена неравномерным усадкам. Кроме того, такое основание способно отлично справляться со всеми нагрузками. Лучше всего обустроить мелкозаглубленный фундамент на пучинистых грунтах. Именно об этом и пойдёт речь в нашей статье.
Критерии выбора типа фундамента
- Высокий уровень надежности
- Повышенная прочность
- Возможность работы с любым типом зданий
- Возможность выполнения строительства в короткие сроки
Основные минусы:
- Длительный период времени на земляные работы
- Большая масса материалов
- Высокая стоимость материалов
- Сложность работы
При установке фундамента на сваях надо учитывать его основные положительные и отрицательные особенности.
Плюсы:
- Минимальное количество используемых строительных материалов
- Доступная стоимость
- Низкая усадка материалов
- Простота исполнения
- Возможность установки на самых трудных участках
Минусы:
Из основных недостаток можно выделить только один – при проведении работ требуется использовать специализированное оборудование.
В качестве материала для установки свай можно брать дерево, бетон, а также железобетонное полотно.
Типы свай. Разделяются в зависимости от способов установки в землю:
- Забивной тип свай. Предварительно изготавливаются и затем опускаются в почву.
- Набивной вид. Установка производится непосредственно в земле в специальном канале.
Также сваи классифицируются по способам состояния в почве:
- Стойка. Устанавливается в плотную землю. Оказывает дополнительное давление на грунт
- Висячий вид. Устанавливается в случаях низкой плотности грунта.
Для достижения высокой экономичности рекомендуется использовать деревянные сваи. Однако при их установке следует учитывать характеристики грунта. При постоянной его влажности произойдет быстрая порча оборудования, и снизится срок его эксплуатации.
Для увеличения срока службы и достижения наибольшей прочности рекомендуется использовать сваи из железобетона. Они не подвержены разрушениям из-за влажности, но находятся в высокой ценовой категории.
Какими способами можно обустроить фундамент на пучинистой почве.
Обустройство мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах.
Обустройство фундаментного основания на подвижных типах грунта является нежелательным вариантом. Это связано с тем, что бывает достаточно большая сила пучения, способная поднимать целые постройки. Всё же, фундамент можно организовать и на такой почве, правда стоит серьёзно отнестись к выбору его разновидности. Кроме того, следует прибегнуть к некоторым технологиям, способным снизить данное явление.
Самым надёжным вариантом станет замещение подвижной почвы песком. Делается это вплоть до точки промерзания. Этот вариант хоть и наиболее эффективный, но и стоимость его слишком высока, поэтому его использования во многих случаях нецелесообразно. Существует также и другой способ, который предусматривает применение такого типа фундамента, который будет залегать на достаточную глубину, чтобы достигать точки промерзания. Имеется в виду столбчатый и свайный фундамент на пучинистых грунтах. На такие основания пучение воздействовать не сможет, но и здесь есть существенный недостаток. Он заключается в том, что во многих случаях такие фундаменты влекут за собой немалые затраты.
Но можно прибегнуть и к третьему варианту, который состоит в использовании фундамента мелкого заглубления. Его использование позволяет обеспечить надёжную устойчивость постройки. Такой тип фундамента способен эффективно противостоять движению грунта. Благодаря прекрасным прочностным характеристикам он не склонен к каким-либо усадкам. В большинстве случаев роль такого основания играет мелкозаглубленный ленточный фундамент. Его изготавливают из монолитных ж/б конструкций.
Устройство мелкозаглубленного фундамента на пучинистых грунтах.
Такое фундаментное основание устанавливают на песчаную подушку, покрываемую гидроизоляционным слоем. Что касается стенок траншеи, то они могут быть надёжно защищены с использованием специализированных материалов. В бетонную смесь в процессе её замешивания специалистами рекомендуется добавлять гидрофобный состав, способный улучшать устойчивость конструкции. После завершения возведения основания следует позаботиться о создании системы водоотведения. Не забываем также об армировании при обустройстве фундамента.
Разновидности оснований для подвижной почвы.
