Заглубление фундамента плиты: необходимо ли это делать

Заглубление фундамента плиты зависит от нескольких факторов, включая тип грунта, уровень грунтовых вод и климатические условия региона. В большинстве случаев плита фундамента укладывается на глубину, которая обеспечивает равномерное распределение нагрузки и предохраняет от воздействия морозного пучения.

Если грунт нестабильный или подвержен сезонным изменениям, глубже заглубленная плита помогает избежать деформаций и трещин. Таким образом, решение о глубине заложения фундамента должно приниматься на основании геологических исследований и рекомендаций специалистов.

Монолитный железобетонный фундамент плита

Неравномерные нагрузки от веса здания всегда выгоднее в процессе проектирования возложить на плитное основание, так как вопрос усиления здесь обычно решается не за счёт утолщения монолита, а путём более жёсткого армирования нагруженных зон. В основном фундамент монолитная ж б плита проектируется на ровных участках, но при желании он может быть выполнен в ступенчатом варианте на сложном рельефе, и даже на малопрочных грунтах с опорой на сваи. В чём особенности такой конструкции, и каковы этапы её формирования, узнаете из представленного здесь материала.

Характеристика плитных фундаментов

Монолитная жб плита фундамента имеет одно неоспоримое преимущество перед всеми прочими конструкциями — таковым является большая площадь опоры, благодаря которой невозможно опрокидывание здания. Однако при установке под уклоном, или при строительстве на размокающих грунтах, есть опасность скольжения. В таких условиях плиту проектируют с рёбрами жёсткости.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий автор

Примечание: И тот, и другой вариант для лучшей устойчивости и распределения нагрузок должны опираться на бетонную подготовку, хотя в малоэтажном строительстве применяют и облегчённые технологии. Например, подбетонка (железобетонная плита под фундамент) может заменяться профилированной мембраной.

Мембрана вместо подбетонки

• Благодаря большой площади опоры, давление на грунт оказывается минимальным: нагрузки распределяются равномерно, что препятствует образованию провалов. И всё это при том, что плита имеет самую высокую несущую способность.
• Обеспечивается она за счёт монолита, не имеющего сопряжений, а так же точно рассчитанного армирования с солидным запасом прочности. Это и есть те самые качества, благодаря которым, несмотря на высокую стоимость, в малоэтажном строительстве чаще всего проектируется именно плита.
• По отношению к ней часто применяется термин «плавающая», и вот почему. Локальным изгибам плита не подвергается. При естественных подвижках она перемещается вместе с грунтом, потому что даже на пучинистых почвах располагается практически на поверхности. Заглублять, конечно, можно, но только в том случае, когда в доме предусматривается подвал или цокольный этаж.
• От того, что плита не заглублена, она менее надёжной не становится. Для нейтрализации сил пучения под ней часть активного грунта заменяется на песчано-щебневые смеси, неподверженные пучению.
• Толщина насыпного слоя редко превышает 30 см, поэтому объём земляных работ при строительстве монолитной железобетонной плиты фундамента весьма скромен. Соответственно, и на устройство опалубки не требуется много материала, что даёт ощутимую экономию по сравнению с лентами глубокого заложения.
• Высокий расход бетонной смеси и арматуры, необходимость обеспечения непрерывной заливки и использования спецтехники влекут удорожание конструкции. Однако выбор всё равно можно считать оправданным хотя бы потому, что в итоге мы имеем надёжный черновой пол. Бетонный пол, который приходится заливать по грунту при устройстве ленты, тоже требует определённых затрат, а тут такая необходимость вообще отпадает.
• Плита может быть утеплённой, и не только слоями утеплителя под подошвой, но и включать в себя систему напольного подогрева. В таком случае проблемы промерзания и оттайки грунта под домом вообще отпадает. Эту технологию первыми придумали шведы, поэтому у нас она известна под названием шведской плиты УШП.

По всем статьям у плитного монолита сплошные преимущества — но при условии, что он будет грамотно спроектирован и правильно залит.

