Устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента

Особенности возведения мелкозаглубленного основания

Выбирая для дома фундамент мелкого заложения, следует учитывать некоторые особенности его возведения:

Нюансы мелкозаглубленного фундамента

Такое основание требует обязательной защиты от осадков

Поэтому очень важно предусмотреть организацию водосточной и дренажной системы. Это позволит сместить большую воду от линии фундамента

В наших предыдущих статьях есть подробная информация о том, как сделать дренаж фундамента.
Одним из способов защиты мелкозаглубленного фундамента от осадков и поверхностных вод является отмостка. Большинство профессиональных строителей настаивают на ее обустройстве. Узнайте больше из нашей статьи: для чего нужна отмостка и как ее обустроить.
При самостоятельном изготовлении такого фундамента лучше всего привлечь для работы большое количество людей, чтобы обеспечить быстрое приготовление бетона и его одноразовую заливку.
В процессе строительства мелкозаглубленного основания следует использовать только высококачественный бетон. Читайте подробную статью о том, какой цемент лучше использовать для качественного бетона.
Главной особенностью такого типа фундамента является необходимость завершения основного строительства до наступления морозов, так как такое основание нельзя оставлять на зиму.

Расчет ленточного фундамента: определяем ширину подошвы

При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:

• глубина заложения + высота цоколя = высота;
• ширина ленты;

Третий — длина — известен. Это сумма длин всех стен, под которыми будет закладываться фундамент.

Глубина заложения во многом определяется в зависимости от типа находящихся под подошвой грунтов. Общие рекомендации можно найти в таблице, а описание определения глубины заложения  читайте в статье «Какой глубины должен быть фундамент».

Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)

Пусть мы примем, что глубина залегания фундамента для наших условий — ниже уровня промерзания грунта, высота цоколя — 20 см. Грунт промерзает в нашем регионе на 1,4 м. По рекомендациям фундамент должен находится на 15 см ниже уровня промерзания. Получаем общую высоту: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.

Теперь нужно рассчитать ширину ленточного фундамента. Она зависит от расстояния, на котором находятся стены и материала, из которого будем его строить. Рекомендованные значения  приведены в таблице.

Выбираете ширину фундамента в зависимости от материала и расстояния между стенами (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)

Расчет нагрузки на фундамент

Теперь нужно найти, с какой силой будет давить дом на фундамент. Для этого общую массу дома (масса всех элементов + полезная нагрузка + снеговая) делим на площадь фундамента.

Площадь ленточного фундамента находим умножив ее длину на выбранную в предыдущем пункте ширину. Потом общую нагрузку от дома делим на площадь фундамента в квадратных сантиметрах. Получаем удельную нагрузку на каждый квадратный сантиметр ленточного фундамента.

Пример. Пусть нагрузка от дома 408000 кг, площадь ленточного фундамента (длинна 4400 см, ширина 30 см)  — 132000 см2. Разделив эти значения, получаем: на каждый сантиметр давит 3,09 кг.

Теперь необходимо узнать, выдержат ли грунты под подошвой фундамента это значение. Любой грунт в состоянии выдержать какое-то давление. Эти значения просчитаны и занесены в таблицу. Находим тип грунта под подошвой фундамента (определяется геологическими исследованиями) и смотрим его удельную несущую способность.

Несущая способность грунтов — сравниваем найденную нагрузку от дома с нормативной для вашего грунта

Если несущая способность грунта больше чем нагрузка от дома, все выбрано правильно. Если нет, необходимо вносить корректировки.

Особенности гидроизоляции фундамента

Существует два вида гидроизоляции:

• Горизонтальная. Состоит, как правило, из двух слоев рубероида, промазанных изнутри битумной мастикой. Нижняя сторона ленты изолируется еще перед монтажом армпояса, верхняя изолируется после окончания процесса затвердения.
• Вертикальная. На боковые поверхности ленты наносятся специальные материалы, предохраняющие бетон от проникновения внутрь влаги. Существует множество материалов для вертикальной гидроизоляции — пропиточные, обмазочные или оклеечные средства. Наиболее эффективными признаны пропитки, современные материалы, полностью исключающие впитывание влаги в бетон. Большинство специалистов не имеют опыта работ с ними, поэтому большой популярности они пока не получили.

