Устройство монолитных бетонных фундаментов заглубленных на одной отметке с опорой

Фундамент из железобетона

При строительстве важно, чтобы возводимые здания долговечностью и качеством. Это следует учитывать на самых первых стадиях, например, при выборе нужных материалов в зависимости от возводимого объекта, климатических условий и других окружающих факторов. Возведение фундамента – это один из важнейших процессов строительства. Сегодня специалисты делают ставку на самые прочные стройматериалы с целью добиться желаемых результатов. Среди них особенное место принадлежит железобетонным конструкциям.

Суть и назначение железобетонного материала

Основным направлением с использованием железобетона является сооружение основания для многоэтажных и массивных построек. Исходя из его характеристик, можно отметить, что оно выдерживает большие нагрузки. Данное свойство основано на укреплении железобетонных конструкций арматурными и другими железными материалами. Однако образовавшийся каркас не является главным. Ключевым остается бетон, который защищает конструкцию от негативного воздействия окружающей среды и гарантирует повышенную прочность зданию.

Наиболее сложным заданием в работе с железобетонным фундаментом является его создание. Его укрепление напрямую зависит от стальных прутьев. Армирование бетона сложно провести самостоятельно, поэтому чаще эта работа на фундаменте выполняется профессионалами. Но все же если вы решили возвести железобетонный фундамент вручную, необходимо учесть рекомендации, которые мы детально обсудим ниже.

Общие характеристики и особенности

Как и любой материал, железобетон обладает своими преимуществами и недостатками. На практике установлены следующие достоинства:

• сравнительно прост в использовании – контролируя процесс, даже неопытная команда рабочих может справиться с заданием по укладке фундамента;
• фундамент обеспечивает максимальную опору на грунт даже самого слабого качества;
• обеспечивает минимальную нагрузку на стены, и как результат, стены не подвергаются смещению почвы;
• самостоятельно обеспечивает хорошую тепло- и гидроизоляцию;
• не требует глубокого заложения, исходя из минимального давления на почву.

Среди недостатков можно выделить один: завышенная стоимость. Строительство массивных конструкций требует большого количества расходных материалов, поэтому общие финансовые затраты на строительство будут велики. Однако этот недостаток можно компенсировать прочностью и качеством материала, что превышают свойства обычного бетона.

Классификация железобетонных фундаментов

Несущие способности материала выделяют его на фоне остальных фундаментов. Его прочность позволяет долгие годы выдерживать давление многоэтажного здания, стоящего на почве с пучинистой структурой. Для закладывания такого фундамента используют скрепленные арматурой или сеткой железобетонные материалы высокой плотности, такие как бетон, кирпичи или камень.

Фундамент из железобетона применяется в строительстве конструкций любого предназначения. Различают следующие виды фундаментов в зависимости от характера установки:

• раздельный с использованием колонн;
• ленточный;
• сплошной.

Первый тип являет собой фундамент, который оборудуется железобетонными колоннами или сваями на несущих участках строения. Ленточный фундамент наиболее популярен. Суть его возведения состоит в закладке по краям железобетонной конструкции. Сплошное основание выстилается по всей площади здания.

Раздельный тип фундамента может быть установлен при отсутствии большой нагрузки нечастого размещения колонн. Укладка ленточного фундамента возможна совместно с основанием под колонны в случае большого расстояния между фундаментными подошвами. Как правило, это происходит при строительстве на грунте низкого качества.

Ленточное основание, кроме того, применяется при грунтовом покрове с неоднородной текстурой, при возможной внешней нагрузке или при неровном покрытии. Ленточный фундамент не применяется при очень большой нагрузке. В этом случае применяется сплошное основание. Именно оно окончательно выравнивает осадок центральной части здания. Неоднородный грунт — не помеха данному типу фундамента. В зависимости от способа укладки сплошной, ленточный фундаменты, а также под колонны, в свою очередь, делятся на сборные и монолитные.

Сборный фундамент

Устройство этого основания являет собой процесс укладки плоских плит, работа с которыми занимает намного меньше времени, чем при заливке бетона. Вес одной составной части меньше всего может достигать 300 кг. Вес изделия составляет 1500 кг. В связи с этим возникает необходимость применения грузоподъемного оборудования, что доставляет трудности.

Монтаж сборного основания

Строительство с использованием данного типа фундаментов происходит путем укладки блоков и плит на дренажную подушку, которая создается на дне траншеи. В торцы блоков вставляются штыри, которые после монтажа соединяются при помощи сварки или проволоки с арматурными элементами других блоков.

Образовавшееся расстояние между плитами заполняется бетонным раствором марки М200 или М300. Данная процедура повторяется при устранении зазоров между верхним и нижним блочными рядами путем нанесения бетона перед укладкой верхнего слоя.

Главным правилом укладки является перекрытие вертикальных швов монтажа верхним блоком, который должен опираться на два блока под ним. Итак, можно определить следующие этапы сборки:

• С площадки, на которой будет происходить застройка, снимается слой грунта. На обнаженной поверхности вехами и веревками выкладывается контур будущего фундамента.
• По обозначенному контуру вырывается котлован, глубина которого равна двойной толщине блоков.
• Дно котлована засыпается 15-сантиметровым слоем песка и таким же слоем щебня.
• Следующим слоем заливается бетон (5-10 см), как основа для монтажа блока.
• Блоки для установки оборудуются армирующими штырями и укладываются на бетон. Штыри соединяются. Бетоном устраняются зазоры между соседними блоками.
• Второй ряд укладывается после заливки монтажной прослойки на первый.
• Поверхность готовой конструкции заливается армирующей стяжкой.

Вернуться к оглавлению

Монолитный фундамент

Данный материал может быть представлен в форме фундамента или фундаментных балок. Его стоимость значительно меньше сборных конструкций. К тому же возможна ручная укладка без применения специального оборудования.