В процессе осуществления строительных работ на подвижных типах почвы могут быть использованы далеко не все разновидности фундаментов. Наилучшим вариантом в такой ситуации является мелкозаглубленный фундамент для дома. Он способен эффективно противостоять процессам пучения почвы, которые преобладают в холодное время года. Если смотреть на выбор фундаментных оснований мелкого заложения для подвижных типов грунта, то наибольшую популярность завоевал ленточный фундамент. Он обладает целым рядом преимуществ, среди которых основными являются следующие:
Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах.
- ЛФ-основание способно обеспечить требуемую долговечность и надёжность конструкции;
- Возведение такого фундамента характеризуется лёгкостью и простотой;
- Относительно невысокая стоимость строительства.
Отметим также и другие разновидности фундаментов, которые могут использоваться на подвижном грунте. Сюда можно отнести свайное основание, но в настоящее время оно не пользуется особой популярностью. Объясняется это тем, что с целью его возведения может потребоваться применение специализированной техники, что влечёт за собой удорожание строительства в целом. Данный вариант может использоваться в тех случаях, когда уровень промерзания почвы находится на глубине не менее 1,5 метра.
В процессе производства опорно-свайных конструкций применяют различные материалы, противостоящие пучинистым процессам. Сюда можно отнести бетон, железобетонные элементы, а также древесину. Необходимо также в обязательном порядке обустроить надёжную дренажную систему.
Мелкозаглубленный столбчатый фундамент на пучинистых грунтах.
Также используется и мелкозаглубленный столбчатый фундамент. Его применение актуально в тех случаях, когда опоры могут быть установлены ниже уровня промерзания почвы. Благодаря этому несколько снижаются финансовые затраты на обустройство фундамента. В то же время, отличная надёжность всё же имеет место.
Фундаментное основание столбчатого типа применяется при условии наличия суглинка, грунта с ближайшим залеганием подземных вод, а также в заболоченных участках. С целью обустройства основания такого типа на подвижных почвах чаще всего используются железобетонные опорные столбы и стальные трубы с песчано-цементным защищающим составом. Кроме того, могут использоваться также и трубы, выполненные из асбоцемента, их наполняют бетонным раствором.
Этапы и особенности строительства
Возведение МЗЛФ начинается с проектирования, а также подготовки участка (уборка от строительного мусора и выравнивание поверхности).
Этапы строительства:
разметка участка с помощью колышков и веревок;- рытье котлована глубиной до 1 м;
- прокладка гидроизоляционных материалов (например, рубероида или пленки);
- засыпание песком и трамбовка слоя до 30 см;
- возведение деревянной опалубки, арматурного каркаса;
- заливка бетонной смеси (для бань выбирают марки бетона не ниже М200, для домов – не ниже М300);
- укладка верхней армированной сетки на еще влажную смесь;
- настил теплоизолирующего слоя (например, экструдированного пенополистирола) на застывший бетон;
- засыпание теплоизоляции песком и его трамбовка;
- при необходимости отвода воды устанавливают отмостку.
Возведение МЗЛФ проводится в теплое время года. Если строительство вынужденно останавливается на период холодов, то выполняют консервацию.
Ленточное основания мелкого заглубления.
Ленточный фундамент на пучинистых грунтах по своей сути является монолитной бетонной лентой. Она обустраивается арматурным поясом, в котором используются стальные прутья. Для грамотного монтажа такого фундаментного основания следует выполнить несколько этапов, каждый из которых мы рассмотрим ниже.
Первоначальные действия здесь выполняются примерно такие же, как и при возведении стандартного фундаментного основания. Необходимо откопать котлован глубиной примерно в полметра. Далее следует заняться укладкой гидроизолирующего слоя на боковые откосы. Его роль играет полиэтиленовая плёнка либо толь.
