Подошва фундамента это в строительстве

Подошва фундамента — это важный элемент строительной конструкции, который служит основой для распределения нагрузки от здания на грунт. Она обеспечивает стабильность и прочность всего сооружения, предотвращая осадку и деформации.

Подошвы могут быть разных типов и форм, в зависимости от особенностей почвы и конструкции здания. Правильный расчет и монтаж подошвы фундамента способствуют долговечности и безопасности строения.

Подошва для фундамента: что это, особенности устройства и расчетов конструкций

Важным и неотъемлемым конструктивным элементом любого объекта капитального строительства является фундамент. От его надежности напрямую зависит безопасность и продолжительность эксплуатационного срока сооружения. Чтобы нагрузочное воздействие конструкции равномерно распределялось на почву устраивается подошва под фундамент, особенно важно создание ее при возведении здания на слабом почвенном составе.

Что такое подошва фундамента

Основание или подошва фундамента – это горизонтальная плоскость, которой конструкция опирается на грунтовую основу. Подошва принимает на себя не только нагрузку от возведенного объекта, но также от бокового давления грунта, защищая при этом здание от разрушения. В зависимости от типа фундамента и особенностей грунтовой породы подошва обустраивается по-разному, но в любом случае ширина подошвы фундамента должна быть вдвое больше от самой фундаментальной конструкции, а высота как правило не превышает 30 сантиметров.

Особенности устройства подошв фундамента

Строительство любого объекта всегда начинают с закладки фундамента. Чтобы повысить прочность и надежность фундаментальной основы выполняют устройство подошвы фундамента.

По классификации фундаментных конструкций выделяют разные виды подошв фундаментов, которые отличаются между собой конструктивными особенностями и обустраиваются по определенным технологиям.

Ленточные фундаменты

Подошва ленточного фундамента укладывается вдоль периметра стен здания в виде замкнутой железобетонной полосы. Такое основание равномерно распределяет нагрузку, предотвращает перекосы и просадку строения, отлично справляется с силами пучения.

Для ленточных фундаментов подошвы могут быть:

естественными, когда непосредственно на грунтовую породу передается нагрузка;
свайными – первоначально нагрузка оказывается на сваи, а потом на грунт.

Чтобы подошва не разрушалась от воздействия грунтовых вод, для защиты ее обустраивают гравийно-песчаную подушку.

Монолитные ленточные фундаменты отличаются расположенной максимально близко к поверхности широким основанием, образующим надежную опору. Как правило такие конструкции выполняют в условиях высоко залегающих подземных вод или при слабом грунте.

Столбчатые фундаменты

Подошва столбчатого фундамента являет собой плитную поверхность с небольшими размерами. Для более прочного и надежного соединения от фундамента в тело подошвы заводятся арматурные стержни.

При использовании естественной основы подошва устраивается на утрамбованной и залитой бетонной смесью площадке. Если основание свайное, то подошва монтируется в виде верхнего сегмента, который распределяет нагрузку на созданную из объединенных ростверком балок поверхность.

Свайные фундаменты

Подошва выполняемого на уходящих в землю сваях фундамента монтируется из бетона и может быть монолитной или кольцевой. Основание подошвы фундамента монолитного типа выступает разновидностью опирающейся на заглубленные сваи плитной фундаментной конструкции.

Кольцевая подошва по конструктивным особенностям напоминает ленточный фундамент, который может находиться на уровне почвы, быть заглубленным в землю на определенную глубину или приподнятым вверх. При этом высота подошвы фундамента составляет 20-30 сантиметров.

Плитные фундаменты

При устройстве плитного фундамента лента подошвы может заливаться одновременно с плитой или же для нее делается отдельная опалубка и заливка бетонной смеси осуществляется перед созданием фундаментной конструкции. В обеих случаях подошва должна создаваться только на материнском твердом грунте и ни в коем случае не на насыпном. Глубина и структура подошвенного основания определяется по характеристикам грунтовой породы.