Основные компоненты раствора – это щебень, песок и цемент. Его прочность намного выше, чем у сборного основания, поскольку крепость последнего зависит от качества накладки швов между сегментами. И еще одним ярким достоинством монолитных конструкций является универсальность формы фундамента. Монолитный железобетонный фундамент может быть как квадратной, так и многоугольной формы.

Монтаж монолитного основания

Процесс укладки монолитных материалов происходит дольше в отличие от прошлых материалов. Кроме того, заливка бетона должна происходить в один проход. Это вызывает трудности, связанные с заказом бетона заранее.

Применяется съемная щитовая или несъемная блочная опалубки. Прутья армирующей сетки должны достигать 10-16 мм в диаметре. Пытаться сконструировать сетку самостоятельно не стоит, поскольку это может привести к низкой прочности фундамента и как следствие — его разрушению. Исходя из данных советов, можно составить поэтапный план заливки основания:

• Очистка участка и определение места под котлован.
• По определенным размерам вырывают котлован нужной глубины.
• На дне выкладывается дренажная подушка с помощью гидроизоляционных материалов.
• Контур фундамента выкладывается опалубка или несъемные блоки.
• Горизонтальная железобетонная арматура соединяется в проеме разборной опалубки или оборудуется между блочными рядами неразборной опалубки. Вертикальная – устанавливается в полостях блоков или между верхним и нижним слоем горизонтальной арматуры.
• Проводится укрепление палуб лесами. В тело опалубки включается желоб.
• В опалубку слоями 20-25 см заливается бетон.
• После затвердения разборная опалубка удаляется, а вертикальные поверхности основания покрываются гидро- и теплоизоляционными материалами.

Вернуться к оглавлению

Заключение

От прочности фундаментного основания зависит срок службы конструкции. К подбору материалов, укладке и защите необходимо подходить ответственно с первых минут строительства.

Разновидности железобетона помогают подобрать, какой стройматериал, сплошной, ленточный или под колонны, нужен для определенного типа строения.

Устройство фундамента опоры

Глубина заложения фундаментов на естественном основании для опор мостов не превышает 3–4 м. Особенность состоит в том, что их возводят в котлованах, предварительно отрытых на полную глубину. Этим они отличаются от фундаментов глубокого заложения, технология сооружения которых принципиально иная. Другая их отличительная особенность заключается в том, что в расчете не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности.

Работы по устройству фундамента должны начинаться немедленно после приемки основания комиссией и подписания акта, разрешающего приступить к кладке фундамента.

Непосредственно перед кладкой фундамента дно котлована должно быть зачищено до проектной отметки (разработка котлована бульдозером или экскаватором должна вестись с недобором 0,1–0,3 м, чтобы не нарушить естественную структуру грунта).

Кладку фундамента необходимо вести насухо. Во время возведения фундамента грунтовую воду откачивают постоянно, чтобы она не заливала свежую кладку до приобретения бетоном прочности не менее 2,5 МПа.

Фундаменты мелкого заложения для мостовых опор могут устраиваться из бетона класса В20, бутобетона (содержащего бутовый камень в объеме до 20% от объема кладки) и железобетона.

Для опор больших и средних мостов устраивают бетонные жесткие массивные фундаменты (рис. 2.16, а), характеризующиеся тем, что линия уступов фундамента образует угол с вертикалью, не превышающий угла распределения давления от вертикальных нагрузок (около 30°), В этом случае в теле фундамента не возникает растягивающих напряжений.

Рис. 2.16 – Фундамент мелкого заложения: а – бетонный жесткий; б – железобетонный гибкий; 1 – суглинок мягкопластичный; 2 – глина полутвердая; 3 – уровень максимального размыва; 4 – арматурная сетка

Для эстакад и путепроводов часто возводят железобетонные гибкие фундаменты, для которых нужно меньше материалов, но требуются арматурные сетки в зоне подошвы фундамента (рис. 2.16, б).

Глубина заложения фундаментов в пучинистых (глинистых) грунтах должна превышать расчетную для данного региона глубину промерзания не менее чем на 0,25 м. Для фундаментов на крупнозернистых, гравелистых и крупнообломочных грунтах этого требования нет.

Отметка заложения фундамента на естественном основании в реке должна быть ниже отметки дна не менее чем на 2,5 м с учетом местного размыва.

Порядок армирования и бетонирования фундамента регламентируется проектом производства работ. Проектная организация определяет класс бетона по прочности, марки по морозостойкости и водонепроницаемости. При сооружении фундамента должен осуществляться контроль качества работ, обеспечивающий заданные свойства конструкции.

Для армирования фундамента необходимо обеспечить толщину защитного слоя бетона не менее 50 мм.

Опалубка для фундаментов чаще всего бывает деревянной (стационарной или щитовой сборно-разборной). Влажность пиломатериалов не должна быть больше 25%. Отклонения от вертикали опалубки на всю высоту фундамента не должны превышать 20 мм, а смещение осей опалубки – 15 мм. Установленную опалубку монолитных конструкций принимает комиссия с участием прораба и представителя технадзора заказчика. Проверке подлежат:

• правильность установки опалубки и креплений;
• соответствие элементов опалубки проекту;
• плотность сопряжений элементов опалубки между собой и с ранее уложенным бетоном.

Арматура для горизонтальных нижних сеток принимается по расчету (расчетная схема – плита на упругом основании, загруженная давлением от стойки). Установленная арматура конструкции принимается с составлением акта на скрытые работы. При устройстве арматурных сеток необходимо обеспечить предельные отклонения в расстояниях между стержнями не более 0,5d (d – диаметр стержня).

Бетонные работы

Бетонные работы требуют повышенного внимания со стороны персонала стройки. Контроль качества заключается в проверке:

• качества составляющих бетон материалов;
• качества бетонной смеси при ее приготовлении, транспортировке и укладке;
• соблюдения правил ухода за бетоном, сроков распалубливания и загружения конструкций.

