Песчаное основание под фундаментом выполняет несколько важных функций, обеспечивая стабильность и долговечность строения. Оно создаёт равномерное распределение нагрузки от фундамента, что предотвращает появление трещин и деформаций, а также улучшает дренаж, предотвращая скопление воды под зданием.
Кроме того, песок обладает хорошей компрессией и способностью к оседанию, что обеспечивает необходимую упругость и защиту от подвижек грунта. Это критически важно для поддержания целостности конструкции и увеличения срока её эксплуатации.
Подушка под фундамент
Основа любого здания, гарант прочности и долговечности постройки – это фундамент. Поэтому отнестись к его возведению необходимо со всей серьезностью и ответственностью.
Многие люди на начальном этапе постройки дома задаются вопросом: нужно ли делать подушку под фундамент? Давайте разберемся, что это такое и почему она необходима.
Функции подушки под фундаментом
- Выравнивает грунт, сглаживает основание траншеи или котлована.
- Равномерно перераспределяет нагрузку фундамента и всей постройки на нижние слои грунта.
- Препятствует негативному воздействию грунтовых вод на железобетонное основание.
- Исключает вспучивание грунта при минусовых температурах.
- Обеспечивает равномерность осадки строения.
Существует несколько видов подушек.
Песчаная
Наиболее распространенный строительный материал для основания – песок. Бюджетный вариант, который подойдет при строительстве легких сооружений и при глубоком залегании грунтовых вод.
Важно выбрать подходящую фракцию: песок должен быть крупнозернистым, для этой цели не подойдет мелкая фракция.
Особенности при устройстве
- Необходимо тщательно выровнять песчаную поверхность.
- Песок нужно обязательно хорошо утрамбовать.
- Материал укладывается послойно, высота каждого 10-15 см, после чего он уплотняется. Чтобы добиться лучшей плотности трамбовки подушку можно смочить водой.
- Общая толщина подушки в среднем достигает 20-40 см. Она также определяется конструктивными особенностями здания и свойствами местности, где оно будет возводиться.
Гравийная
При слабонесущем грунте использование только песка будет недостаточно, ведь для такой почвы это малоэффективно. Для подобных ситуаций производится усиление гравием, который позволит избежать усадки фундамента.
Гравийная подушка представляет собой прочное и выносливое основание, которое отлично подойдет при возведении частного жилого дома.
Как правильно сделать основание из гравия?
- Предварительно необходимо засыпать, выровнять и уплотнить песок крупной фракции. Толщина слоя должна составлять 15-20 см.
- После этого сверху засыпается гравий (или щебень) фракции 20-40 мм, минимальная толщина которого 25 см.
- Во избежание пустот, важно все слои тщательно уплотнить.
Песчано-гравийная
Ее можно представить, как основание, состоящее их нескольких слоев, разных по толщине. Традиционно каждый из них делают не менее 5 см. Общая толщина рассматриваемой подушки должна достигать 20-40 см.
Устанавливается при слабонесущем грунте. Такое основание под фундамент хорошо выдерживает нагрузку как одноэтажных домов среднего размера, так и зданий в два-три этажа высотой.
Устройство песчано-гравийной подушки
В практике применяются разные технологии по устройству песчано-гравийного основания. Рассмотрим одну из них.
- Дно котлована или траншеи покрывают бутовым камнем (куски природного камня разной формы), он придаст дополнительную прочность.
- Следующим слоем засыпают и трамбуют крупный песок. Для увеличения плотности трамбовки его нужно пролить водой.
- Поверх насыпается гравий, толщина которого должна быть не менее 20 см, и снова трамбуется, желательно виброплитой.
- Поверх всех слоев опять засыпают песок толщиной около 20 см, проливают его водой, после чего он осядет на гравий.
Бетонная
Это самый прочный вид основания под фундамент, однако и самый дорогой, поэтому применяют его редко. Бетонная подушка допустима для любого грунта, подойдет при строительстве многоэтажных домов.
Правила устройства
- Дно котлована засыпается щебнем, слой которого составляет примерно 10 см, затем он трамбуется.
- По периметру будущего фундамента устанавливается опалубка, высота которой равна толщине бетонной подложки, оптимальной является высота в 30 см.
- Укладывают гидроизоляционный слой.
- Следующий шаг – армирование для придания прочности конструкции. Важно позаботиться о том, чтобы арматура выступала сверху примерно сантиметров на 30 для сцепления непосредственно с фундаментом.