Некоторые владельцы игнорируют гидроизоляцию, мотивируя это устойчивостью бетона к воздействию воды. Но они не учитывают, что влага воздействует не только на бетон, но и на металлические элементы, древесину и прочие детали, способствуя разрушению или гниению.

Поэтому отказываться от установки гидроизоляции не рекомендуется.

Для чего нужно заглублять фундамент

Применяют заглублённый ленточный фундамент на участках с нестабильными грунтами: средне — и сильнопучинистые.

А также заглубление основания используют при строительстве массивных здания, например: дома с подвалами, цокольными этажами и подземными гаражами. За счёт заглубления на 2–3 метра от нулевого уровня земли, основание способно выдержать тяжёлые стены сооружения. Поэтому такой тип фундамента, выбирают при строительстве загородных домов из шлакоблока, газобетона, пеноблоков и кирпича.

Таблица пучинистости грунтов

Рассчитать заглубление фундамента нетрудно, отталкиваясь от следующих факторов:

• тип почвы и его рельеф на участке;
• глубина промерзания и расположение грунтовых вод;
• масса сооружения.

Причины неравномерной усадки:

• вспучивание в зимний период;
• небольшая плотность (неоднородность грунта);
• большая нагрузка от строения.

Плюсы и минусы

МЗЛФ удачно совмещает преимущества заглубленных и незаглубленных оснований и имеет следующие достоинства:

• высокая прочность и надёжность при соблюдении технологии монтажа;
• упрощенные земляные работы, которые можно выполнить без экскаватора;
• уменьшенное количество стройматериалов;
• сниженные трудозатраты на приготовление бетонного раствора.

Присутствует и ряд недостатков:

• существенные ограничения по весу и этажности дома.
• необходимость устройства на пучинистом участке сложной системы дренажа;
• бетонные работы можно выполнять только при устойчивых температурных условиях более +10℃;
• возведение МЗЛФ выполняют на ровной площадке или с уклоном, который не превышает 5⁰.

Прежде чем приступать к возведению ленточного фундамента мелкого заглубления, необходимо произвести геологическое обследование участка на предмет возможности выбора такого вида основания для дома.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками

Этому типу фундамента многие отдают предпочтение еще и потому, что мелкозаглубленный ленточный фундамент построить своими руками под силу практически каждому . Для этого не требуются специальные навыки или строительный опыт.

Фундамент лучше закладывать по весне. Это даст ему возможность набрать прочность, чтобы за летний период успеть возвести стены.

Главное — сделать правильные расчеты.

Достаточно тщательно выполнять все этапы работ в такой последовательности:

1. После выполнения разметки, нужно проложить траншею на глубину до 70 см. Траншею выполняют на ширину 300 мм.
2. Ее стенки должны быть выполнены строго вертикально.
3. Дно траншеи застилают геотекстилем, который пропускает воду и не дает частичкам почвы смешаться с песком.
4. Края ткани поднимают выше выполняемой песчаной подсыпки.
5. Дно траншеи засыпают крупным песком — по геотекстилю.
6. Каждый песчаный слой проливают водой, затем тщательно утрамбовывают. На песчаных почвах достаточно уложить 20 см песка, на глинистых слой насыпки должен быть полметра.
7. Устанавливают опалубку из досок, которая служит продолжением стенок траншеи. Доски скрепляют гвоздями.
8. С внутренней стороны опалубки делают разметку по уровню заливки бетоном.
9. Укладывают арматурные стержни. Металлические прутки специальной вязальной проволокой крепят в арматурную решетку. При высоте фундамента больше 30 см потребуется несколько слоев арматуры.
10. Опалубку заливают бетоном. Первый слой равномерно распределяют по опалубке, удаляя воздушные пустоты прутком. Следующую порцию бетона заливают только после схватывания предыдущей. Последний слой выравнивают по разметке, заглаживают его и присыпают сухим цементом для более прочного схватывания верхней части фундамента. Это предотвращает появление трещин.
11. Бетон созревает на протяжении 28 дней. Фундамент нужно накрыть пленкой, чтобы предотвратить быстрое испарение воды и избежать появления трещин.
12. Строительство стен для возведения легких типов зданий можно начинать примерно через 2 недели.
13. Если дом будет складываться из кирпича, до окончания созревания бетона кладку начинать нельзя.