Контроль качества бетонных работ осуществляется техническим персоналом строительства, построечной лабораторией, представителями заказчика и проектной организации.

Цемент, песок и крупные заполнители должны иметь заводские паспорта, удостоверяющие соответствие качества материалов требованиям ГОСТов. Содержание в природном песке пылевидных или глинистых частиц не должно превышать 1%. Щебень и гравий, имеющие загрязненность больше допустимой по ГОСТу, необходимо промывать. Применение естественных гравийно-песчаных смесей без предварительного фракционирования не допускается. Максимальное содержание цемента при сооружении массивных фундаментов не должно превышать 300 кг/м 3 для бетонных и 350 кг/м 3 – для железобетонных конструкций. Цемент допускается только класса ДО (без добавок).

Перед укладкой бетонной смеси должны быть проверены с оформлением соответствующих актов:

• все скрытые работы (подготовка основания, армирование, установка закладных частей и т. д.);
• правильность установки опалубки и подмостей для бетонирования, надежность их крепления.

Следовательно, по мере готовности составляются акты освидетельствования и приемки установленной опалубки и арматуры. Кроме того, до бетонирования необходимо составить акты об испытании цемента, песка, щебня, а также карты подбора состава бетона.

В процессе бетонирования конструкций следует вести журналы бетонных работ и ухода за бетоном.

В журнал бетонных работ заносят:

• даты начала и окончания бетонирования;
• состав бетонной смеси, показатели ее подвижности, заданный класс бетона по прочности;
• объем выполненных работ;
• номера актов о взятии контрольных образцов и данные о результатах их испытаний;
• температура наружного воздуха во время бетонирования;
• температура бетонной смеси при бетонировании в зимних условиях и при сооружении массивных конструкций;
• дата распалубливания конструкций.

Доставка бетонной смеси к месту укладки осуществляется автосамосвалами или автобетоносмесителями, которые загружаются на бетонном заводе готовой смесью или ее сухими компонентами. Необходимое количество автотранспортных единиц (шт.) определяется по формуле

где Т₁ – продолжительность загрузки и разгрузки автотранспортного средства, мин;

Т₂ – время в пути (туда и обратно), мин;

Т₃ – интервал доставки бетонной смеси определяют по:

где V – полезная емкость автотранспортного средства, м 3 ;

I – принятая интенсивность бетонирования, м 3 /ч.

Так, при T₁ = 10 мин, Т₂ = 60 мин, V = 4 м 3 , I = 6 м 3 /ч потребное количество транспортных единиц составит:

N = (10 + 60)/(60 · 4/6) + 1 = 3 шт,

а интервал между очередными поставками бетонной смеси – 40 мин.

Подача бетонной смеси может осуществляться различными способами:

• непосредственно в бетонируемую конструкцию кранами с использованием бадьи (кубла) емкостью 0,5–8 м 3 ;
• по лоткам;
• по трубопроводам с помощью бетононасосов и пневмонагнетателей.

Высота свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку не должна быть более 2 м при бетонировании армированных и 3 м – неармированных конструкций. Чтобы не допустить расслоения бетонной смеси (когда крупный заполнитель оседает внизу) во время сбрасывания с большой высоты, пользуются звеньевыми хоботами. Они состоят из звеньев в виде усеченных конусов, которые подвешивают один к другому.

При интенсивности бетонирования 6 м 3 /ч и более целесообразно использовать бетононасосы. На строительстве рассредоточенных объектов с небольшими объемами работ экономически выгодно использовать автобетононасосы-автобетоносмесители, которые позволяют совместить процессы транспортировки, изготовления и укладки бетонной смеси.

Укладка бетонной смеси производится после подготовки основания: скальные поверхности и рабочие швы должны быть очищены от мусора, грязи, масел, снега, льда, а также от цементной пленки (например, насечкой). Непосредственно перед укладкой очищенные поверхности надо промыть водой и просушить струей сжатого воздуха. При нескальном основании устраивают щебеночную подготовку с толщиной слоя не менее 10 см.

Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями без технологических перерывов с направлением укладки в одну сторону. Толщина слоя при работе ручными глубинными вибраторами должна оставаться в пределах 25–40 см.

Если бетонируют большие площади, допускается укладывать и уплотнять бетонную смесь наклонными слоями, с образованием горизонтального опережающего участка длиной 1,5–2 м. Угол наклона поверхности уложенного слоя к горизонту перед уплотнением смеси не должен превышать 30°. Уплотнение производят, начиная от опережающего слоя.

Каждый последующий слой надо укладывать до начала схватывания бетона предыдущего слоя (ориентировочно 2–3 часа). Если все же был перерыв, и он превысил время начала схватывания бетона (т.е. если бетон потерял способность к тиксотропному разжижению), необходим рабочий шов. В этом случае продолжить укладку бетонной смеси можно только после набора бетоном прочности:

• 0,3 МПа при очистке основания от цементной пленки водной или воздушной струей;
• 1,5 МПа при очистке металлической щеткой.

Прочность бетона в зависимости от температуры и срока твердения для портландцемента можно принимать ориентировочно по табл. 2.4.

Таблица 2.4 – Определение прочности бетона в зависимости от сроков твердения

Бетонную смесь надо укладывать с уплотнением глубинными вибраторами. Шаг перестановки вибраторов не должен превышать 1,5R (R – радиус действия вибратора).

Радиус действия глубинного вибратора в среднем составляет 4–5 наружных диаметра вибронаконечника (у вибраторов ИВ-112 и ИС-476 этот диаметр составляет 51 и 76 мм соответственно).

Максимальное водоцементное отношение для обеспечения необходимой марки бетона по морозостойкости не должно превышать 0,45–0,50 при неагрессивной среде для частей фундамента, периодически подвергающихся увлажнению и высыханию (зоны переменного уровня воды в реке или промерзания).

