Песчаная подготовка под сборный фундамент представляет собой важный этап в строительстве, обеспечивающий равномерное распределение нагрузки и предотвращающий возможные деформации. Она включает в себя укладку песчаного слоя, который служит амортизирующей основой, улучшая дренаж и повышая стабильность конструкции.
Правильная подготовка песчаного основания способствует увеличению прочности и долговечности сборного фундамента. При этом важно учитывать уровень увлажнённости песка и его плотность, чтобы избежать оседания или просадки фундамента в будущем.
Подушка под ленточный фундамент
СП 22.13330.2016 «Свод правил основания зданий и сооружений» определяет фундамент как часть сооружения, служащую для передачи нагрузки от сооружения на основание.
Для чего нужен фундамент
Строительные материалы (бетон, кирпич, камень, металл) обычно имеют прочность, превосходящую прочность верхних слоев грунта, которые в большинстве случаев имеют невысокую несущую способность. Из-за этого верхние слои грунта могут испытывать деформации под воздействием таких факторов, как набухание при увлажнении, усадка при высыхании, пучение при промерзании, просадка при оттаивании.
Если игнорировать эти свойства грунтов оснований, прочное здание построить не получится; все нагрузки от деформации грунта будет принимать на себя конструкция здания, что приведет к его выходу из строя. Поэтому здания и сооружения не ставят непосредственно на поверхность грунта, а изготавливают фундамент — подземную часть сооружения, которая опирается на более глубоко залегающие грунты оснований.
Справка!
Плоскость фундамента, опирающаяся на основание, называется его подошвой, а верхняя (противоположная) плоскость, на которую опирается основание самого сооружения — обрезом.
Подошва фундамента опирается на слой грунта, который называется несущим; нижележащие слои называются подстилающими. Нагрузка веса от здания и фундамента влияет на эти слои; их называют рабочей зоной основания, а также сжимаемой толщей.
Надежность грунтов оснований
Любой грунт представляет собой трехфазную систему, состоящую из твердых частиц, воды и газа, поэтому грунты могут иметь разные физико-механические свойства.
Перед тем как приступить к любому строительству, проводят инженерно-геологические изыскания на строительной площадке, целью которых является выяснение особенностей грунта. Эти работы проводят до этапа проектирования здания, поскольку полученные сведения напрямую влияют на выбор решения. Оцениваются такие параметры грунтов оснований, как плотность при ненарушенной структуре, плотность и коэффициент пористости твердых частиц и другие.
ГОСТ 25100–82 подразделяет все грунты на скальные и нескальные.
Скальные грунты
В скальных грунтах оснований частицы связаны с друг с другом очень прочно. Грунты подразделяются на размягчаемые и не размягчаемые. В отдельную группу выделяют растворимые грунты, устанавливается степень растворимости.
Хотя скальные грунты классифицирует на несколько групп (от очень прочных до грунтов оснований весьма низкой прочности), в целом, они считаются надежными основаниями.
Нескальные грунты
В нескальных грунтах связь между частицами менее прочная, чем прочность частиц, поэтому они более рыхлые, чем скальные.
Нескальные грунты подразделяют на крупнообломочные и песчаные.
К крупноблочным грунтам относятся валунные, галечниковые, гравийные. Они считаются надежными основаниями.
К песчаным грунтам относятся гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые. Они также могут рассматриваться, как надежные, за исключением рыхлых песков, илов, пылевато-глинистых, просадочных и набухающих грунтов.
Отдельно рассматривают следующие типы грунтов оснований:
- засоленные, которые могут образовывать агрессивную среду;
- биогенные (торфы, сапропели), для которых характерны высокая сжимаемость и медленно развивающаяся осадка;
- вечномерзлотные, которые могут оттаивать при изменении температурного режима, вызывая осадку;
- насыпные, которые характеризуются высокой степенью неоднородности и неравномерной сжимаемостью, что может привести к их осадке.
Важно!
Надежность грунтов основания оценивается не сама по себе, а в зависимости от того, какое сооружение будет на них опираться. Основания, которые вполне надежны для легких зданий, могут оказаться ненадежными для более тяжелых конструкций.
Помимо физико-механических свойств самого грунта, имеет значение Влажность на участке. Некоторые грунты способны удерживать влагу; из-за этого на участке создается избыточная влажность. К таким грунтам относятся, к примеру, глинистые грунты и суглинки.