Проектирование фундаментов на пучинистых грунтах предусматривает обустройства на дне котлована песчаной подушки. Она состоит из нескольких слоёв песка толщиной в двадцать сантиметров. После того как будет засыпан каждая из прослоек, необходимо тщательно её трамбовать. Затем из доски обустраивается опалубочная конструкция. Поверх песчаной подушки должна быть уложена гидрозащитная прослойка, ставятся арматурные стальные прутья диаметром в 12 сантиметров.
В рамках следующего, завершающего этапа, необходимо залить мелкозаглубленный фундамент на пучинистых грунтах бетонным раствором. Верхний армирующий слой устанавливают на сырой смеси. В процессе объединения арматурных составляющих следует отказаться от использования сварочного аппарата. Технология предусматривает применение вязальной проволоки.
Как построить ленточный монолитный фундамент для сарая
Пример готовой траншеи наполненной песком в качестве подушки
Учитывая, что габаритные размеры таких конструкций небольшие, то и земляные работы тут минимальные. Как правило, строительство монолитного основания состоит с нескольких этапов:
- Разработка эскизного чертежа будущего здания;
- Разметка строительной площадки с учетом размеров фундаментной плиты, ее толщины и габаритов;
- Рытье котлована на глубину до 60 см, больше делать нет смысла через высокую прочность плиты и равномерность распределения массы конструкции;
- Дно траншеи нужно тщательно выровнять, утрамбовать и засыпать на дно песчано-гравийную подушку. Ее также нужно утрамбовать, чтобы толщина подушки была не более 15-20 см. Для облегчения трамбовки, подушку можно предварительно смочить водой.
- По сторонам готового котлована нужно установить опалубку, в которой внутренние габаритные размеры соответствуют заданным параметрам фундамента. Готовую опалубку выровнять по горизонтали и вертикали.
- Теперь нужно сделать качественное армирование котлована. Для этого используется металлическая сетка с размерами 8 мм, можно использовать и меньшую, только тогда нужно уменьшить интервал между прутьями. Рекомендуется ее соединить с опалубкой, но часто этого не практикуют, чтобы построить фундамент в значительно меньшие сроки.
- Теперь нужно залить котлован жидким бетоном, тщательно разровнять и утрамбовать. При необходимости, верхнюю кромку нужно выровнять жидким бетоном с помощью гидроуровня.
Монолитный ленточный фундамент для сарая готов. Теперь остается подождать приблизительно 3-4 недели, пока бетон наберет марочную прочность и можно начинать возводить несущие стены с пеноблоков или иных тяжелых строительных материалов.
Усадки построек на подвижных почвах.
Возведение сооружений на пучинистых типах почвы грозит возможными усадками, а также деформационными процессами, направленных против фундамента. К числу часто встречающихся относятся следующие:
- Прогибы и выгибы вследствие неравномерной усадки. В данном случае выгибы значительно опаснее, поскольку могут отразиться на состоянии кровли.
- Сдвиги. Устройство фундамента на пучинистых грунтах может грозить сдвигами, вызванными подъёмом одной стороны постройки и подъёмом другой.
- Перекосы – образуются из-за неравномерной усадки в некоторых местах под сооружением.
Многие задаются вопросами о том, почему имеют место подобные неравномерные усадки. Обуславливается это явление тем, что в результате промерзания грунта замерзает и влага, которая в ней содержится. А это, в свою очередь, приводит к увеличению её объёма. В результате почва вспучивается. Далее могут подниматься целые пласты грунта, что приводит к деформации и разрушению постройки.
Эти процессы негативно влияют на возведённое здание только в том случае, если оно было построено без учёта особенностей грунта. Поэтому следует выполнять устройство мелкозаглубленных фундаментов. Как мы уже указывали в статье, кроме ленточного основания мелкого заглубления использоваться могут также свайные и столбовые фундаменты. Главное строго соблюдать технологию, и разрушительные процессы не коснутся вашей постройки.
Рекомендация: Хорошая общая статья.Раскрывает основные моменты мелкозаглубленного фундамента на пучинистом грунте. Прежде, чем с головой окунаться в строительство своего фундамента, и не потерять свои деньги вам все равно понадобится более подробно изучить и понять эту тему.