Бетонируя конструкцию, надо отбирать серии бетонных образцов размерами 10×10×10 или 15×15×15 см (бетон конструкции и образцы формуют по одной технологии):

• 1 серия – 3 образца для определения прочности перед загружением конструкции (выдерживают в условиях твердения бетона конструкции);
• 2 серия – 6 образцов для определения прочности в 28-дневном возрасте и для определения марки бетона по водонепроницаемости (выдерживают в стандартных условиях);
• 3 серия – 12 образцов для определения морозостойкостибетона (выдерживают в нормальных условиях).

Объем партии бетона, от которого берут образцы, – не более объема бетона конструкции, отформованного в течение одних суток, и не более 50 м 3 .

Уход за бетоном заключается в поддержании его во влажном состоянии и предохранении от резких перепадов температур (особенно в первые дни). Открытые поверхности свежеуложенного бетона после окончания бетонирования (в том числе и во время перерывов в укладке смеси) следует предохранять от испарения воды и попадания атмосферных осадков (например, укрывая пленкой). Для этого можно использовать армированные полимерные пленки, дорнит в 2–3 слоя и т. п. Поверхности надо защищать во время набора бетоном не менее 70% проектной прочности. Для нормального твердения бетона необходима температура около 20 °С и относительная влажность воздуха не менее 90%. В этих условиях через 7–14 суток бетон набирает 60 – 70% прочности (табл. 2.4).

Важно обеспечить температурный режим выдерживания бетона и его контроль. В массиве делают специальные скважины для измерения температуры. Данные измерений заносят в журнал контроля температуры.

Запрещается периодически поливать водой открытые поверхности твердеющих бетонных и железобетонных конструкций.

Движение людей по забетонированным конструкциям и установка опалубки вышележащих конструкций допускается по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа.

Опалубку вертикальных поверхностей по СНиП 3.03.01-87 можно снимать после достижения бетоном прочности не менее 0,2-0,3 МПа (табл. 2,4).

Минимальная прочность бетона незагруженных монолитных горизонтальных конструкций, опирающихся всем контуром, при распалубке должна быть не менее 70% проектной для пролетов до 6 м и не менее 80% для пролетов более 6 м.

После возведения фундамента распорные крепления ограждения котлована удаляют. Вместо них (при необходимости, определенной расчетом) устанавливают коротыши между стенкой ограждения и фундаментом (прочность кладки должна быть не менее 5 МПа). После разборки опалубки и покрытия обмазочной гидроизоляцией поверхностей фундамента, которые будут соприкасаться с грунтом, производится послойная засыпка местным грунтом пазух между фундаментом и ограждением с трамбовкой каждого слоя.

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты

• Home
• Все о фундаментах
• Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты

Основные особенности и тонкости поверхностных фундаментов

Оглавление

1. Основные положения

Хотя нормы проектирования фундаментов гласят что глубина заложения фундамента в пучинистых грунтах должна быть больше глубины промерзания такое решение устраняет только лобовые силы морозного пучения, но не устраняет касательные силы пучения на боковой поверхности, которые так же очень велики и нагрузка от легкого малоэтажного здания не может им противостоять. А в северных регионах РФ нормативная глубина промерзания меняется в пределах от 1,5 до 3,0 м. и более. В такой ситуации следует рассмотреть вариант поверхностного фундамента.

Малозаглубленный или поверхностный фундамент является одним из наиболее простых и экономичных вариантов для легких зданий и сооружений – это минимальные затраты на материалы и почти полное отсутствие земляных работ. Но при своей кажущейся простоте этот тип фундаментов имеет особенности, которые необходимо учитывать, как на этапе проектирования, так и на этапе строительства.

К малозаглубленным фундаментам относят все типы фундаментов если глубина заложения их подошвы не превышает нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания, то есть фундаменты полностью расположены в зоне сезонного промерзания/оттаивания грунтов

В данной статье рассматриваются только поверхностные и практически незаглубленные фундаменты (глубина не более 20 см), т.к. если фундаменты заглублены, но менее глубины промерзания то они будут накапливать деформации пучения год за годом не полностью возвращаясь в исходное положение после оттаивания грунта, и их применение абсолютно не обоснованно. Если же фундамент все таки имеет некоторое заглубление то необходимо выполнять засыпку пазух котлована достаточной ширины непучинистым материалом (песок средний и крупный, ПГС. Ширина пазухи должна быть не менее глубины заложения фундамента) и предусматривать мероприятия, обеспечивающие проскальзывание фундамента относительно грунта по боковой поверхности чтобы обеспечить свободное оседание фундамента после подъема морозным пучением.

Поверхностные и малозаглубленные фундаменты имеет смысл использовать при строительстве малоэтажных сооружений, дач, гаражей, хозяйственных построек, бань и т.д. Их можно использовать при возведении срубов из бревен или стен из ячеистых бетонов, при возведении каркасно-щитовых домов. Естественно применение ограничено зданиями без подвала.

Не рекомендуется применение малозаглубленных и поверхностных фундаментов под кирпичные дома т.к. стены из кирпича и других каменных материалов очень чувствительны к деформациям фундамента и при малейшем смещении дают трещины (армированная кладка более устойчива, но все равно очень хрупка). Так же не следует применять их для двух- и более этажных построек из-за большой нагрузки на основание и фундамент, а несущая способность их часто сильно ограничена.

Согласно примечанию к п. 6.8.10 СП 22.13330.2016 Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружения пониженного уровня ответственности и малоэтажных зданий при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м. А, например, в Руководстве п.4.22 говорится что глубина промерзания под подошвой малозаглубленного фундамента должна быть не более 1,0 метра, а под подошвой заглубленного не более 0,5 м.

Нормативные требования к малозаглубленным фундаментам приведены в разделе 8 СП 22.13330.2016 «Особенности проектирования оснований и фундаментов малоэтажных зданий» который можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ по этой ссылке. Данный раздел обязателен к прочтению если вы планируете применять такие фундаменты.