При наличии такого грунта на участке большое значение имеет глубина залегания грунтовых вод. Если она менее, чем на 2 м ниже глубины промерзания, капиллярный подсос воды приводит к скоплению влаги в верхних слоях грунта. При замерзании в начале зимы или в конце осени, вода существенно увеличивается в объеме, вызывая пучение грунта. Здание или сооружение, которое расположено на пучинистом грунте, может деформироваться и даже опрокинуться.
Слабыми считаются грунты, которые способны сильно сжиматься, насыщаться водой, а также грунты, которые теряют прочность при обычной скорости приложения внешних нагрузок, характерных для строительных работ. Это заторфованные грунты, илы, рыхлые пески, пылевато-глинистые грунты в текучем состоянии.
Что делать, если грунт на участке ненадежный
Существуют разные решения, которые позволяют возводить фундамент на ненадежных грунтах:
- применение фундаментов глубокого заложения с полной прорезкой слоев слабых грунтов;
- применение свайных фундаментов;
- искусственное улучшение физико-механических свойств грунтов оснований (дренирование участка, устройство грунтовых подушек под фундамент, армирование, закрепление или полная замена грунта на участке и др.).
В частном строительстве обычно применяют дренирование грунта и либо его удаление на глубину промерзания и замену песком.
Типы фундаментов. В каких случаях выбирают ленточный фундамент
Фундаменты зданий и сооружений по своей форме подразделяются на четыре основных типа:
- плитные, представляющие собой сплошную плиту, расположенную под зданием по всей его площади;
- ленточные, которые представляют собой сплошную ленту, проходящую под наружными и внутренними несущими стенами и иногда под перегородками здания на всю их длину;
- столбчатые — набор отдельно стоящих опор, расположенных под стенами зданий и их пересечениями;
- свайные, для которых опоры заглубляются на очень большую глубину.
Тип фундамента выбирается в зависимости от массы сооружения, надежности грунта, а также финансовых и других возможностей застройщика.
Поскольку от 25 до 40 % общих расходов на строительство составляют затраты на обустройство фундамента, необходимо выбрать такое решение, которое, с одной стороны, обеспечит, надежность конструкции, с другой — позволит обойтись без неоправданных расходов.
При ответственном строительстве для выбора оптимального решения используют расчеты по предельным состояниям и другие методики. Цель этих расчетов — выбор конструктивного решения, при котором предельные состояния не возникают.
При проектировании учитываются местные условия строительства, имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений в подобных природных условиях, а также данные об ожидаемых климатических условиях на период строительства. Все эти факторы влияют на выбор типа фундамента.
При проектировании фундаментов для сооружений повышенной ответственности и особо опасных рекомендуется предусматривать научно-техническое сопровождение строительства с привлечением специализированных организаций.
В частном строительстве возводят здания высотой до трех этажей. В этом случае также рекомендуется заказать выполнение работ по исследованию грунта и проектированию здания специализированным организациям. Если же возводится легкий летний деревянный дом или баня, как правило, практически любой грунт будет достаточно надежным. Только в случае влажных грунтов рекомендуется провести дренаж участка либо заменить верхний слой грунта песком.
В частном строительстве, особенно, при возведении легких зданий, как правило, не используют плитные фундаменты, поскольку это в данном случае неоправданно дорогостоящее сооружение. Также недостатком плитных фундаментов считается невозможность устроить в доме подвальные и цокольные помещения, а при ограничении этажности дома цокольный этаж может быть очень полезен, и владельцы домов от него не отказываются.
Столбчатые фундаменты чаще используются на надежных грунтах или при постройке легких деревянных домов.
Ленточные фундаменты в частном строительстве очень популярны. Они достаточно надежны, равномерно распределяют нагрузку от здания и позволяют устроить в доме цокольные или подвальные помещения.
Ленточные фундаменты экономичны, требуют меньше затрат материалов, чем плитные, и их можно построить своими руками.
Монолитный или сборный?
По методу изготовления ленточный фундамент может быть монолитным или сборным. Монолитные железобетонные фундаменты считаются наиболее долговечными; срок их службы составляет около 200 лет.
Плюсы монолитного фундамента:
- может иметь любую форму;
- при изготовлении не требуется привлечение специальной техники для монтажа блоков;
- не имеет швов, в которые может поступать вода, поэтому подходит, если грунты на строительной площадке влажные.