Необходимые материалы

Для возведения монолитного фундаментного основания подбирают бетон, доски или пенополистирол, арматуру, гидро- и теплоизоляцию. Для сборного варианта дополнительно потребуются блоки и кирпичи. Для создания подушки потребуется песок, щебень, гидроизоляция.

Вероятные ошибки

Наиболее частые ошибки, приводящие к закосам, разрушениям — неправильные расчеты, неверное исследование грунта.

Использовать мелкозаглубленную ленту можно не на всех почвах. Конструкция не предназначена для приема больших нагрузок.

Некоторые мастера советуют дать фундаменту отстояться зиму, однако, часто приходится переделывать. Отсутствие нагрузки сверху, пучинистость грунта зимой, отсутствие защитного укрытия часто становятся основными причинами приведения фундамента к непригодному состоянию.

Ленточное основание популярно, характеристики близки к монолиту, но это не относится к мелкозаглубленному формату. Здесь параметры снижены, отчего границы использования сооружения существенно сужаются. Нужно верно выполнить вычисления возможностей фундамента, почвы, чтобы получить качественную опору для дома.

Какие ошибки часто встречаются при заливке ленты, можно узнать в следующем видео:

Армирование и анкеровка

Минимальное значение защитного слоя для подземной части фундамента составляет 60 мм, максимальное — не более половины ширины ленты. Рабочая арматура выполняется стержнями с периодическим профилем такого диаметра, чтобы общее сечение арматуры можно было разделить на 4 стержня для верхней и нижней линии армирования.

Если в МЗЛФ расстояние между линиями армирования по вертикали превышает 450 мм, добавляют ещё один ряд со стержнями, толщина которых составляет не менее 60% от толщины основных линий.

Помимо этого армирование МЗЛФ сопровождается рядом анкеровок. На поворотах и Т-образных примыканиях ленты каждый ряд арматуры в пересекающихся направлениях должен связываться гнутыми закладными того же сечения, перехлёст которых с основным армированием определяется как 25 номинальных диаметров арматуры. Может требоваться анкеровка закладными шпильками для связи с основанием каркаса или кладки стен.

Тонкости возведения

Когда есть возможность монтировать опорные сваи ниже уровня промерзания грунта, ленточный фундамент мелкого заглубления строят в паре с опорными столбами.

Такой вариант используют в отношении сырых и заболоченных участков, на суглинках, с близко залегающими грунтовыми водами. Это позволяет экономить на опорной конструкции без ущерба её надёжности.

В качестве столбов используют:

• трубы из стали, защищенные бетонным слоем;
• железобетонные опоры;
• асбестоцементные трубы, залитые внутри бетоном.

Необходимо продумать обустройство качественной дренажной системы. В противном случае затраты на обустройство основания не оправдают себя и конструкция со временем будет разрушаться.

Ширина монолитной ленты

Чтобы не делать сложных расчетов, ширину подошвы рекомендуем брать, исходя из таблицы:

Высота над уровнем земли

Чем выше монолитная лента возвышается над уровнем земли, тем лучше полы дома будут защищены от сырости и холода. Однако высота фундамента для сохранения устойчивости и несущей способности должна коррелировать с его шириной. Оптимальный вариант: высота ленты над нулевой отметкой равна ее ширине.

Пример: Глубина заложения составляет 50 см. Ширина монолитной ленты по таблице — 30 см. Значит, высота над уровнем земли будет составлять 30 см, а высота всей монолитной ленты 80 см. Высота наземной части МЗЛФ не должна быть ниже уровня снега. Значение высоты снега зависит от региона (его можно узнать в Сети). Для регионов средней полосы это значение не превышает 8-10 см.