Плюсы и минусы подошв под фундаменты

Устройство фундамента на опорной подошве сопровождается рядом преимуществ:

усиление прочности и долговечности строительного объекта;
нагрузка на подошву в разы повышает несущие возможности фундамента;
минимум ограничений по типу возводимого здания;
возможность проводить строительные работы в любое время года;
возможность выполнять строительство в местах с разными видами грунтовых пород, учитывая и слабые грунты.

В числе минусов создания фундаментов на подошвах отмечают:

для грунтов с сильным вспучиванием или с глубоким уровнем промерзания подошвы не подходят;
в случае с бетонным монолитом устройство подошв требует значительных трудозатрат и сам процесс занимает много времени, что в свою очередь увеличивает сроки строительства объекта;
создание подошвенного основания существенно повышает расход материалов, в частности арматурных прутьев, опалубных досок и бетонного раствора;
при возведении фундаментов заглубленных разновидностей устройство подошв требует наличия специализированной строительной техники и оборудования;
фундаменты с опорной подошвой обходятся дороже в сравнении с обычными.

Наряду с относительно большим перечнем недостатков выполненный на опорном основании фундамент гарантирует сооружению надежность и долговечность, и пользуется высокой популярностью среди большинства застройщиков.

Расчет подошвы фундамента

При проектировании фундамента с опорным основанием обязательным этапом является расчет подошвы фундамента. Основная цель такого расчета состоит в точном определении ширины, глубины и площади основания, при которых оказываемое весом здания удельное давление будет меньше нежели сопротивление грунта подошве фундамента.

Предварительно площадь подошвы фундамента можно установить по условию:

PII ≤ R, в котором

РII – это среднее давление под подошвой фундамента в отношении к основному сочетанию нагрузок при вычислениях по деформациям;
R – это расчетное сопротивление грунта основания. Показатель вычисляется по формуле СНиП.

На рисунке ниже подробно представлена расчетная схема центрально нагруженной фундаментальной подошвы.

При расчете фундаментов с повышенной жесткостью реактивная эпюра грунта принимается прямоугольной. Уравнение равновесия в этом случае выглядит так:

В данном уравнении есть определенная сложность. Дело в том, что в обеих его частях содержатся искомые геометрические размеры фундамента. Но при выполнении предварительных вычислений вес грунта и самого фундамента в АВСD заменяют на:

Ɣm – средний показатель удельного веса фундаментальной конструкции и грунтовой породы на ее уступах. Как правило Ɣm составляет 20кН/м³;
d – это глубина заложения подошвы фундамента, вычисляется в метрах.

По указанной ниже формуле определяется необходимая площадь фундаментальной подошвы:

При этом расчет ширины подошвы фундамента (b) выполняется:

для ленточного фундамента: А = b х 1п.м.:
для квадратного столбчатого фундамента: А = b²
для прямоугольного столбчатого фундамента: По этой формуле определение размеров подошвы фундамента выполняется исходя из соотношения длины (l) к ширине (b) проектируемого фундамента, поскольку он полностью повторяет конфигурацию конструкции, которая на него опирается. Из этого следует, что
для круглого столбчатого фундамента – b = D, где D – это диаметр конструкции

Когда завершено предварительное определение ширины подошвы b = f(Ro) нужно уточнить расчетную сопротивляемость грунтового основания: R = f (b, φ, c, d, γ).

Рассчитав точную сопротивляемость опять нужно вычислить ширину. Повторять действия необходимо до тех пор, пока оба показателя не будут одинаковыми.

Когда с учетом унификации и модульности конструкций размер фундамента подобран, то необходимо проверить фактическое давление на грунт и напряжение под подошвой фундамента.

Чем меньшая разница будет между величинами РII и R, тем экономичнее получится проектное решение.

Данным способом поверяется достоверность расчета по линейной теории деформации грунта. Когда же условие не соблюдается, то для вычислений применять следует нелинейную теорию, а это существенно осложняет расчетные мероприятия.