Согласно п. 8.6 СП 22.13330.2016 при проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах обязательно выполнение проверочных расчетов на деформации пучения (на подъем фундаментов).

2. Типы поверхностных фундаментов

Малозаглубленные и поверхностные фундаменты могут быть следующих типов:

• Ленточные;
• Столбчатые (к ним так же относятся и «сваи» малой глубины погружения (менее глубины промерзания грунта). На самом деле это не сваи, а отдельные столбчатые фундаменты т.к. настоящая свая по определению имеет глубину погружения не менее 4,0 метра);
• Плитные;

Любой из этих типов фундаментов будет относиться к малозаглубленным если его подошва залегает выше нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания. Если же грунт основания не пучинистый то данная классификация не имеет особого значения.

Для определения характеристик грунтов основания следует обратиться в специализированные изыскательские организации или на крайний случай воспользоваться указаниями этой статьи.

Максимальная несущая способность, естественно, будет присуща плитному варианту из-за большой площади опирания на грунт, как и максимальная стоимость и трудоемкость.

Достаточной несущей способностью обладают ленточные фундаменты (при правильном проектировании). Имеются ввиду монолитные непрерывные ленты из армированного железобетона, или ленты из крупных блоков с монолитным армированным поясом по верху и монолитной подошвенной плитой. Ленты из блоков ФБС без дополнительных мероприятий не обеспечивают необходимой прочности и жесткости.

Столбчатые малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах следует применять только в сочетании с монолитной сплошной рамой (как правило железобетонной системой перекрестных балок), объединяющей их в единое целое, или же под совсем неответственные сооружения без общей жесткой рамы (сараи, кладовки, веранды, беседки и др. сооружения III уровня ответственности). В целом их применение очень ограничено и не рекомендуется под более-менее ответственные сооружения.

Подробно все типы фундаментов и их особенности разобраны в этой статье.

3. Особенности и возможные проблемы малозаглубленных фундаментов

1. Основная особенность малозаглубленных и поверхностных фундаментов заключается в том, что на них действуют лобовые силы морозного пучения. А учитывая, что такие фундаменты как правило используются под легкие сооружения нагрузка на грунт под ними мала и никак не может противостоять огромным силам поднятия вспучивающегося грунта, можно смело утверждать что при промерзании грунта фундамент будет двигаться, смещаться по вертикали – то есть «гулять». Этот негативный эффект можно снизить за счет утепления грунта, но полностью устранить очень сложно.

Но огромным плюсом поверхностных и практически незаглубленных фундаментов является то что они после оттаивания грунтов возвращаются в исходное положение, не накапливая деформаций пучения.

1. Следующая особенность проистекает из первой – т.к. фундамент, а вместе с ним и здание смещаются по вертикали от морозного пучения то примыкающие к нему снаружи лестницы, крыльца, пристройки должны быть приспособлены к таким смещениям.

1. В летний период (то есть в не замерзшем состоянии) слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине (это явление объясняется в статье в подразделе «4. Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент»), поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
2. Как правило фундамент имеет достаточно большую высоту над уровнем планировки грунта. Связано это с тем что ему необходимо придать достаточно большую жесткость и прочность, для этого нужна

4. Поведение малозаглубленных фундаментов при воздействии морозного пучения

Практически всегда промерзающий грунт поднимается неравномерно (причины описаны в статье физика процесса пучения). Неравномерное пучение воздействует на малозаглубленный фундамент вызывая:

1. Если фундамент сплошной и достаточно прочный для восприятия нагрузок от здания после неравномерного подъема промерзающего грунта, то он поднимается и испытывает крены, но остается практически неизменным по форме, т.е. верхняя плоскость фундамента остается плоской, хотя и наклоняется или смещается по вертикали (конечно фактически поверхность ограниченно изгибается в зависимости от жесткости фундамента). Весной, после полного оттаивания грунта фундамент вернется в исходное положение восстановив свою изначальную форму.
2. Если прочности фундамента недостаточно, то фундамент разрушается – появляются широкие трещины и сколы бетона. После оттаивания грунта форма фундамента не будет восстановлена полностью.

5. Что следует учитывать при проектировании и строительстве малозаглубленных фундаментов

Для начала следует изучить документы:

Учтите при проектировании следующие основные моменты:

1. Чтобы перемещения фундамента от морозного пучения не вызывали повреждений надземной части здания (трещины в стенах, лопнувшие стекла) и вообще не вызывали никаких проблем в дальнейшем (заклинившие двери, перекошенные крыльца и др.) фундамент должен быть сплошным, непрерывным под все здание, а лучше и под крыльца, и иметь достаточную жесткость и прочность чтобы сохранить свою первоначальную форму и не сломаться при неравномерном поднятии промерзающего грунта. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости необходимо выполнять расчеты фундамента и армирования с учетом неравномерного смещения основания. Расчеты лучше выполнять на разные варианты неравномерного смещения основания в конечно-элементной программе (например SCAD или др.), вручную расчёты выполнять будет значительно сложнее (особенно для плитных и сложных по форме ленточных фундаментов).

1. Следует учитывать наличие почвенно-растительного слоя – если фундамент опереть на органический плодородный грунт, то в результате разложения органики гарантированы большие осадки фундамента, растянутые во времени. Кроме того, почвенно-растительный слой обладает очень низкой несущей способностью и не может служить несущим основанием. Данный слабый слой необходимо полностью заменять, как правило, на песчаную подушку.
2. Следует учитывать низкую несущую способность верхних слоев грунта. Слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине, поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
3. Крыльца, наружные лестницы и другие части здания, опертые на отдельные фундаменты, должны иметь подвижные крепления к основному сооружению, позволяющие взаимные перемещения до 10 см и более (зависит от степени пучинистости грунта и глубины промерзания) или вообще быть независимыми от основного здания.
4. Следует предусмотреть мероприятия для снижения воздействия морозного пучения на фундаменты. Например утепление отмостки, боковых поверхностей фундамента, грунта под зданием (для отапливаемых зданий применять минимальное утепление чтобы тепло могло частично проникать в грунт). Это позволит уменьшить глубину промерзания грунта под подошвой фундамента и вблизи него, особенно эффективно для отапливаемых зданий.