Проектирование

Что есть проектирование фундамента? Это составление модели воздействия изгибающих нагрузок, могущих повлечь крен здания. На основе этих нагрузок и должна рассчитываться толщина монолита, составляться схема его армирования – как локального, так и общего.

• Как ни заманчиво составить чертёж самому или взять за основу чужой, уже готовый проект, делать это не советуем. Даже при беспроектном строительстве, которое довольно часто практикуется в частном секторе, фундамент всё-таки надо разрабатывать профессионально, на основе предварительно произведённых изысканий. Только тогда можно быть уверенным, что база дома получится и надёжной в эксплуатации, и экономичной по себестоимости.
• По результатам расчёта, плита может оказаться как толщиной 400 мм, так и 200 мм. Это зависит от процента армирования, так как на одном и том же объекте можно реализовать разные решения. Правильно манипулировать арматурой может только специалист, и только он может найти оптимальное соотношение между ценой и прочностью.
• При минимальной толщине плиты особое внимание уделяется локально нагруженным участкам – тем, на которые опираются колонны, стены и их пересечения, бетонные лестницы и кирпичные печи. При увеличении толщины монолита, локальных усилений может и не быть, но тогда общий каркас должен быть более «выносливым».
• Арматура обеспечивает надлежащее сопротивление плиты продавливанию, а чтобы была возможность уменьшить её объём, в местах, подвергающихся усиленным нагрузкам, предусматривают обращённые в грунт рёбра жёсткости. У плит с глубоким заложением, рёбрами жёсткости являются стенки подвала, и обращены они не вниз, а вверх.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий автор

На заметку: По отношению к контуру дома, плита фундамента должна быть немного больше. Как правило, это «ступеньки» по 250 мм от каждой стены. Выступающие элементы здания в виде гаражной пристройки, веранды или террасы, тоже могут располагаться на плите. Но так как эти зоны несут малые нагрузки, их для экономии чаще проектируют на более дешёвых лентах или точечных опорах.

Контур фундамента (ж/б плиты) немного выступает за контур цоколя

Этапы монтажа фундамента своими руками

Сооружение плитного фундамента представляет собой комплекс работ, в который входит рытьё и зачистка котлована, установка опалубки и каркаса, бетонирование и ряд других технологических операций. Трудозатраты распределяются по-разному, что зависит от конкретного конструктива плиты. В классическом варианте 100% трудоёмкости можно распределить примерно так: 25% устройство и доработка котлована, 20% устройство подбетонной плиты, 15% монтаж опалубки и 40% — бетонирование основной плиты.

Подготовительные работы

К подготовительным относят работы, которые необходимо выполнить до того, как приступить к формированию плиты. Их перечень и основные вехи производства представлены ниже.

Геодезическая привязка (разбивка осей)

Разбивкой называется процесс перенесения плана дома с чертежа на участок, закрепление осей. Для этого нужно предварительно выполнить планировку земли: её очистку от мусора и растительности. С помощью геодезических инструментов в натуру выносятся оси основания, точность которых проверяется путём сравнения длин диагоналей. Затем наносятся габаритные оси, обозначающие конфигурацию здания. Обычно их привязывают к самому длинному объекту на участке: забору, стене другой постройки, либо уличной красной линии.

Самые популярные проекты серии FH:

Общая площадь:

Общая площадь:
114м²

Общая площадь:
115м²

Закрепление осей осуществляется с помощью обноски – так именуют два деревянных колышка, соединённый поперечиной, к которой крепится разметочный шнур. Обноски устанавливают попарно, на некотором расстоянии от контуров будущего фундамента. Его углы будут располагаться там, где пересекаются шнуры перпендикулярно установленных обносок.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий автор

Примечание: Обноска сначала выполняется на поверхности грунта при разбивке контуров котлована, а затем уже эти отметки переносятся на дно выемки.

Копка и доработка котлована

Если на участке имеются эксплуатируемые инженерные коммуникации, начинать работу по устройству котлована приходится с их переноса. Затем грунт в пятне застройки разрыхляют, при высокой влажности выполняются работы по осушению и дренажу. Небольшой котлован можно вырыть и вручную, этот способ чаще всего и применяется на уже застроенных участках, не имеющих путей подъезда.