В зависимости от жесткости и схемы нагружения фундаментов, типа сопряжения их со зданиями возможны пространственные перемещения из-за перераспределения усилий в бетоне и арматуре. Поэтому при выполнении расчетов следует учитывать допустимый отрыв подошвы фундамента, который не окажет негативного воздействия на строительный объект.

Используемые при устройстве подошвы материалы

При обустройстве фундаментальной подошвы потребуются следующие материалы и инструменты:

совковые и штыковые лопаты, необходимы для выполнения земляных работ ручным методом;
вязальная проволока и арматурные стержни, с помощью которых осуществляется армирование подошвы фундамента дома;
гвозди и молоток;
крючок, которым выполняется вязка металлического каркаса;
шнур для разметки;
доски для монтажа опалубки;
скобы монтажные;
материалы для подошвы: песок, гравий, бетонный раствор.

Для проведения съемки местности потребуется также нивелир, который поможет с точностью установить уровень подошвы фундамента.

Технология устройства фундаментальной подошвы

Вне зависимости от того, устраиваются подошвы фундаментов мелкого заложения, ленточных, столбчатых или других типов конструкций, работы по их монтажу проводятся поэтапно:

подготовительный этап состоит в рытье котлована. На его дне выполняется разметка, с точностью определяющая расположение будущей конструкции;
устройство опалубки. Здесь обязательно учитывается толщина подошвы фундамента. Выставляется опалубка таким образом, чтобы по центру подошвы распределялись фундаментальные стенки. для формирования наружных углов пара досок соединяется между собой под прямым углом и выносится на расстояние 17,5 см от разметочного шнура. При наличии слабых участков опалубки их нужно подсыпать снаружи грунтовой смесью для предотвращения протечки бетона. Если строительство предстоит на участке в повышенным уровнем грунтовых вод, то в целях безопасности выполняется гидроизоляция подошвы фундамента;
следующий этап – армирование. Металлические прутья обеспечивают усиление подошвы фундамента и соответственно повышают прочностные свойства всей строительной конструкции;
заливка бетона. После расположения арматуры выполняется бетонирование подошвы. При этом должна контролироваться расчетная отметка основания. Для более прочного сцепления фундамента с подошвой на ней прорезается шпоночная канавка по центральной оси кромки. После застывания бетона выполняется затирка поверхности.

Если несущая способность грунтов в месте строительства недостаточная, то для достижения нужных эксплуатационных показателей выполняется уширение подошвы фундамента путем устройства двусторонних или односторонних банкет.

Бетонная подошва фундамента

Подошва традиционного монолитного ленточного фундамента представляет собой платформу из железобетона, предназначенную для равномерного распределения нагрузки, которую создаёт фундамент дома на грунт.Ширина подошвы обычно как минимум в два раза превышает ширину фундамента. В США сооружения подошвы требуют большинство местных строительных норм и правил для установки фундаментов на рыхлых песчаных и илистых грунтах.

Высота большинства подошв для фундаментов, которые нам приходится сооружать, составляет 30, а ширина — 60 см. Обычно, если проектом не предусматривается иное, мы усиливаем такую подошву двумя рядами стальных арматурных прутков 012 мм. В нашем случае грунт на дне котлована был таков, что для двухэтажного дома с размерами в плане 8×12 м без дополнительной подошвы, увеличивающей площадь опоры фундамента, обойтись было нельзя. Для штата Род-Айленд, в котором мы работаем, это обычное явление. Прежде чем приступить к сооружению подошвы, необходимо было разметить на дне котлована точное расположение фундамента дома.


При разметке стройплощадки положение стен будущего дома геодезисты отмечают специальными промаркированными вешками. Расстояние между двумя базовыми вешками должно точно соответствовать длине стены, указанной на плане. Чтобы исключить возможные ошибки, мы всегда дважды перепроверяем расстояния между всеми вбитыми на дне котлована вешками.