6. Снижение воздействия морозного пучения на поверхностные фундаменты

Для снижения воздействия пучения на поверхностные фундаменты применяют следующие мероприятия:

• Замена части пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (песок крупный или средней крупности, щебень, гравий, ПГС, и др.);
• Устройство фундаментов на локально уплотненном основании (в вытрамбованных/выштампованных котлованах, траншеях, фундаменты из забивных блоков) — см. ТСН МФ-97 МО «Проектирование, расчет и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области»
• Применение утепленной отмостки по периметру здания. Более подходит для отапливаемых зданий с полами по грунту;
• Устройство дренажа по периметру здания, общее водопонижение на участке;
• Введение в грунт противопучинистых компонентов.

Дополнительно о мерах борьбы с морозным пучением см. эту статью.

7. Примеры конструктивных решений мелкозаглубленных фундаментов

Еще раз повторюсь — хотя здесь и говорится о малозаглубленных фундаментах под кирпичные здания, применение таких решений очень опасно, а последствия неравномерных деформаций грунта устранить без демонтажа стен невозможно.

8. Заключение

Поверхностные (малозаглубленные) фундаменты имеют свою достаточно узкую область применения. Основной их недостаток — это подверженность морозному пучению и смещениям по высоте в зимний период. Основным их достоинством помимо простоты и низкой стоимости является то что о наличии деформаций пучения известно заранее и эти деформации точно будут обратимыми, а не накапливаться год от года.

При проектировании и строительстве таких фундаментов следует учитывать многие их особенности, выполнять детальные расчеты, продумывать множество деталей, связанных с подвижностью фундамента, а значит и всего здания/сооружения.

Разноуровневый фундамент – устройство опалубки, армирование и бетонирование

Возводить строения приходится в разных условиях. На конструкцию фундаментной части дома прямое влияние оказывает состав грунтовых слоев, уровень их промерзания, высота подземных вод и рельеф местности. От этих факторов зависит вид и технология устройства фундамента, отметка заглубления подошвы и равномерность его заложения относительно горизонта.

Что представляет собой разноуровневый фундамент

Определение разноуровневого фундамента трактуется по-разному. Неодинаковыми могут быть отметки подземной конструкции:

• на верхнем срезе;
• на уровне подошвы.

В первом случае нулевая отметка выравнивается посредством цокольной части дома. Второй вариант предполагает устройство ступенчатого фундамента по определенной технологии. Присутствие в проекте подобной конструкции может быть связано со строительством дома на склоне или с наличием подвального помещения только под частью строения, а не под всей его площадью.

По сути, разноуровневый фундамент имеет несколько уступов по высоте. Он возводится при строительстве объекта на площадке с неровным рельефом, но при отсутствии крутых склонов.

Рассматриваемая конструкция подземной части дома значительно экономит материальные вложения, так как заглубление каждой секции или блока производится с учетом оптимальных расчетных значений. При данном способе устройства фундамента выкапывать слишком глубокие траншеи на завышенном участке, выводя их на уровень подошвы нижерасположенного фундамента, не требуется. Закладка производится ступенчато, исходя из рельефа местности, так как устройство наклонных поверхностей при выполнении опорной части дома не допускается.

Основание фундамента единого строенияможет располагаться на разных уровнях, но только в горизонтальных плоскостях.

Правила размещения разноуровневого фундамента

Расположение уступов по высоте должно соответствовать естественному рельефу местности. Подошву фундамента следует заглублять, ориентируясь на уклон участка. Иными словами, ее самая низшая отметка будет находиться в наиболее низкой точке застраиваемой площадки.

Максимально надежным и стабильным положением ленты является размещение ее длинной стороны перпендикулярно склону. Данное условие считается важным для конструкции разноуровневого фундамента, поэтому упускать его не следует. Подобная разметка очертаний в плане позволяет оказывать эффективное сопротивление грунтовым нагрузкам.

Направление уклона участка считается основополагающим фактором при проектировании дома на склоне. В этом случае ориентация строения по сторонам света и розе ветров уходит на второй план. Здесь главное – устойчивость, а не принципы освещения внутреннего пространства помещений.

Устройство траншеи и установка опалубки

Для возведения ленточного фундамента требуется выкопать траншеи с крутизной откосов, определенной в СНиП III-4-80*. Она зависит от типа залегающего на участке грунта. Ширина по дну выемки рассчитывается с учетом:

• толщины бетонной ленты или сборных блоков;
• размера опалубки с подкосами;
• расстояния, позволяющего рабочим передвигаться по траншее, не нарушая целостность сооружаемой конструкции.

В случае возведения ступенчатого фундамента, выемку грунта производят ярусами вручную, начиная с нижней отметки. Таким образом под подошвой каждого уступа сохранится материковый грунт. Во избежание его осыпания, выполняют укрепление вертикальной грунтовой стенки, разделяющей ступени, опалубочными щитами, относящимися к временной конструкции. Их удаляют после бетонирования фундамента.

Выкапывать траншею сразу по всему периметру строения не следует. Работы производятся поэтапно!

Опалубку устанавливают согласно рабочим чертежам. При этом потребуется четко соблюдать размеры каждой ступени. Короба выполняют сплошными – с торцевыми элементами, распорками, подкосами и вертикальными усиливающими стойками. В местах уступов сооружают несъемные щиты, поэтому они подрезаются по высоте бетонной ленты.