- Затем заливается бетон. Смесь также утрамбовывается для удаления воздуха и лишней воды.
- Верхняя поверхность бетонной подложки соответствует нижней границе фундамента здания.
Другим вариантом исполнения бетонной подушки можно назвать применение готовых бетонных блоков (ФБС), которые укладывают на предварительно утрамбованный слой песка.
Не забывайте использовать гидроизоляцию поверх подушки, она защитит железобетонное основание от лишней влаги и не даст быстро впитаться воде при заливке бетона.
Способы уплотнения (трамбовки) подушки
При устройстве подушки фундамента важно обеспечить ее максимальную плотность. Это позволяет удалить из песка лишний воздух, создать надежное основания для конструкции. Самый эффективный метод уплотнения насыпки – трамбовка. Она может выполняться разными способами. Подушку под фундамент трамбуют вручную или при помощи виброплиты.
Ручная трамбовка
Для трамбовки подушки фундамента используется специальный ручной инструмент. Ее основным элементом является массивная стальная плита размером порядка 30х30 см и весом порядка 15-20 кг. К ее центру приваривается труба, на конце которой приваривается рукоятка, позволяющая поднимать инструмент двумя руками.
Этим инструментом выполняют равномерные удары по поверхности песчаной насыпки. Трамбовка производится послойно. Следующий слой песка насыпают только после достаточного уплотнения предыдущего слоя. Для лучшего эффекта слои проливают водой.
Ручное трамбование не требует использования дорогостоящего оборудования, что упрощает решение задачи. Однако этот метод требует значительных трудозатрат, работы занимают много времени.
С помощью виброплиты
Оптимальные результаты по качеству уплотнения при минимальных трудозатратах дает механизированное трамбование при помощи виброплиты. Оборудование этого типа имеет массивную стальную плиту, к которой подведен привод от бензинового/дизельного двигателя или от электродвигателя. Благодаря приводу плита совершает вибрации с большой частотой, воздействуя на песок.
Виброплита обеспечит эффективное уплотнение при толщине слоя песчаной подушки не более 0,6 м. Перед выполнением работ слой песка необходимо равномерно полить водой, не допуская при этом чрезмерного увлажнения. Далее с работающей виброплитой проходятся по поверхности песчаной подушки 5-7 раз в прямом и обратном направлении.
Строительство на песчаных грунтах
Устойчивость зданий и сооружений в значительной степени зависит от свойств естественного основания. При проектировании нужно учитывать такие параметры, как влажность, плотность, коэффициент разрыхления, сцепление грунта и сопротивление сдвигу. Песчаный грунт является хорошим основанием для строительства, а выбор типа фундамента определяется гранулометрическим составом, наличием примесей в песке и регламентируется СП 22.13330.2016 и СП 45.13330.2017.
Что такое песчаный грунт?
Следует отличать чистый песок от песчаного грунта. Последний представляет собой рыхлую породу, побочный продукт добычи песка, который на 50% состоит из песка, содержит не более 30% глинистых частиц и другие примеси, чаще всего кварц, полевые шпаты, кальцит. В состав его Входит верхний слой земли. Большое количество примесей делает песчаный грунт менее пластичным, а потому и дешевым. Но преимуществом его является то, что такой грунт обладает высоким коэффициентом трения и связности и лучше держит форму.
Свойства песчаного грунта зависят от доли глинистых частиц и глубины расположения пластов грунта. Он обладает следующими характеристиками:
· низкая пористость и водопроницаемость: грунт плохо удерживает влагу, следовательно, не подвергается морозному пучению (кроме пылеватых песков),
· низкая насыщенность влагой делает такой грунт плотным и увеличивает несущую способность,
· наличие глинистых частиц дает песчаному грунту высокую связывающую способность и низкую способность к пылеобразованию,
· наличие камней и обломков породы повышает уровень трения.
Типы песчаных грунтов
Основания для классификации песчаных грунтов определяются ГОСТ 25100-2020. Выраженность тех или иных свойств зависит от качества песка, которое определяется размером его частиц. Он может быть:
· гравелистый (25% удельного веса составляют частицы размером более 2 мм),
· крупный (не менее 50% составляют частицы с размером от 0,5 мм),
· средний (половина массы – частицы 0,25 мм),
· мелкий (75% удельного веса – частицы размером около 0,1 мм),
· пылеватый (более 75% составляют частицы с размером менее 0,1 мм).