Мы всегда ориентируемся по вешкам, установленным геодезистами при разметке стройплощадки ещё до начала рытья котлована. Обычно на дне котлована достаточно определить положение двух базовых точек — двух крайних углов одной из фундаментных стен.

В большинстве случаев мы находим положение этих угловых точек с помощью шнура, натянув его между вешками, установленными геодезистами, и отвеса. По отвесу на дне котлована мы забиваем две свои вешки, используя для этого обрезки арматуры, чтобы не вынимать их, когда дело дойдёт до заливки бетона.

Расстояние между этими двумя вешками должно точно соответствовать длине стены, указанной архитектором на плане. Чтобы быстро разметить положение двух других углов фундамента, необходимо рассчитать длину его диагонали. С помощью обычного калькулятора сделать это не так уж сложно.

А зная длину диагонали и размеры фундамента в плане, можно легко и точно определить положение остальных двух углов и отметить их вешками. Делаем мы это следующим образом.

Два члена бригады удерживают концы ленты двух рулеток в базовых точках, уже отмеченных вешками, пока третий член бригады, натянув ленты обеих рулеток, перекрещивает их на отметках длины диагонали и длины стены, а в точке пересечения забивает в землю очередную вешку. Чтобы исключить возможные ошибки, мы всегда дважды перепроверяем расстояния между всеми вбитыми на дне котлована вешками, сверяя их с размерами, указанными на плане.

После того, как во все углы будут забиты вешки, мы натягиваем шнур от одного угла к другому и получаем контур всего фундамента целиком. Теперь, установив все вешки, можно приступать к сооружению опалубки.

Мы используем для этого доски сечением 5×30 см, соединённые между собой с помощью забитых в землю стальных П-образных скоб, которые удерживают внутреннюю и наружную стенки опалубки на расстоянии друг от друга, точно равном 60 см. Эти скобы являются "ноу-хау" нашей бригады. Мы их специально сделали на заказ, так как в продаже таких не бывает. Они оказались настолько удобными, что никакими другими приспособлениями для фиксации опалубки мы, как правило, больше не пользуемся.


Сначала мы устанавливаем наружные стенки опалубки. Затем параллельно доскам внешней опалубки устанавливаем и фиксируем с помощью стальных П-образных скоб доски внутренней стенки опалубки..

Опалубку мы устанавливаем таким образом, чтобы стены фундаментарасполагались точно по центру подошвы (ширина фундаментных стен данного дома по проекту составляла 25 см). Начинаем работу по сооружению опалубки с того, что скрепляем под углом 90° гвоздями две доски сечением 5×30 см для формирования наружного угла и устанавливаем их на расстоянии 17,5 см от шнура.

Затем параллельно доскам внешней опалубки устанавливаем и фиксируем с помощью стальных П-образных скоб доски внутренней стенки опалубки. Так, постепенно продвигаясь от одного угла к другому, мы продолжаем этот процесс до завершения установки всех внешних и внутренних стенок опалубки. Фиксирующие опалубку П-образные скобы на прямых участках расставляем с шагом 100-120 см.

В местах стыка двух досок их края соединяем с помощью забитых под углом гвоздей и устанавливаем крепежные скобы с обеих сторон от стыка. Подгонять и подрезать доски опалубки по длине нам приходится довольно редко. Когда, например, две доски стыкуются недостаточно плотно, зазор мы заделываем с помощью короткой накладной доски, прибив её гвоздями с наружной стороны.

А если та или иная доска оказывается немного длиннее, чем нужно, просто прибиваем её к смежной доске внахлёст. На образующиеся при этом на боковых кромках подошвы небольшие неровности просто не обращаем внимания. В конце концов, важен не внешний вид подошвы, так как она всё равно будет полностью зарыта в землю.