Достоинства и недостатки

К достоинствам НЗЛФ принято относить:

• Простота и экономичность строительства.
• Отсутствие или относительно малый объем земляных работ.
• Прочность, надежность, способность полноценного выполнения функционала.
• Отсутствие нагрузок пучения, направленных на боковые поверхности ленты.
• Стоимость строительства ниже, чем при использовании других вариантов.

Существуют и недостатки:

• Необходимость тщательного анализа состава грунта.
• Требуется точный расчет фундамента, учитывающий все особенности участка и климатические условия в регионе.
• Существует зависимость от количества осадков и прочих атмосферных проявлений.
• Допустимые условия встречаются довольно редко, что вынуждает применять методику преимущественно для нежилых построек хозяйственного или вспомогательного назначения.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Все недостатки в той или иной степени присущи большинству типов фундамента, поэтому их можно считать особенностями конструкции.

Как сделать своими руками?

Чтобы возвести армированный ленточный фундамент мелкого заглубления, понадобится выполнить следующие действия:

• вычислить ширину фундамента, сечение арматуры;
• выполнить чертёж армирования;
• почистить от мусора и спланировать участок;
• вырыть траншеи;
• уложить дренажный слой;
• устроить подбетонку или постелить рубероид;
• выполнить монтаж опалубки;
• уложить и скрепить арматуру;
• вставить отрезки труб для коммуникаций и вентиляции;
• выполнить бетонирование ленты;
• обеспечить уход за бетоном в процессе его схватывания;
• снять опалубку с ленты;
• выполнить гидроизоляцию фундамента.

Затем останется сделать отмостку и облицевать фундамент водонепроницаемым материалом. Каждый этап возведения МЗЛФ имеет свои нюансы.

Необходимые расчеты

При расчете фундамента учитывают, что глубина его заложения равняется глубине промерзания, минус 25%. При несоблюдении этого требования в результате вспучивании грунта есть опасность нарушения целостности сооружения.

Высота цоколя не должна превышать размера подземной части основания.

Для расчёта ширины конструкции необходимо вычислить соотношение весовой нагрузки (т/м) к расчетному сопротивлению грунта (т/м2), (основываясь на табличных данных СНиП 2.02.01-83). Толщину песчано-щебёночной платформы определяют по данным СНиП.

Подготовительные работы и разметка

Плодородный слой снимают и выполняют планировку площадки под строительство. В местах пересечений фундамента и по углам вбивают колья, натягивают верёвку.

Выкапывание траншеи и обустройство подушки

Траншею выкапывают на необходимую глубину. Выравнивают стенки и углы, если использовалась тяжёлая техника.

Планировать дно траншеи до фанатизма нет необходимости. Насыпают слой чистого крупного песка, без растительного мусора и глины. Трамбуют, проливая водой. Насыпают мелкий щебень и тоже трамбуют.

Устраивают верхний выравнивающий слой толщиной 50 мм. Платформу застилают геотекстилем, заливают подбетонку или укладывают сложенный вдвое и промазанные битумом рубероид.

О разновидностях подушки и особенностях устройства для ленточных оснований подробная статья здесь.

Сборка опалубки

Опалубку собирают из обрезных досок толщиной 25-40 мм. Щиты должны немного возвышаться над лентой. Обязательно делают ревизию щелей.

Строители практикуют укрытие опалубки полиэтиленовой плёнкой. Опалубку фиксируют на место с помощью наружных упоров и устанавливают внутренние распорки.

Полная информация о монтаже опалубки тут.

Армирование

Ленту укрепляют арматурным каркасом. Рабочими считаются горизонтальные стержни, принимающие внешние нагрузки. Вертикальные играют вспомогательную роль. Вязку каркаса производят путём скрутки стальной проволокой. Стержни будут обладать подвижностью и компенсируют возникающие нагрузки (при заливке бетонного раствора или землетрясении). Сварка таких нагрузок не выдержит.

Все детали армирования ленточных оснований здесь.

Заливка бетона

Процесс бетонирования производят без перерывов, не превышая паузу более суток. Иначе монолита не получится. Желательно заказать доставку раствора или организовать его непрерывное изготовление на месте в нужном темпе.