Дренирование участка

Устройство многоступенчатого фундамента предполагает наличие большой разницы отметок между нижним и верхним ярусом фундамента. Глубокое заложение первой ступени требует выполнения пристенного дренажа, даже если низкий уровень грунтовых вод позволяет обойтись без данного этапа работ. Дело в том, что атмосферные осадки и тающий снег будут стекать по фундаментным стенкам, образуя в основании уже не струйки воды, а целые потоки.

При отсутствии дренажной сети, собирающей и отводящей воду за пределы строения, произойдет размыв грунта под фундаментной подошвой нижних ступеней с дальнейшей осадкой и конструктивной деформацией дома. Его восстановление обойдется намного дороже, чем выполнение качественного дренажа. Необходимо понимать, что экономия в данном случае окажется неоправданным решением.

Секреты армирования и бетонирования

Подземная часть ступенчатой конструкции требует специфического армирования. Если высота уступа составляет более 30см, то каркасы двух соседних участков перевязывают между собой вертикальными стержнями и дополнительными хомутами (как минимум в двух точках). При этом должно соблюдаться условие, предусматривающее заход арматурных прутьев в тело выше расположенной ступени. Надежность конструкции обеспечивается путем фиксации изогнутых концов стержней к соседним арматурным каркасам. Это усиливает фундамент и предохраняет бетонную ленту от среза в местах стыковки разноуровневых участков.

Расположение и стыковка арматуры указывается в рабочих чертежах.

При высоте уступа до 30см соседние участки фундамента накладываются друг на друга. Величина захода определяется путем вычислений. Спряжение ступеней производят с помощью анкеров или жесткой фиксации каркасов вертикальными стержнями.

В случае устройства разноуровневого фундамента из сборных блоков, перевязка верхнего элемента должна составлять не менее четверти его длины. Кроме того, по периметру потребуется залить монолитный бетонный пояс с обязательным армированием. Выполнение данного этапа позволяет надежно укрепить конструкцию.

Бетонирование ступенчатого фундамента выполняют поэтапно. Вначале требуется залить нижний элемент, после чего – подождать, когда он наберет прочность. Только после этого можно переходить к бетонированию вышерасположенного участка. В противном случае давление бетонной массы на неокрепшую ступень приведет к нарушению целостности уложенного монолита. По той же причине демонтаж опалубки разноуровневого фундамента разрешается производить только после окончательного отверждения бетона.

Сопутствующие работы

При возведении ступенчатого фундамента не следует забывать об устройстве гидроизоляции. Технология ее выполнения практически ничем не отличается от укладки рубероида под одноуровневую бетонную ленту. Полотна выстилаются в опалубке внахлест не менее 10см таким образом, чтобы края изоляционного материала выступали за верхние пределы короба.

Фундаментные стены монтируют на разноуровневую ленту традиционным способом. Они могут выполняться из монолитного бетона или сборных блоков.

В заключение

Ступенчатый фундамент относится к более дорогостоящим конструкциям по сравнению с винтовыми сваями. Его не рекомендуется возводить на ненадежных грунтах и крутых склонах. Оптимальная ширина ленты составляет 50-80см, а высота уступов – не более 30см, хотя эти размеры не являются основополагающими. Они принимаются с учетом несущей способности материкового грунта. Чем она ниже, тем шире делаются ступени.

Эксплуатационные качества строения напрямую зависят от правильности устройства разноуровневого бетонного монолита.

Монолитный железобетонный фундамент под колонны

Фундамент под колонны является одной из разновидностей железобетонных оснований. Колонна – железобетонная или металлическая – это основная деталь конструкции сборных каркасных зданий. На них опираются железобетонные или металлические фермы свода, также на колонны крепится обшивка постройки – бетонные плиты, сэндвич панели, профнастил и т.п.

Виды бетонных оснований под колонну

Фундамент под колонну может быть либо сборным, либо монолитным.

• Сборный тип производится на заводах железобетонных изделий по специальным стандартам – это так называемые «стаканы». Монтаж их производится уже в готовом для дальнейшей эксплуатации виде.
• Монолитный фундамент отливают из бетона прямо на месте установки будущей колонны. Изготавливается он с учётом целого ряда нюансов – прежде всего, типа грунта и предполагаемой нагрузки.

Особенность конструкции с использованием колонн состоит в том, что каждая опора «работает» индивидуально. Поэтому, при неправильном устройстве основания, возможно проседание или перекос отдельных колонн, что чревато разрушением всей постройки.

Каркас для заливки монолитного основания колонны

По типу устройства монолитные фундаменты под колонны (как их ещё называют в архитектуре – «столпы»), бывают:

Рассмотрим подробнее разные виды монолитных железобетонных фундаментов для столбчатых опор.

Столбчатый фундамент

Как видно из названия, он имеет форму заглублённого в землю столба. Изготавливается в основном из железобетона, и предназначен для установки несущих опор на слабых и болотистых грунтах. Может также применяться и на твёрдых почвах как наименее затратный вариант – на его устройство уходит гораздо меньше материала и времени.

В малоэтажном частном строительстве столбчатые основания могут выполняться из металлических и асбоцементных труб, кирпича или готовых бетонных блоков.

Ленточный фундамент

Ленточное основание под каркасное здание применяется в том случае, если проектом предусмотрено заполнение пространства между колоннами капитальными стенами из кирпича, шлакоблока, газобетона и т.д. Конструктивно он представляет бетонную полосу, залитую по периметру будущего здания, а также под внутренними капитальными стенами. Главным отличием ленточного основания под столбчатые опоры от обычного ленточного фундамента – это усиление в местах монтажа будущих колонн.

Сплошное основание

Представляет собой монолитную бетонную плиту, залитую по всей площади будущей постройки. Монтаж опор при этом производится по периметру плиты. В точках их установки производится усиление металлического каркаса, или углубление бетонного основания.

Применяется такой тип фундамента, как сплошная железобетонная плита, в основном при возведении складских помещений, ангаров, заводских корпусов.