Еще один важный критерий для классификации — влажность пылеватых песков, показывающая соотношение естественной влажности к влажности, соответствующей полному заполнению пор влагой. Пески бывают:
Песчаные грунты, обладающие высоким показателем плотности и низким коэффициентом сжатия, дают быструю осадку под воздействием давления, что позволяет использовать их как основание под фундамент. По степени плотности выделяют пески:
· плотные (они находятся на глубине более 1,5 метров)
· рыхлые (расположены в верхнем слое)
Песчаный грунт содержит до 50% от общего веса частицы размером до 2 мм и обладает следующими свойствами:
· сыпучесть в сухом состоянии
· низкий коэффициент сжатия
· высокая скорость уплотнения при давлении
Использование песчаных грунтов для строительства
Особые свойства делают песчаный грунт отличным основанием для фундаментов различных сооружений, если он обладает равномерной плотностью и защищен от воздействия грунтовых вод. К преимуществами этого вида основания относятся невосприимчивость к воздействию низких температур и минимальное время осадки зданий, возведенных на нем.
Слабым считается только грунт, состоящий из пылеватых частиц. Такой песок обладает низкой несущей способностью, склонен к пучению и образованию плывунов. Укрепляют песчаный грунт химическими растворами через полые сваи, с помощью вибрации и другими методами.
Какой фундамент использовать на разном песчаном грунте?
Для определения вида песчаного грунта на территории бурят скважины и оценивают почву, поднятую с разных глубин. При выборе фундамента для строительства на песчаных грунтах нужно отталкиваться от характеристик конкретного естественного основания. Идеальной с точки зрения надежности для любых типов песчаных грунтов является монолитная плита, но монтаж ее стоит достаточно дорого. Универсальны столбчатые или свайные фундаменты: они прочны и долговечны, подходят для слабых грунтов.
1. Выбор фундамента для строительства на гравелистом, крупно- или среднезернистом песке.
Гравий и крупный песок имеют высокую несущую способность, хорошую водопроницаемость, они устойчивы к сдвигу и практически не подвержены морозному пучению. В связи с этим достаточно использовать ленточный фундамент мелкого заглубления, если не требуется обустройство подвала. Для строительства сборного ленточного фундамента используют специальные блоки из железобетона. Для изготовления монолитного ленточного фундамента монтируют опалубку, устанавливают арматурный каркас и заливают всю площадь фундамента бетонным раствором.
Подземные воды вымывают частицы грунта и могут повлиять на его несущую способность. Если же они проходят достаточно глубоко, то оптимальным будет выбор столбчатого фундамента или его комбинации с ленточным. Для первого варианта делают специальную подушку из щебня, чтобы исключить проникновение грунтовой воды через капилляры. По ее поверхности прокладывают пленку из гидроизоляционного материала.
2. Выбор фундамента для строительства на мелкозернистом песке.
Мелкозернистый песок удерживает воду и, следовательно, подвержен морозному пучению. В этом случае лучше использовать свайный фундамент, при этом опоры конструкции должны располагаться ниже уровня промерзания земли. Предотвратить деформацию фундамента можно с помощью тепло- и гидроизоляции.
3. Выбор фундамента для строительства на пылеватом песке
Пылеватый песок относится к сложным грунтам из-за сильной склонности к морозному пучению. При повышении влажности такой грунт впитывает в себя влагу и, воздействуя на фундамент снизу, как бы выталкивает его вверх. На таком грунте можно использовать монолитный ленточный мелкозаглубленный фундамент с дополнительным армирующим поясом, при этом заглубление должно быть ниже глубины промерзания. Чтобы уменьшить негативное влияние слабого грунта на фундамент, используют следующие меры:
· увеличивают площадь подошвы в нижней части или же предпочитают трапециевидное сечение фундамента;
· используют гидроизоляционную пленку для предотвращения прилипания мерзлого грунта к стенкам фундамента;
· применяют теплоизоляционные материалы для снижения воздействия сезонного пучения.
Если проектируется тяжелое здание, то лучше предпочесть свайный или ленточно-свайный фундамент.
3. Особенности строительства на водонасыщенных грунтах
Обязательно нужно обеспечить работу дренажной системы. Обратную засыпку после устройства фундамента делают песком или смесью песка с гравием. Основание дома от воздействия влаги и мороза защищает отмостка, которую в этом случае нужно выполнить сразу. Ширина ее должна быть не менее одного метра.