Процесс заливки начинается с внутренних участков с плавным переходом на внешний периметр. Лить бетон в одну точку и ждать, пока он растечётся по ленте, нельзя. Наполняют опалубку сразу с различных точек, равномерно распределяя по длине.

Далее поверхность закрывают полиэтиленом от жарких солнечных лучей. Первые 3 дня ленту увлажняют через 4 часа, затем ещё неделю через 8 часов, чтобы растянуть во времени схватывания бетона. Это обеспечивает прочность монолита. Через 10 дней опалубку убирают. Через месяц стройку можно продолжить.

Снятие опалубки и гидроизоляция

Снятие опалубки не означает окончания работ по возведению МЗЛФ. Необходимо выполнить горизонтальную гидроизоляцию из двух слоёв рулонного кровельного материала и обмазать боковые поверхности фундамента битумом.

Можно использовать любые пропиточные и обмазочные материалы, которые препятствуют проникновению влаги. Надёжная гидроизоляция позволит уберечь дом от разрушения и развития плесени.

Пазухи с внешней и с внутренней сторон фундамента засыпают песком и организуют отмостку, которая защитит фундамент от дождя и талой воды. Если всё сделать правильно, по бетонной полосе вода будет уходить в сторону дренажного колодца.

Утепление цоколя и отмостки

Для утепления цоколя и отмостки используют пеноплекс, пенофол, жидкий пенополиуретан и т.п. Подойдёт любой утеплитель с влагонепроницаемыми свойствами, в зависимости от бюджета застройщика. Лента утепляется изнутри по всей поверхности, кроме горизонтальной.

Бетонные работы

Перед проведением бетонных работ внутреннюю полость щитовой опалубки рекомендуется устлать полиэтиленовой плёнкой, предотвращающей потерю бетонной массой жидкости до момента схватывания. После проводится установка сегментов армирования, их увязка и дистанцирование с помощью пластиковых пробок.

МЗЛФ заливают бетоном марки 350–450 в соответствии с расчётом ЖБИ по конструктивной прочности. Наполнитель должен использоваться тяжелый, фракция — не более десятой части наименьшего линейного размера ленты.

При заливке бетона параллельно проводится его штыревание, а затем виброусадка. Благо, что габариты и малая плотность армирования ленты не создают препятствий к растеканию бетонной смеси.

Опалубку допускается снимать через 10–12 дней после заливки, полной прочности бетон набирает через 4 недели. Однако для МЗЛФ рекомендуется усадка в течение года перед началом возведения стен кладкой, каркасные же конструкции можно начинать монтировать уже спустя 3 недели.

2.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундаментов

Тип
фундамента выбирается в зависимости от характера передачи нагрузки на
фундамент: под стены зданий обычно устраиваются ленточные фундаменты из сборных
элементов, под сборные железобетонные колонны — отдельные фундаменты стаканного
типа.

Глубина
заложения фундамента зависит от многих факторов. Определяющими из них являются:

—
инженерно-геологические и гидрологические условия площадки и положение несущего
слоя грунта;

—
конструктивные особенности подземной части здания.

Глубину
заложения ленточного фундамента Ф1 назначаем по конструктивным соображениям на
0.4 м ниже пола подвала т.е. -3.4м;

Глубину
заложения фундамента Ф3 назначаем по конструктивным соображениям, верх стакана
должен быть на 0.1 м ниже пола подвала (высоту фундамента принимаем 1.2м с
глубиной стакана 0.9 м) т.о.

Отметка
подошвы фундамента Ф3: -3.00-0.1-1.2= -4.3м;

В
соответствии п. 4.2 СНБ 5.01.01-99 основания фундаментов должны рассчи­тываться
по двум группам предельных состоя­ний: первая группа — по несущей способности,
вторая — по деформациям.

Расчет фундамента Ф1

Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных
между собой параметров и устанавливаются путем последовательного приближения. В
порядке первого приближения площадь подошвы фундамента А определяется по
формуле:

Где  –
Расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента для расчета основания по
предельному состоянию второй группы;

 –
Расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента;

 —
Осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его
уступах, принимается равным 20 кН/м3;

 –
глубина заложения фундамента от уровня планировки, м.