Главное, чтобы готовая подошва имела прочность не ниже расчётной и успешно справлялась с возложенными на неё функциями. После того, как опалубка полностью установлена, мы производим частичную обратную засыпку грунта около её потенциально слабых точек, например, на стыке отдельных досок или же на участках, где было невозможно установить П-образные крепёжные скобы.

Кроме того, обратная засыпка не позволяет бетону просочиться под опалубку и приподнять её. Далее с помощью теодолита мы устанавливаем уровень верхней кромки подошвы фундамента. Она должна располагаться, во-первых, строго горизонтально, а во-вторых, точно на заданной глубине, указанной на плане архитектором.

Отметки уровня фиксируем небольшими гвоздиками 2,5×50 мм, забивая их наполовину длины на расстоянии 0,5-1,0 м друг от друга по всему периметру с внутренней стороны досок опалубки. При укладке бетона они служат нам ориентиром для определения, на какую высоту следует заполнять опалубку. Теперь всё готово к укладке бетона.

Наилучшие котлованы — это те, к любой точке которых может легко подъехать бетоновоз. Но так, к сожалению, бывает очень редко. Поэтому обычно мы начинаем укладку с наиболее труднодоступных для бетоновоза участков, перемещая лопатами бетон вдоль опалубки до тех пор, пока эти участи не будут заполнены до требуемой высоты — до уровня гвоздей, фиксирующих высоту подошвы фундамента.

Сразу же после заливки бетона, пока он еще не затвердел, мы приступаем к укладке вдоль всего периметра подошвы двух рядов стальных арматурных прутков D12,5 мм.

После того, как заливка бетонав опалубку завершена, мы приступаем к укладке вдоль всего периметра подошвы двух рядов стальных арматурных прутков D12,5 мм. Для этого прутки арматуры сначала раскладываем в два ряда поверх влажного бетона примерно на расстоянии 15 см от каждой стенки, подсовывая их под поперечные перекладины П-образных скоб.

А затем утапливаем их в бетон на глубину примерно 20 см, используя в качестве инструмента обыкновенные штыковые лопаты. Бетон над утопленными прутками арматуры тщательно и аккуратно "проштыковываем" теми же лопатами, чтобы удалить попавший в него воздух. Выровняв поверхность бетона до высоты гвоздей, фиксирующих уровень верхней кромки подошвы, мы осторожно приподнимаем все стальные П-образные скобы на несколько сантиметров. Обычно на 5-7 см, не больше, чтобы беспрепятственно выполнить две последние операции.


Верхнюю кромку подошвы мы тщательно выравниваем и затираем. На всех прямых участках подошвы точно вдоль центральной линии верхней кромки мы делаем шпоночную канавку глубиной 2,5-3,0 см и шириной 7-8 мм. Положения углов фундаментных стен мы отмечаем прямо на верхней кромке подошвы, прочертив риски острием гвоздя на слегка затвердевшей поверхности бетона.

Первая из них — это затирка верхней кромки подошвы. Кроме облегчения всех последующих работ по возведению стен фундамента, гладкая поверхность облегчает удаление грязи и мусора, который неизбежно попадает на верхнюю кромку во время демонтажа опалубки.

И наконец, завершающий этап в сооружении подошвы фундамента- это вырезание или выдавливание шпоночной канавки вдоль центральной осевой линии верхней кромки. Эта канавка должна обеспечить прочное и надёжное сцепление подошвы со стеной фундамента, которая будет возведена на ней в дальнейшем.

Обычно мы делаем шпоночную канавку глубиной 2,5-3,0 см и шириной 7-8 см, просто вдавливая в бетон короткий брусок соответствующего сечения вдоль центральной линии верхней кромки подошвы. К моменту начала этой работы бетон обычно уже достаточно затвердевает, поэтому брусок оставляет за собой канавку, которая сама по себе не "заплывает" и не изменяет свою форму и размеры. Такие канавки мы делаем только на прямолинейных участках подошвы, не доводя их до углов примерно на 0,5-0,7 м. Поскольку углы являются самыми прочными частями фундаментной стены, беспокоиться о нарушении целостности фундамента в этих точках не стоит. Прежде чем удалять опалубку, мы переносим с неё отметки положения углов фундаментных стен прямо на верхнюю кромку подошвы, прочертив риски остриём гвоздя на слегка затвердевшей поверхности бетона. Они будут служить ориентиром для установки опалубки при возведении стен фундамента.

