В качестве главной проблемы выбора типа фундамента при строительстве объектов разного назначения выступают показатели грунта, а точнее его способность к вспучиванию. К таким почвам можно отнести: мелкие и пылеватые пески, суглинки, супеси и глинистые грунты.
Они увеличиваются в объеме при промерзании, что становится причиной подъема слоев земли на глубине промерзания грунта. Если выталкивающие нагрузки не уравновешиваются нагрузкой от постройки или конструктивным путем, то точечные деформации будут приводить к разрушению здания.
Эту проблему наиболее часто решают возведением несущей подземной части на уровне или ниже глубины промерзания грунта. Однако для легких зданий такой вариант не является выходом, так как боковая поверхность заглубленных оснований способствует приросту воздействия касательных сил от пучения. Даже если выбрать самый дорогостоящий вариант фундамента, это не будет гарантировать стопроцентного качества, поэтому сегодня все чаще возводятся дома на мелкозаглубленных основаниях.
Особенности устройства
Применение фундаментов мелкого заложения предусматривает их расположение на глубине от 40 до 90 см. Это позволяет экономить строительные и трудовые ресурсы. Такие основания не предусматривают большого количества бетона и толстого слоя щебня. Затраты на возведение фундамента такого типа уменьшаются в 3 раза.
Конструкция фундамента мелкого заложения состоит из:
- обреза;
- подошвы;
- боковых сторон.
Первый узел является верхней частью, которая принимает на себя нагрузку. Снизу находится подошва, она передает нагрузку. Вертикальными частями основания являются боковые стороны, которые формируют фундаментную стену.
Такие конструкции используются:
- при возведении деревянных домов;
- для небольших кирпичных построек;
- при закладке домов из легких материалов в малоэтажном строительстве;
- при низком прохождении подземных вод;
- при возведении дома с небольшим подвалом.
Основные разновидности мелкозаглубленного фундамента
Рассматривая виды фундаментов мелкого заложения, вы должны обратить внимание на наиболее распространенный из них, а именно - ленточный. Он популярен среди индивидуальных застройщиков, которые введут работы своими силами. Используются ленточные основания для деревянных и более тяжелых каменных сооружений.
Такая конструкция представляет собой непрерывную полосу бетона, которая равномерно нагружена стенами. На сегодняшний день известно несколько разновидностей ленточного мелкозаглубленного фундамента. Он может быть:
- железобетонным;
- блочным с нижним или верхним расположением арматуры;
- монолитным;
- сборным;
- монолитным с двумя арматурными поясами.
Иногда железобетонные блочные ленточные фундаменты мелкого заложения имеют армирующий пояс не только снизу, но и сверху. Когда возводятся сборно-монолитные конструкции, они снабжаются выпусками арматуры. Среди типов фундамента мелкого заложения следует выделить столбчатое основание, которое можно применить при возведении следующих домов:
- кирпичных;
- брусовых;
- деревянных;
- каменных.
Такая конструкция состоит из столбов, устанавливаемых под каждым углом дома, а также в тех местах, где соединяются наружные и внутренние стены. Расстояние между опорами не должно быть больше 2 м.
Для устройства фундамента мелкого заложения столбчатого типа подготавливают котлован, глубина которого составляет примерно 1 м. В него укладываются кольца из железобетона, которые уплотняются песком и закрываются бетонными плитами. На них устанавливается ростверк.
Описание плитного и монолитного фундамента
Плитный фундамент представляет собой конструкцию из железобетона, толщина которой равна пределу от 20 до 30 см. Сверху возводится здание. Эта конструкция схожа с ленточной. В качестве основного отличия выступает жесткое армирование всей плоскости, плита при этом амортизирует любые нагрузки при движении грунта.
Фундамент мелкого заложения может быть монолитным. Он является наиболее надежным и может быть использован на любых типах почв. В качестве исключения выступают участки с уклонами. Недостатком такого основания являются большие затраты труда и средств, а также трудоемкий подготовительный процесс.
Проведение расчетов
Расчет фундамента мелкого заложения необходим для того, чтобы определить геометрические размеры и выбрать разновидность основания. В процессе вы должны узнать, какова величина давления здания на почву, определить прочность рамы конструкции и рассчитать силу давления грунта при морозном пучении. Нагрузка от постройки - это совокупность всех нагрузок. В упрощенном расчете - это масса здания, распределенная на квадратный метр нижней плоскости.
Для расчета массы здания следует использовать проект, в котором упоминаются размеры постройки и ее особенности. Она определяется с учетом зимней снеговой нагрузки. Для этого следует вычислить массу конструктивных частей здания, сложить их и разделить на площадь подошвы фундамента.
Рекомендации по расчетам
Для определенного типа грунта определяют удельное расчетное сопротивление R0, а после сопоставляют его с удельной нагрузкой N. Если первое значение меньше второго, то размеры и форма фундамента должны быть пересмотрены. Его изготавливают с более широкой подошвой или расширяют снизу, увеличивая ширину.
После расчета фундамента мелкого заложения для кирпичного одноэтажного дома с размерами 10 x 8 м вы получите: N = 23 т/м2. В данном случае при возведении стен использовался полнотелый красный кирпич, ширина которого составляет 0,4 м.
Перекрытие пола является железобетонным, а перекрытие потолка - деревянным. Конструкция крыши двухскатная, она имеет покрытие в виде профнастила. Строительство ведется на тяжелой суглинистой почве в московском регионе.
Порядок работ по проектированию
При работах по проектированию на первом этапе составляется оценка грунта. При этом важно узнать, на какой глубине и с какой концентрацией залегают почвенные воды. На деформацию грунта могут оказывать влияние следующие геологические изменения:
- наводнения;
- оползни;
- землетрясения.