В остальных случаях разработка котлована выполняется механизированно, с применением экскаваторов или ковшовых погрузчиков. Применение техники позволяет уменьшить трудоёмкость работ и сильно сократить сроки выполнения работ нулевого цикла.

По завершению копки следует принять меры по укреплению стенок котлована, что особо актуально, если он глубокий и предназначен для дома с подвалом.

Котлован с укреплёнными стенками

Укреплять стенки можно такими способами:

1. Инъецированием. Применяется для пористых грунтов с высокой фильтрационной способностью. В этом случае, в откосы котлована устанавливают паркеры, через которые нагнетается жидкий цементный раствор или разогретый битум.
2. Силикатизацией. Применяется для укрепления лёссов или песчаных грунтов путём нагнетания в них химического раствора с последующим термическим закреплением.
3. С использованием эффекта электроосмоса. Применяется на глинах с повышенной влажностью. В результате проникновения через неё тока, она теряет влагу, уплотняется и утрачивает способность к пучению.
4. Механические. К этой категории относят сразу несколько способов: устройство грунтовых свай и подушек, вытрамбовка котлована. В первом случае забивают лидер-сваю, а после её извлечения скважину засыпают грунтом, послойно уплотняя. Во втором случае слои пучинистого грунта заменяют слоями непучинистого – этот способ в малоэтажном строительстве используется чаще всего.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий автор

На заметку: Вытрамбовка осуществляется на сухих грунтах, не подверженных пучению. Для этого могут использоваться как виброкатки, так и трамбовки, подвешенные на крановой стреле. Данный способ наиболее экономичен, так как не надо завозить насыпной грунт. Однако там, где нет возможности загнать технику, приходится применять способ устройства песчано-щебневых подушек.

Существует и несколько других способов укрепления грунта на дне и стенках котлована, но в частном строительстве их не применяют.

Нюансы устройства насыпных подушек

Если строительство дома осуществляется по проекту, то в нём будет установлена и технология устройства насыпных слоёв. Она определяет не только толщину подсыпки, но и количество слоёв, степень их уплотнения. Всё это зависит от качества и степени влажности грунта на строительной площадке, поэтому так важно произвести его предварительное исследование.

При устройстве поверхностной плавающей плиты, грунт чаще всего вынимают только на толщину подсыпки, плюс половина толщины плиты. Расклад может быть таким: подушка 30 см, подбетонка 5 см, и полплиты 20 см. Таким образом, глубина котлована составляет 55 см. Вторая половина плиты возвышается над планировочной отметкой грунта на 20 см.

Ещё столько же надо прибавить на толщину чистого пола и получится ноль. Разница между нулевой отметкой и отметкой грунта составляет 40 см.

Котлован с бетонной подготовкой под фундаментной плитой

Для замены базового грунта используют кварцевый песок, природный гравий, гранитный щебень. Главным критерием такого выбора является их невысокая сжимаемость при высоком сопротивлении сдвигу, при их укладке удобнее всего обеспечить заданную плотность. Пески применяют средней и крупной фракции, уплотняют послойно, до достижения плотности не менее 1,7г/см³.

Именно для качественного уплотнения и применяют гравий или щебень. Его обычно насыпают поверх песка, при трамбовании крупные гранулы вдавливаются в мелкие, хорошо уплотняя их. Так же отлично уплотняются и природные смеси песка и гравия, поэтому ПГС так же часто используют. В противном случае делают смеси непосредственно на объекте.

Хоть плотность насыпного слоя измеряется в сухом состоянии, сам процесс уплотнения производится при интенсивном увлажнении. Делается это затем, чтобы достичь оптимальной влажности песка, при которой он наиболее эффективно трамбуется. Однако вода не должна застаиваться на дне котлована — поэтому, если там водоупорный глинистый грунт, проливку лучше не выполнять вообще.

Толщина насыпной подушки обычно определяется исходя из близости грунтовых вод. В песке капиллярный подъём воды обычно не превышает 30 см. Именно такая высота насыпного слоя считается оптимальной для дома, но при необходимости она может быть и увеличена.