 – 150
кН;  – 24 кН×м;

 – 200
кПа;  — 3.4 м.

Принимаем ширину подошвы фундамента 1.2м.

По расчетному сопротивлению глубина заложения — 4.0 м
удовлетворяет. Фундамент будет располагаться во втором слое – песка мелкого
плотного с

R= 400
кПа, который может быть несущим.

Определим суммарные нагрузки и воздействия на подошве
фундамента:

Боковое давление грунта на отметке планировки:

На отметке подошвы фундамента:

Где = 16
кН/м2 удельный вес грунта засыпки;

 —
приведенная толщина эквивалентного веса временной нагрузки;

Где  = 10 кН/м2 временная нагрузка на
поверхности планировки;

d –
глубина заложения фундамента, относительно поверхности земли, -2.4м.

 —
Осредненное значение угла сдвига грунта засыпки, принимаем 24˚;

Равнодействующая бокового давления грунта засыпки на
стену подвала расчетной длиной 1.0 м:

Точка приложения равнодействующей:

— Нормальная вертикальная нагрузка:

Где —
расчетная нагрузка от веса фундамента;

—
расчетная нагрузка от веса грунта на консоли подушки;

— Момент в плоскости подошвы фундамента:

Где  — момент
в плоскости обреза фундамента, 24 кН*м (по заданию);

Проверка напряжений в основании фундамента:

 (менее 10%)

  (12)

где P – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

 –
соответственно максимальное и минимальное значение краевого давления по подошве
внецентренно нагруженного фундамента, определяется по формуле:

 (14)

 условие
3 не выполняется, необходимо увеличение ширины фундамента, принимаем ширину
подошвы фундамента 1.5м;

Тогда

—
расчетное сопротивление грунта основания кПа, находится по формуле:

, (16)

где

g_с1 = 1,3
(зависит от типов грунтов)

g_с2 = 1,15
(зависит от соотношения L/H и интерполировать по данным

таблицы В.1 СНБ 5.01.01-99)

k = 1

М_Y = 1.81

M_q = 8.24            зависят от j по таблице В.2

M_C = 9.27

k_z = 1

d_I = 2.4 (глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений от уровня
планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов)

кПа

Р = 141.5 кПа £ 593.4 кПа

P_max =255.6 кПа £ 1,2 * 593.4 кПа

P_min= 27.4 кПа > 0

Рисунок 1. Расчетная схема фундамента Ф1.

Окончательно принимаем ширину подошвы фундамента Ф1
1.5м, толщину стены фундамента 0.6 м из блоков ФБС.

Расчет фундамента Ф3

Размеры подошвы фундамента:

 –3400 кН

 – 400
кПа;  – 1.2 м.

Принимаем размеры подошвы фундамента кратными 300мм

Площадь подошвы = 9.9 м2.

Высоту фундамента принимаем 1200 с глубиной стакана
900 мм.

— Нормальная вертикальная нагрузка:

— Среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

-Максимальное и минимальное напряжение в основании
фундамента:

Проверка напряжений в основании фундамента:

Условие:

Р = 367.4 кПа £ 400 кПа (< 10%)

P_max == 367.4 кПа £ 1,2 * 400.41 = 480.5 кПа

P_min= = 367.4 кПа > 0

Выполняется.

 Окончательно для фундамента Ф3 оставляем размер
подошвы 3.3 х 3.0 м.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент: глубина заложения

В основном это зависит от месторасположения объекта. Расстояние заглубления ленты выбирается в зависимости от того, в какой климатической зоне производится строительство. Даже при учете того, что уровень промерзания земли расположен гораздо ниже, чем МЗЛФ, влияние данного фактора все-равно очень сильно сказывается на прочности здания. Поэтому просто игнорировать эти особенности не получится. В большинстве случаев копать приходится на расстояние от полуметра до полутора метров. В зависимости от того, насколько высоко проходит граница замерзания грунта, выбирается более высокий или низкий уровень.