При смене сезонов грунт может подвергаться трансформации. На первом этапе изучения характеристик площадки необходимо узнать химический состав почвы. Далее изучается проект здания. Проектирование фундамента связано с формой и типом постройки. Вы должны узнать планировку, размеры здания и количество этажей, сюда относятся и подземные.
На выбор типа мелкозаглубленного фундамента будет влиять форма эксплуатации и устойчивость конструкции. Проектирование фундаментов мелкого заложения предполагает расчет нагрузок. При этом во внимание принимаются коэффициент и уровень нагрузки на основание, которые рассчитываются отдельно по каждому элементу конструкции. Эти данные суммируются в общий показатель.
Важно определить черновые габариты фундамента. Рассчитываются и промежуточные размеры, а также технические характеристики. Данные для этого необходимо взять, ссылаясь на геологию грунта, назначение постройки и метод будущего строительства.
Следующим этапом станет оптимизация размера фундамента по усадке. На этой стадии необходимо осуществить вычисления для параметров и габаритов постройки, взяв в расчет действительные нагрузки. Теперь можно узнать степень осадки фундамента мелкого заложения. Полученные данные сопоставляются с нормами возможной деформации конструкции.
Если есть необходимость, то в размеры и форму постройки вносятся изменения. Эти данные могут быть откорректированы. В качестве одного из последних этапов выступают проверочные расчеты. При этом определяется прочность основания и устойчивость постройки. В конструкцию могут быть внесены изменения, которые обосновываются с точки зрения вероятности деформаций. После проведения заключительных расчетов по проектированию, разрабатываются схемы и чертежи с указанием необходимых данных.
Основные разновидности мелкозаглубленного ленточного фундамента
Если на территории имеется материковый грунт, который образовался при естественной трамбовке, то на такой почве лучше всего возводить ленточный фундамент. Он подходит для зданий из следующих материалов:
- бетонных небольших блоков;
- самана;
- кирпича.
В качестве главного достоинства выступает простота конструирования. Ленточный фундамент мелкого заложения можно классифицировать по материалу. Возведение может осуществляться из:
- кирпича;
- бутобетона;
- бетона;
- бута.
Для возведения последнего типа фундамента используются бутовые камни, укладываемые с помощью цементного раствора. Такие основания являются самыми трудозатратными и обладают наибольшей массой. Традиционная высота бутового основания варьируется от 55 до 65 см.
Областью использования являются бытовки и небольшие дачные дома. Для бутобетонного ленточного основания применяются растворы из извести и цемента или только из цемента. Масса заливается на основание из бутовых камней, кирпича, гравия или щебня.
Устройство ленточного фундамента
Ленточный фундамент мелкого заложения выстраивается на подготовленной площадке. Ее разравнивают и очищают от растительности. Территория размечается. Внимание следует уделить внутренним и внешним углам. Согласно разметке, проводится рытье котлована. Дно будущего фундамента выравнивается. Глубина конструкции может варьироваться от 30 до 120 см.
При необходимости осуществляется установка креплений на боковых стенках. Эти элементы бывают:
- закладными;
- шпунтовыми;
- в виде подушки.
Использование креплений
Закладное крепление - это вертикальные стойки, которые применяются для крепления стен фундамента. Стойки могут быть изготовлены из деревянных досок или балок. Используются закладные при обустройстве котлованов с наклонными стенами. Из шпунтовых связок изготавливается одноименное крепление, которое может быть выполнено из металла, древесины или железобетона.
Шпунтовое крепление нашло свое распространение на тех территориях, где грунт располагается выше дна котлована. На следующем этапе проведения работ дно ямы засыпается песчаной подушкой. Если грунт песчаный, то его заливают слоем бетона толщиной до 150 мм. Материал уплотняется с помощью оборудования.
Монтаж опалубки
Теперь можно приступать к монтажу деревянной опалубки. Для улучшения застывания бетона можно уложить пленку или осуществить гидроизоляцию смолой. Фундаменты мелкого заложения ленточного типа армируются с помощью прутьев сечением в 1 см. Элементы укладываются от одного угла к другому. Стыки соединяются хомутами.
При дополнительном армировании углов используются стержни, что позволяет добиться увеличения прочности фундамента. Если основание будет кирпичным или бутовым, то следует дополнительно уложить слой засыпки.
Заливка
Еще одним шагом станет заливка опалубки. Для этого используется бетон марки М200. Заливку следует осуществлять в несколько подходов, формируя слои до 20 см для лучшего застывания. Прежде чем залить фундамент мелкого заложения, внутреннюю поверхность опалубки необходимо смочить водой, чтобы влага из бетона не впитывалась в доски.
Особенности устройства плитного мелкозаглубленного фундамента
Прежде чем приступать к устройству плитного фундамента, необходимо подготовить основание. Его выравнивают, на территории осуществляют разметку. Далее снимают верхний слой грунта и сооружают дренаж, если почва влажная. Для этого выкапываются траншеи и устанавливаются пластиковые трубы, которые сверху покрываются геотекстилем.
Теплоизоляция и заливка
Фундамент рекомендуется утеплить. Использовать для этого можно пенопласт, который укладывается со всех сторон конструкции. На следующем этапе укладывается подушка из песка или щебня. Ее хорошо уплотняют и поливают водой для большей трамбовки. Толщина подушки может достигать 20 см. Сверху на нее укладывается пенополистирол. Если плиту планируется сооружать на месте, то следует установить опалубку. Для этого обычно используется брус, ширина которого будет равна ширине опалубки. Ее элементы фиксируются, закрываются гидроизоляционной пленкой, а после внутреннее пространство заливается бетоном.