Незаглубленный фундамент

Незаглубленный фундамент при строительстве на пучинистых грунтах исполь­зуется в основном при возведении легких нежестких домов, допускающих деформа­ции своего каркаса с сохранением эксплуатационных качеств и требуемого внешне­го вида. При строительстве на скальных и крупнообломочных грунтах на незаглубленном фундаменте могут возводиться каменные дома. Незаглубленный фундамент выполняется в трех вариантах: столбчатый, в виде монолитной плиты или решетки (рис. 1).

Столбчатый незаглубленный фундамент

Столбчатый незаглубленный фундамент можно использовать для небольших деревянных и щитовых домов, бань, хозпостроек…, возводимых на непучинистых или слабопучинистых грунтах. При строительстве на скальных или крупнообломоч­ных грунтах такой тип фундамента можно использовать и под большие в плане бре­венчатые или брусовые дома.

Столбчатый фундамент на коротких опорах (стульях), расположенных с шагом 1,5…2,5 м в индивидуальном строительстве используется достаточно часто. Многие строительные фирмы, специализирующиеся на возведении деревянных домов, не загружая себя проблемами фундамента, кладут на землю фундаментные блоки, а на них — и сам дом (рис. 2, а).

Такой прием вполне подходит при строительстве на непучинистых и слабопучинистых грунтах. Если грунт пучинистый, то снизить влияние пучения грунта на дом можно, заменив пучинистый грунт под опорой на пе­счаную подушку (рис. 2, б).

В качестве материала для опор можно использовать готовые стеновые или фун­даментные блоки. Опоры можно выполнить в виде кирпичной кладки или изгото­вить из бетона, бутобетона или пескобетона. Обращаем внимание, что использова­ние в фундаменте керамических кирпичей с низкой морозостойкостью и силикат­ных кирпичей — недопустимо.

Если грунт скальный или крупнообломочный, то опоры можно устанавливать сразу на жесткие, устойчивые фрагменты грунта, предварительно удалив слабые и выветренные его составляющие. Опору можно Выполнить с использовани­ем бута и пескоцементного раствора, обеспечивающего монолитность основания и самих опор (рис. 2, в).

В отдельных случаях опоры можно делать деревянные. Для этого используют комлевую часть сосновых или дубовых бревен диаметром 20…30 см. Для повышения устойчивости опор под них отрывают яму, заливают её слоем бетона в 10…15 см и по­гружают в бетонный раствор саму опору (рис. 2, г). Недостаток деревянных опор — недолговечность — не более 8…15 лет. Для повышения срока службы древесину сту­льев обугливают на медленном огне и пропитывают дегтем, отработанными масла­ми и т. д.

Создание фундаментных опор связано с проведением гидроизолирующих меро­приятий, необходимых для защиты конструкции дома от увлажнения её грунтовы­ми водами. Вода легко поднимается по структуре бетона, кирпича и дерева за счет капиллярного эффекта, создавая на своем пути очаги плесени, грибков и гниения. Гидроизолирующее покрытие в виде битумной мастики, рубероида, толи, стеклоизола и т.п., располагаемое на стыке дома с фундаментом, обязательно для выполнения (рис. 2, д).

Если в качестве опор используются керамзитобетонные блоки, слабые по моро­зостойкости, то снаружи их покрывают битумной мастикой (кроме стороны, обра­щенной внутрь подпола). Это позволяет избежать увлажнения блока и помогает вы­сушить его, если увлажнение произойдет.

Намечая разбивку фундаментных опор, следует учитывать смятие венца на опо­рах. Большое расстояние между ними (больше 2,5 м) может привести к сосредоточе­нию больших усилий на каждой опоре, что создаст предпосылки к разрушению структуры древесины. Для уменьшения смятия древесины шаг опор лучше умень­шить, а нижний (окладный) венец дома желательно выполнить из бруса или бревна большего поперечного сечения и, по возможности, из древесины более прочных по­род (дуб, лиственница).

