Применение мелкозаглубленных фундаментов – новое решение в строительстве малоэтажных домов, получившее развитие совсем недавно. Толчком к созданию теории мелкозаглубленных фундаментов и применению ее на практике, явилось:
- появление новых легких строительных и утепляющих материалов;
- неудовлетворительный опыт эксплуатации обычных ленточных фундаментов с глубиной заложения ниже границы промерзания почвы с легкими домами.
Чем плох фундамент большого заглубления
Известно, что глубина промерзания на широте Москвы приближается к 1,5 метрам. Строительство заглубленного ленточного фундамента в таких условиях потребует очень серьезных затрат, как на рытье траншей, так и на армирование и бетонирование ленты фундамента.
Но по опыту эксплуатации оказалось, что такие фундаменты часто не надежны для легких зданий. Потому что на высокие боковые стенки действуют касательные силы морозного пучения грунтов.
Причем эти усилия при высоте стенки в 1,5 метра достигают очень внушительных значений – до 25 т на один метр длины фундамента. В тоже время нагрузка от веса дома на один метр ленточного фундамента редко когда превышает 15 тонн, а часто находится в пределах 2 – 10 т. В результате зимой высокие заглубленные фундаменты просто выпучивает из земли.
Также грунт на участках чаще не однородный, поэтому фундамент испытывает изгибающие усилия. Это постепенно приводит к его перекосу, и к разрушению несущих стен здания.
Что заставляет отказаться от глубокого фундамента
К отказу от примненения фундаментов глубокого заложения, в пользую коснтрукций с мелким способствовало следующее:
- отсутствует абсолютная надежность от применения заглубленных фундаментов в пучинистых грунтах.
- пучинистые грунты фактически находятся на 80 процентах площадей, которые могут быть застроены.
- экономия от применения мелкозаглубленных ленточных фундаментов внушительная.
Опыт строительства
Уже полученный опыт эксплуатации мелких фундаментов (речь идет о тысячах домов частной постройки) говорит о высокой надежности этого метода. Причем стены домов были выполнены как из кирпича или железобетона, так и из легких материалов – пенобетона, дерева, деревянных щитов.
При этом на строительстве фундамента, по сравнению с обычным методом, достигалась денежная экономия как минимум в 2 раза, а чаще в 3 раза, с уменьшением количества бетона на 50 – 70%, и трудозатрат на 50%.
Принципы строительства мелкозаглубленных фундаментов
Основные положения теории мелкого заглубления фундаментов заключаются в следующем.
- Фундаменты закладываются на глубине 30 – 40 см от среднего уровня почвы. Но иногда делаются и без заглубления – непосредственно на грунте. Это лучше подходит для легких (деревянных) и не отапливаемых строений. При этом касательные силы морозного пучения равны нулю.
- Для пучинистых грунтов фундамент создается как жесткая монолитная рама, способная перераспределять неравномерные просадки или пучения грунта. Возводится в виде монолитной железобетонной рамы, конструкция которой определяется расчетом.
- Лента фундамента опирается на подушку, сделанную из фильтрующих воду грунтов. Обычно применяется чистый (без примесей глины) песок с высоким модулем крупности, возможно в смеси с мелким щебнем.
- Для уменьшения воздействия морозного пучения применяется утепление грунта на прилегающей к фундаменту площади на ширину не менее 1 метра. Для этого грунт здесь накрывается теплоизолятором, при этом получает тепло от нижележащих слоев грунта и от фундамента отапливаемого дома (теплопотери дома уходящие через фундамент в грунт).
- В случае высокого уровня стояния грунтовых вод выполняется их искусственный отвод. Также фундамент защищается от проникновения к нему воды с поверхности.
Зачем нужна подсыпка из песка и гравия
Подушка под подошвой фундамента из материалов, через которые вода быстро фильтруется, преследует несколько целей.
- уменьшить воздействие пучений грунта, в том числе и просадки в период оттаивания;
- равномерно передать нагрузки от фундамента на подстилающий грунт, и тем самым увеличить несущую способность фундамента;
Обратная засыпка песком также преследует цели:
- Оградить фундамент от непосредствненого контакта с пучинистыми грунтами, которые могут двигаться.
- Обеспечить совместно с вышележащей горизонтальной гидроизоляцией полосу сухого материала, прилегающего к фундаменту.
- Обезопасить утеплитель фундамента от контакта с крупными включениями.
Разработка конструкции
Конкретная конструкция мелкозаглубленного фундамента разрабатывается проектной организацией. При этом учитываются множество факторов. А в основе расчетов находятся характеристики грунтов, вычисленные в лаборатории на основании испытаний и исследований образцов, которые были взяты на строительном участке.
Расчетами определяются размер и схема армировки ленты. Кроме того, — глубина заложения, толщина песчаной подушки под фундаментом, ширина траншеи и вид обратной засыпки.
Если грунты на участке строительства пучинистые, то конструкция фундамента должна выдерживать воздействующие на нее нагрузки пучений весь период эксплуатации.
Типичные параметры мелкозаглубленного фундамента
Известны типичные результаты таких расчетов.
Чем меньше глубина заложения, тем шире должна быть подошва фундамента. Причем в зависимости от условий строительства (вид грунта, вес дома) это значение может находиться в широких пределах – от 0,4 до 1,2 метра.
Рекомендуемая толщина песчаной подушки, также в зависимости от условий, может сильно меняться – от 0,2 до 0,8 метра.
Если же грунт непучинистый или среднепучинистый, а грунтовые воды находятся ниже подошвы, то могут применяться и более дешевые виды ленточного фундаментов –из бутового камня или из кирпича с обязательным обустройством поясов армирования.
На весьма пучинистых грунтах такие сборные мелкозаглубленные ленты могут также использоваться, но с условием полной и надежной термоизоляции прилегающего грунта.
Песчаная подсыпка не всегда обязательна. А расчетная ширина подошвы, в зависимости от нагруженности фундамента и сопротивляемости грунта, может колебаться в пределах 0,2 – 0,6 метра.
Что важно
Даже с монолитным армированным фундаментом, возможно разрушение стен при первых же проявлениях пучения. Это результат неправильного выбора конструкции (размеров, армировки…), или нарушения условий утепления, подсыпки…
В тоже время более дешевый и проще создаваемый фундамент из штучных материалов (чаще природный бутокамень или среднеформатный бетонный блок) с бетонированным армированием, может быть отличной основой для дома.
Не столь важен сам материал фундамента, сколько его конструкция, а также утепление и отсыпка.
Конструктивная схема
Типичное решение для не глубоко располагаемых фундаментов – совмещение их с цокольной частью, в одной высоконесущей балке. Причем высота цокольной части (выше уровня земли) может быть разной, — от 0,3 до 0,8 метра.
Пример готового конструктивного решения по обустройству фундаментно-цольной части для дома из легких кладочных материалов.
Для легкого строения, деревянного дома, щитовых стен – подходит и фундамент без заглубления, -опираемый на подушку из песка, которая в свою очередь должна находится на грунте без плодородного слоя земли.
Фундамент, устроенный на небольшой глубине без расчетов и учета характеристик грунта, не может называться мелкозаглубленным, — это просто частная конструкция, созданная для…