Свайные основания

Монтаж опор на сваях производится в основном там, где из-за характеристик грунта невозможно устройство других типов фундамента. Например, при строительстве зданий на насыпных грунтах и в болотистой местности с высоким уровнем грунтовых вод.

В зависимости от размеров здания могут применяться сваи различной величины и конструкции. Для возведения лёгких построек вполне достаточно будет винтовых или буронабивных свай, которые без труда можно смонтировать своими руками.

Расчёт основания

Перед тем, как приступить к работе, следует составить проект будущей конструкции. Для этого нужно произвести расчёт предполагаемой нагрузки на основание здания. Исходя из этого, можно определить необходимое число опор, их размер, структуру армирования каркаса, выбрать, какой тип фундамента будет наиболее предпочтительным.

При выборе того или иного вида основания также обязательно учитываются особенности грунта, на котором будет производиться строительство. В зависимости от массы постройки и от типа грунта определяется глубина закладки основания.

При проектировании фундамента нужно учитывать следующие нюансы:

1. Более плотный грунт может выдержать большие нагрузки.
2. Чем больше площадь основания, тем большую массу оно может принимать на себя.
3. В случае высокого уровня подпочвенных вод, нижняя точка фундамента должна находиться ниже уровня промерзания грунта.

При составлении проекта будущей постройки нужно стремиться к тому, чтобы вся её масса более или менее равномерно распределялась на все опоры. Кроме того, необходимо учитывать особенности почвы в каждой отдельной точке заложения опор. Все они должны находиться в однородном слое грунта, с аналогичными характеристиками.

Если же добиться этого невозможно, то в местах со слабым грунтом придётся предусмотреть устройство подушки из гравия или щебня, либо вносить корректировки в конструкцию фундамента.

Этапы устройства основания

После того, как будут закончены работы над проектом будущего здания, следует приступать непосредственно к строительным работам. Прежде всего, производится перенесение проектных чертежей на местность.

Участок строительства разбивается с помощью осевых линий – тонкой проволоки или шпагата, натянутых на колышки.

Эти колышки устанавливаются таким образом, чтобы осевые линии, пересекаясь между собой, образовывали периметр будущего здания. Затем производятся земляные работы. Их характер и объём полностью зависят от типа запроектированного фундамента.

Для равномерного распределения веса здания на опоры, необходимо максимально точно рассчитать на местности точки заложения оснований под столбы.

Монолитный фундамент под опоры, как уже говорилось выше, может быть нескольких видов, в зависимости от применяемой технологии.

Ниже рассмотрим особенности устройства монолитных фундаментов для колонн, производимых по различным технологиям.

Столбчатое монолитное основание

Для устройства столбчатого монолитного фундамента достаточно выкопать яму нужной глубины под заливку монолитного стакана, либо для установки готового «стакана». На дне также сооружается песчано-гравийная подушка. Перед заливкой монолитного столбчатого фундамента вымеряется точка установки колонны и сооружается опалубка.

Внутрь нее помещается каркас с закладной или с выступающими вверх штырями для крепления будущей опоры. Конструктивно столбчатое основание может быть исполнено как в виде монолитной плиты, так и в виде ступенчатой пирамиды из двух-трёх уступов. В последнем случае каждая ступень заливается по отдельности, начиная с самой нижней.

Посмотрите видео, как производится установка колонны в стакан.

Ленточное монолитное основание

В этом случае выкапывается траншея по всему периметру постройки, а также там, где будут проходить внутренние несущие стены. В точках монтажа колонн делаются расширения или углубления в грунте, если проектом предусматривается установка или заливка в этих местах бетонных «стаканов».

Конструкция ленточного основания под колонны

В случае если общая масса строящегося здания не такая уж и большая, можно обойтись без подобного усиления конструкции. Достаточно будет в точках монтажа несущих опор лишь усилить каркас с помощью более толстой арматуры, выпуска вертикальных стержней или установки металлических пластин – «закладных».

По всему периметру траншеи, на дно засыпается подушка из крупного песка, гравия или щебня, а затем укладывается объёмный каркас. Он собирается и монтируется таким образом, чтобы возвышаться над уровнем траншеи на определённую высоту (не менее 30-40 см), необходимую для защиты стен здания от потоков талой и дождевой воды. Выступающая часть каркаса забирается в опалубку.

В точках установки железобетонных колонн из каркаса выпускаются вертикальные штыри из арматуры (или анкера), скрепляемые с горизонтальными нитями фундамента посредством L-образных перемычек.

Сплошное монолитное основание

Для заливки сплошной железобетонной плиты необходимо снять верхний слой почвы на всей площади будущей постройки. Затем площадка выравнивается в горизонтальной плоскости и засыпается щебнем, песком или гравием. Поверх песчано-гравийной подушки укладывается объёмный каркас, в точках монтажа опор также делается усиление каркаса, выпускаются стержни (анкерные болты) либо монтируется металлическая закладная пластина.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как производится монтаж колонны на готовое основание.

Свайные монолитные основания

По типу устройства такие основания могут быть нескольких типов, но к монолитным фундаментам под колонны можно отнести, пожалуй, только буронабивную технологию. В местах монтажа будущих колонн с помощью бура делается отверстие, куда устанавливается опалубка.

Чаще всего в этой роли выступает металлическая, пластиковая или асбоцементная труба, внутрь которой вставляется арматура и заливается бетон. По верхнему краю монолитных свай также устанавливается либо закладная, либо анкерные болты.

Устанавливать закладные, анкера или выпуски арматуры под будущую колонну лучше до заливки монолита. В этом случае возможно скрепить данные детали с каркасом, что делает связь колонны с основанием более прочной. Кроме того, это отнимет гораздо меньше сил и времени.

Поскольку от правильного выбора фундамента зависит надёжность здания и долговечность его эксплуатации, подходить к расчётам нужно очень ответственно. Наилучшим вариантом будет обратиться к специалистам, которые смогут составить проект с учётом всех мельчайших нюансов.