Планируя создавать фундаментные опоры, необходимо учитывать и конструк­цию забирки, которой предполагается закрывать подпольное пространство. Повы­шенная влажность в нижней части дома (роса, брызги от ливневых стоков с крыши, снег) требует выполнять забирку из влагостойких материалов. Асбоцементные или металлические гофрированные листы, цементно-стружечная плита, морозостойкий пластик, фасадные декоративные панели, закрепляемые непосредственно к стене или венцу дома, — вполне подходящее решение.

Высота опор определяет высоту расположения венца дома. Если столбы корот­кие, то венец и нижняя часть стен деревянного дома будут быстрее увлажняться, гнить, приводя строение в аварийное состояние.

Большая высота опор позволяет создать для деревянных конструкций дома бо­лее комфортные условия, но здесь возникают другие проблемы, связанные с пучинистыми явлениями. Пучинистые явления раскачивают опоры под домом с доста­точно большими смещениями, способными опрокинуть их. Как это происходит.

Если грунт пучинистый, а подпол дома утеплен, то в плите замороженного прочного грунта, возникшего вокруг дома, образуется отверстие незамерзшего грун­та (рис. 3). В процессе замерзания пучинистый грунт увеличивается в объеме во все свободные стороны, в том числе и в сторону отверстия в плите мерзлого грунта. На пучинистых грунтах горизонтальное смещение может достигнуть 10 …15 см.

Та­кие подвижки пучинистого грунта вполне могут опрокинуть не только высокие фун­даментные столбы (рис. 4), но и узкие слабо армированные ленты незаглубленного или малозаглубленного фундамента.

Обратная картина перекосов возникает в том случае, если грунт вокруг дома укрыт толстым снежным одеялом, a под домом грунт открыт и охлажден до температуры окружающего воздуха В этом случае мощная плита замерзшего фунта начнет возникать со стороны дома там, где грунт промерзает быстрее (рис. 5). При таком промерзании грунта высокая опора под домом будет от­клоняться в другую сторону (рис. 6).

Для того, чтобы исключить опрокидывание опорных столбов, их лучше опирать на песчаную подушку (рис. 2, б), нейтрализующую пучинистые смещения около опор. Кроме того, сами опоры должны быть более устойчивыми: их высота не долж­на быть больше, чем 1,5 ширины подошвы.

Что касается остальных мероприятий, то они направлены на то, чтобы граница мерзлого грунта в зоне расположения опор не меняла резко свою глубину. Для этого продухи в цокольной части дома следует закрывать на зиму, чтобы подпольное пространство не сильно промерзало. Не следу­ет убирать снег вокруг дома до самой земли.

Застройщик, внимание!

Зимний холод почти наверняка опрокинет высокие опоры, если при открытом подполе сильно пучинистый грунт будет промерзать.

Пучинистые процессы не только «раскачивают» опоры фундамента, но и под­нимают-опускают их, причем неравномерно, сильно напрягая конструкцию дома. Если дом стоит на отдельных столбиках-опорах или же на балках, уложенных на пучинистом грунте, даже с песчаной подсыпкой, а под полом сухо и тепло, то опо­ры под внешними стенами поднимутся, а под внутренними — останутся на месте (рис. 7). В деревянном доме это приведет к перекосам дверных косяков и оконных рам, к наклону пола и к небольшим проблемам с крышей; а в каменном доме — к трещинам в стенах, которые будут жить всё время вместе с домом, не боясь кос­метического ремонта.

Что можно посоветовать именно в этом случае?

Необходимо тщательно утеплить полы первого этажа, тогда грунт под домом будет промерзать в той же степени, как и вокруг дома; пучинистые явления будут проявляться не так сильно. Дополнительно к этому надо свести к минимуму увлаж­нение грунта вокруг дома, организовав водоотвод с крыши и снегозадержание во­круг дома.

Монолитная плита

Монолитная незаглубленная плита в качестве фундамента используется при строительстве на слабых просадочных грунтах, при возведении небольших строений на сильнопучинистых грунтах или в условиях вечной мерзлоты (рис. 8). Такой фундамент целесообразно использовать для легких строений, не вызывающих в са­мой плите больших напряжений, либо для жестких каменных конструкций, стены которых усиливают изгибную жесткость плиты.