К недостаткам монолитного ленточного фундамента относятся:
- необходимость армирования и выполнения связанных с ним трудоемких работ;
- длительность бетонных работ;
- необходимость монтажа и демонтажа опалубки;
- необходимость ждать, пока бетон наберет прочность, прежде чем можно будет нагружать фундамент.
Сборные фундаменты выполняют из отдельных элементов, например, кирпича или готовых бетонных блоков. К достоинствам сборных фундаментов относятся скорость монтажа и возможность сразу продолжать строительство.
Однако сборный фундамент имеет швы, в которые может поступать грунтовая вода; он менее надежен, служит не так долго, как монолитный. При монтаже ленточного сборного фундамента из готовых бетонных блоков необходима специальная техника.
Выбор того или иного решения зависит как от условий на строительной площадке, так и от наличия специальной техники и материалов. В городских условиях обычно применяют сборные фундаменты, и только если необходим фундамент сложной конфигурации, его выполняют из монолитного железобетона. В частном строительстве чаще предпочитают залить бетонный фундамент.
Что такое подушка под фундамент
Ленточный фундамент представляет собой, по сути, ленту шириной до 60 см, которая проходит под несущими наружными и внутренними стенами зданий на всю их длину, а В некоторых случаях и под перегородками.
На верхнюю плоскость этой ленты опираются стены здания, а нижняя плоскость (подошва) опирается на грунты оснований.
Конструкция заглубляется в грунт на определенную глубину. Глубина заложения фундамента регламентируется СП 22.13330.2016. Поэтому первый этап работ по изготовлению фундамента — изготовление котлована по предварительно сделанный разметке.
Ширина котлована учитывает ширину фундамента и толщину опалубки, а глубина — глубину заложения и толщину подушки.
Подушкой (подготовкой) для фундамента называют слой песка, щебня, песчано-гравийной смеси или бетона низкого класса прочности, которая располагается под его подошвой.
Основные функции подушки:
- равномерное распределение нагрузки на подстилающие слои грунта;
- выравнивание основания под фундамент;
- при возведении монолитного фундамента — предотвращение поглощения влаги из свежезалитого бетона.
От чего зависит выбор материала для подушки под ленточный фундамент
Подушка под фундамент может быть песчаной, песчано-гравийной, щебеночной или бетонной.
Обычно выбор в качестве подготовки слоя песка, щебня или ПГС делается с целью экономии, поскольку песчаная или щебеночная подушка дешевле. Если фундамент состоит из блоков, песчано-гравийная подушка позволяет более тщательно выровнять их, заполняя возможные пустоты под подошвой.
Подготовка из бетона чаще выбирается при изготовлении монолитного фундамента.
Важно!
СП 22.13330.2016 допускает бетонирование фундаментов без подготовки при соответствующем обосновании. Толщина защитного слоя арматуры в этом случае принимается не менее 70 мм.
Как сделать подушку для фундамента из песка, щебня или ПГС
Толщина грунтовой подушки под ленточный фундамент выбирается в диапазоне от 10 до 60 см в зависимости от типа грунта; на песчаных грунтах подсыпку не делают.
Устройство основания способом отсыпки грунтовой подушки под ленточный фундамент производится с соблюдением требований СП 22.13330.2016:
- Слабые грунты предварительно уплотняются методом трамбования.
- На дно котлована расстилают геотекстиль. Если им пренебречь, песок постепенно будет вымываться, и фундамент может проседать.
- На слой геотекстиля насыпают песок, песчано-гравийную смесь либо смесь песка и щебня. Иногда подготовку выполняют из одного щебня, но для увеличения плотности щебеночной подушки рекомендуется смешивать щебень с песком либо чередовать слои песка и щебня.
- Не допускается отсыпка грунта на промороженный слой.
- Грунтовая подушка подсыпается слоями, каждый из которых трамбуется в увлажненном виде.
Для устройства песчаной подушки применяют крупнозернистый песок. Гравийная или щебеночная подушка выполняется из материалов средних и крупных фракций.
Бетонная подготовка
Устройство бетонной подушки предусматривается при возведении монолитных фундаментов в любых подстилающих грунтах, кроме скальных.
Бетонная подготовка предотвращает утечку раствора из бетонируемого фундамента, снижает расход бетонной смеси, которая обеспечивает установку арматуры фундамента.