Все материалы, размещенные на сайте https://www.parthenon-house.ru, принадлежат компании ПАРФЕНОН. При цитировании текстов ссылка источник обязательна!

Подошва фундамента — определение и назначение

Подошва — это нижняя часть фундамента, соприкасающаяся с грунтом, при этом нередко её делают шире остальной конструкции. Подошва помогает равномерно распределить нагрузку от строения. То расстояние, на которое подошва погружена в грунт, называется глубиной заложения. На выбор данного параметра влияют:

тип возводимого фундамента,
проект дома,
материал стен строения,
характеристики грунта на строительной площадке,
уровень залегания подземных вод,
климатические условия региона.

Чтобы сделать фундамент надежнее и увеличить срок эксплуатации здания, важно правильно рассчитать ширину подошвы основания и толщину подушки. Ошибки в расчётах приводят к образованию трещин в фундаменте и на стенах дома, также из-за неравномерной усадки здания могут появиться перекосы дверных и оконных проемов.

Виды подошв схематично

Визуально опорная подошва фундамента напоминает ступень или платформу. В зависимости от размера дома и нагрузок её могут делать одноступенчатой, двухступенчатой или трехступенчатой. Для надежности конструкции обязательно армирование стальными прутками. Количество и диаметр стрежней подбираются, исходя из типа основания и предполагаемых нагрузок.

Плюсы и минусы

Плюсы:
Минусы:
Плюсы:

увеличивается срок эксплуатации строения,
повышается надежность самого фундамента,
становятся не так важны свойства грунта,
в некоторых случаях получается сэкономить на бетоне.

Минусы:

такой способ строительства требует больших трудозатрат,
увеличиваются сроки строительства,
не оправдан для строительства на участках, где глубина промерзания грунта значительна,
не подходит для грунтов, которые подвержены сильному морозному пучению.
может потребоваться спецтехника.

Подошва ленточного фундамента

Само по себе ленточное основание — это замкнутая полоса, которая проходит под несущими стенами и внутренними перегородками. Тяжелые дома на пучинистых грунтах чаще строят на монолитном основании из железобетона. При этом подошва ленточного фундамента будет шире основной полосы.

При выборе глубины заложения основания ориентируются на среднегодовые значения промерзания грунта. В зависимости от региона это величина может быть и 60 см, и 150 см ниже поверхности земли. Чтобы определить другие параметры необходимые для возведения ленточного основания с подошвой стоит учитывать:

свойства и состав грунта,
класс используемого бетона,
заложенные в проекте дома нагрузки.

Ленточный фундамент с расширенной подошвой

Источник Яндекс картинки

Подошва столбчатого фундамента

Столбчатое основание выбирают для легких строений, например, для деревянных или каркасных домов. Однако такие постройки не предполагают наличие подвала или цоколя. Этот тип фундамента хорош для строительства на обломочных и песчаных грунтах. Но не стоит выбирать столбчатое основание, если вы хотите дом на склоне или ваш участок расположен на водонасыщенных землях. Если же грунт пучинистый, то процесс строительства усложнится.

Силы пучения могут вытолкнуть или сдвинуть с места опору. Глубина заложения и количество опор будут зависеть от типа дома и характеристик грунта. Опоры соединяют ростверком или поперечной балкой.

Подошва отдельного столба — это плита, которая шире самой опоры на 20-25 см. Плита из железобетона или бетона называется пяткой. Чем шире пятка, тем ниже нагрузка опоры на поверхность.

Пятка столбчатого фундамента