Рис. 8

Фундамент, уложенный непосредственно на пучинистый грунт, опускается и поднимается при изменении климатических условий, он «плавает» на поверхнос­ти грунта. Понятно, что если дом установлен на плите, являющейся полом первого этажа, то грунт под ней не промерзает, особенно под средней частью дома. Из-за не­равномерности промерзания под домом образуется провал грунта, который может достигать 10…15 см. Именно поэтому плита такого фундамента должна быть весь­ма жесткой на изгиб и иметь достаточную строительную толщину с хорошим арми­рованием.

Один из распространенных вариантов незаглубленного фундамента — это тот, в котором между плитой и грунтом прокладывается слой утеплителя (жесткий пенополистирол толщиной 10-15 см). Такое решение позволяет не только умень­шить тепловые потери через пол первого этажа, но и практически исключить провал грунта под ним за счет выравнивания температурного поля под домом и около него. Сам утеплитель укладывается на слой крупнозернистого песка толщиной 30 — 40 см (рис. 9).

Подобный фундамент целесообразно возводить на грунтах с постоянно высо­ким уровнем грунтовых вод, если дренаж трудно осуществим; а также на слабых просадочных и сильносжимаемых грунтах (водонасыщенные супеси или глины, торфы, водонасыщенные пылеватые грунты).

Можно воспользоваться и несколько другим вариантом снижения неравномер­ности промерзания под домом с плитным фундаментом — прокладкой утеплителя в толще грунта вокруг дома (рис. 10).

Причина появления трещины в монолитной плите

Стали разбираться в чем дело. Зима 2006 года выдалась особенно суровой. Грунт под периметром дома промерз очень сильно. Увеличиваясь в объеме, он не мог преодолеть вес тяжелого дома, отчего сильно уплотнился (рис. 11, А).

Отмостка во­круг дома, жестко соединенная с плитой, не создавала своим весом большого давле­ния на грунт, поэтому ее внешний край задрался вверх. Пришла весна. Грунт начал оттаивать и уменьшаться в объеме. Под внешним периметром плиты возник зазор, увеличивающийся в размерах по мере оттаивания грунта.

Наступил момент, когда плита стала опираться на грунт только центральной своей частью. Не выдержав на­грузки, периметр плиты просел, а внутренняя стена дома треснула (рис.11, Б). От­мостка вернулась в исходное положение. Какие конструктивные недостатки прояви­лись здесь.

Большие габариты дома увеличили неравномерность промерзания грунта, большой вес дома перегрузил плиту изгибом. Положение могло усугубиться не­достаточным армированием плиты, рассчитанным на первый этап пучения, с плот­ным армированием только в нижней части плиты. Похоже, что коварство пучинистого грунта проявилось в полной мере, когда холода уже отступили.

Решетчатый незаглубленный фундамент

Решетчатый фундамент (рис. 1, в) используется при строительстве на слабых просадочных и на сильнопучинистых грунтах. По сравнению с монолитной плитой такой фундамент, имея высокую жесткость, позволяет существенно снизить расход бетона и арматуры. Но традиционный подход к устройству дощатой опалубки для такой конструкции фундамента сложен и дорог, что не позволяет широко его ис­пользовать.

Автором предлагается использовать плиты экструдированного пенополистиролыюго утеплителя (рис. 12) в качестве несъемной опалубки.

Внимание!

Планируя фундамент в виде монолитной плиты или решетки, сначала следует сделать приямок и выполнить разводку коммуникаций, проходящих под домом (ввод водопровода и вывод канализационной системы). Иначе после изготовления фунда­ментной плиты эти работы провести будет очень и очень сложно. Стенки приямка должны быть независимы от плиты или решетки фундамента, чтобы их относи­тельные вертикальные перемещения не смогли создать в конструкции плиты разру­шающие напряжения.

Похожие записи:

1. Мелкозаглубленный фундамент
2. Связь конструкции фундамента с грунтовыми условиями