Допускается как бетонная подушка под фундамент, так и щебеночная либо песчаная подготовка с цементной стяжкой. Толщина бетонной подготовки и выбор класса прочности бетона назначаются в зависимости от монтажных и эксплуатационных нагрузок. Обычно толщина подушки составляет не менее 10 см, а бетон используется класса по прочности на сжатие от В7,5 и выше.
Как залить подушку под фундамент
На дно траншеи расстилают геотекстиль, после чего выполняют бетонную подготовку (подбетонку) либо цементную стяжку на слой песка и щебня.
Чтобы получить бетонную смесь класса по прочности на сжатие В7,5, на одну объемную часть цемента ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2016 (М400) берут 4,6 частей песка средних фракций и 7 частей крупных заполнителей (гравий, щебень), а Воду до получения необходимой консистенции.
После выполнения песчаной или бетонной подушки приступают к изготовлению самого фундамента.
Монолитный ленточные фундамент заливают в опалубку, которая выполняется из досок, щитов либо используется инвентарная металлическая опалубка.
Ленточный фундамент обязательно армируют металлической либо стеклопластиковой арматурой. Разработкой арматурного каркаса обычно занимаются специалисты.
Бетон для фундамента
Бетон для заливки армированного фундамента должен обладать определенными характеристиками:
- высокой подвижностью;
- прочностью;
- водонепроницаемстью.
В некоторых случаях требуется бетоны, которые быстро набирают прочность, чтобы избежать простоев в работе.
Класс бетона по прочности на сжатие выбирают в зависимости от предполагаемых нагрузок на фундамент. Для легких построек (бани и летние деревянные дома) достаточно бетона класса В15; для многоэтажных частных домов — от В22,5. Водостойкость бетона должна быть не менее W6, а морозостойкость — не менее F250.
Для получения такого бетона требуется портландцемент высокой прочности ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2016–ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2016. Количество крупных и мелких заполнителей, а Воды можно посмотреть в таблице.
Добавки для бетона
В состав бетона для фундамента рекомендуется вводить специальные добавки, которые позволяют повысить его характеристики.
Суперпластификаторы CemBase и CemPlast
Повышают удобоукладываемость бетонной смеси на четыре пункта. Бетонная смесь с CemBase или CemPlast не требует дополнительной виброобработки, плотно заполняет опалубку без пустот. Количество и диаметр пор в бетоне с применением суперпластификаторов значительно уменьшается, что повышает плотность, прочность, водонепроницаемость бетона.
Повышается живучесть раствора, предотвращается его расслаивание, что увеличивает удобство в работе.
Применение суперпластификаторов позволяет снизить водопотребность смеси, а также уменьшить расход цемента на 10–15 % без потери прочности бетона. Учитывая, что фундамент — это достаточно массивное сооружение, которое требует большого количества материалов, в денежном выражении такая экономия довольно ощутима.
Важно!
Добавление суперпластификаторов повышает прочность бетона в ранние сроки, благодаря чему можно увеличить темпы строительства, повысить оборачиваемость опалубки и избежать простоев.
Гидрофобизатор CemAqua
Грунт всегда содержит воду, которая при постоянном воздействии является для бетона агрессивной средой. Поскольку бетон в своей структуре имеет капилляры и поры, он способен впитывать воду. Соли и кислоты, содержащиеся в грунтовой влаге и в воде осадков, вступают в химические реакции с соединениями бетона. Продуктами этих реакций являются водорастворимые соли, которые вымываются из бетона, ослабляют его структуру и вызывают появление высолов на его поверхности.
При отрицательных температурах вода замерзает порах бетона, вызывая появление микротрещин.
В условиях влажности происходит рост и развитие различных микроорганизмов, которые разрушают структуру бетона.
Для чего нужна песчаная подушкa пoд фундaмент? Совeты по уcтрoйcтву
Чаcтo обсуждaется темa нeобходимости спeциальной подушки под подошвой ленточного фундамeнта. Пoпытаемся paзобpaться с этим вoпрoсoм и избавимcя от лишних сoмнений — дeлать или нe делать подушку?
Устpойство пeсчаной подyшки под фундамент — для чего нужна, ĸaĸ правильнo сделaть?
Специaльную подушку выполняют либо из грyнта (грунтoвая подушка): пeсок, песчaно-щебеночнaя смeсь или щебень, либo выполняют ее из тощего низкомaрочного бeтона (бeтонная подготовка).
Пecок в грунтoвыx подушкax используют по причинe егo способности весьмa быстpо и пpосто уплoтняться. Для уплотнения пeска дoстатoчнo взять песок природной влажности (еcли песoĸ cухой, тo егo cледует слeгка увлaжнить), уложить eго на дно тpаншеи (котлована) и выпoлнить уплотнение oбычнoй ручной трaмбовкой.
Совет! Обратим Вaше внимание, чтo сильно увлажнять пeсчаную подушку не cледует, тaк это приведет нe к ее уплотнeнию, a нaпротив – к ee разуплoтнению.
Для чего нужнa песчaнaя пoдyшка?
Песчаная подушкa под фундамeнт необходимa для выравнивания oснoвания, то есть для pавномepной передaчи давлeния oт фундaментa на грyнтовое oснoвание. К пpимepу, тoчнo не oбoйтиcь без грунтoвoй подушке при устpойствe фундaментa в виде монолитной железобетонной плиты или пpи устанoвке cборно-разборного бассeйна.
Дно узких траншeй пpoще выравнивать песĸoм или песчанo-щебенoчнoй смесью. Дeлаeтcя это ĸаĸ в случaе мoнтажа сбоpных жeлeзобeтонных фундаментoв, тaк и при подготовкe выполнения монолитных лeнт. В частности, при укладкe мoнoлитных лент грyнтовaя подyшкa обеcпечивaет одинaковый зaщитный слoй бетонa (рaсстояние от aрмaтурных стержней дo уровня пoдoшвы фундамeнта). Если подушку не уклaдывaть, тогда нужнo очень aккурaтно зачищать-выpавнивать грунт, срезать бугpы нa днe тpаншeи (предстaвьте, кaк этo нeудобно дeлать в yзких и глубоких трaншеях, рядом с которыми нaсыпaн в oтвалы разработанный гpунт).
Пpи провeдeнии земляных рaбот в глинистых грунтax (глины, суглинки, супeси и пр.) практикуют так называемyю дoрабoтку грyнта вpучную. То еcть копaют траншею с пoмoщью экcкaвaторa, а затeм на глyбинy 10…15 см дорабатывают гpунт врyчнyю, потому чтo oт ковша грyнт нa дне тpаншeи (котловaнa) рaзрыxляется.
Дорабатывать гpунт в узких траншeях шириной 30…50 см затруднитeльно, а такжe этo чacто приводит к обвaлy грyнта cтeнок траншеи. Поэтому при реaльном малоэтажном строитeльствe таĸую дорaботку не праĸтиĸуют, а для того чтобы контакт фундaментa прoиcхoдил не на разрыхленный грyнт егo замeняют пecком, ĸoтoрый очень легкo уплoтняется (в oтличие от глинистых гpунтoв). Частo пeском замeняют существующий непригодный гpунт. Этo дeлаeтcя c целью эĸoнoмии мaтеpиaлa (в даннoм слyчаe бетонa). K примеру, глубинa залoжения глиниcтых пластoв состaвляет 1,4 м oт дневной поверхности земли, а зaложить подошвy фундамeнта вoзмoжнo нa глубину 1,1 м. Так как на почвeнно-раститeльный cлой oпирать фундаменты под ĸaпитaльные стены не cледует, то можно выполнить пеcчаную подyшкy пoд лентoчный фундамeнт толщиной 0,3 м, которaя сэкономит тяжелый бетон.
Еще устройство песчанoй подушки yстраивают для экономии бетoна на фундaмент из следующиx сообpажeний. К примеру, фундамeнт на глинистых гpунтах стараются сдeлать чуть ниже глyбины cезoннoгo пpомepзания (на 10…15 см). Hапримeр, в мoем регионе для глинистых грунтов эта глубинa составляeт 1,1 м. Чтoбы не зaглyбляться подошвой ниже этoгo уровня, можно уложить пoд подошву фyндамента песок, который c большой верoятнoстью не увеличивaется в объeмe при зaморaживaнии (мoрoзнoе пучeниe). Тaким oбразoм, фундaмент можно сделать глyбинoй нe 1,2….1,25 м, а 1,1 м.
- при выcoкoм урoвне гpунтoвых вод (на пoдтапливаемых тeрриториях);
- при нaличии песчаныx гpунтов основaния.
Теперь вы много знaете о песчанoй пoдушĸе под фундaмент и когда стоит ee предусмотреть.
