Выбираем фундамент для проблемного грунта: ленточный, свайный или плитный?

Классификация фундамента по глубине заложения

В нормативной строительной базе фундаменты в зависимости от заглубления разделяют на три типа:

1. Заглубленные. Являются прочной основой для тяжелых зданий на всех видах почвы.
2. Мелкозаглубленные. Глубина заложения мелкозаглубленного фундамента не доходит до места где уже промерз грунт. Их используют на прочных грунтах, при высоком уровне грунтовых вод, при строительстве сооружений, не имеющих подвалов и цокольных этажей.
3. Незаглубленные. Используют при строительстве легких конструкций на пучнистых и грунтах с повышенной пучнистостью, почвах со слабой просадкой, а также при возведении тяжелых зданий на скальных грунтах.

Факторы, определяющие какой глубины должен быть фундамент:

• высота поднятия и общий уровень подземных вод;
• характеристики климата местности, показатели гидрогеологических изысканий;
• место организации площадки строительства;
• конструкция здания, характер нагрузок, оказывающих на основание.

Если рядом со строящимся домом располагаются другие сооружение, при выполнении расчета глубины заложения фундамента учитываю технические характеристики их основания.

Факторы, влияющие на глубину заложения ленточных фундаментов

Наверное, стоит начать с того, что сами ленточные фундаменты делятся на три основных типа:

1. Незаглубленные
2. Мелкозаглубленные
3. Заглубленные

Каждый из этих типов закладывается на определенную глубину, которая зависит от нескольких основных факторов:

• Глубина промерзания грунта
• Тип грунта
• Уровень грунтовых вод

Стоит отметить, что глубина заложения ленточного фундамента — это расстояние от поверхности грунта до подошвы фундамента, а не та глубина, на которую копается траншея. В траншее, помимо фундамента может присутствовать подушка.

Теперь давайте разберемся, как эти факторы влияют на каждый тип ленточного фундамента в отдельности.

Глубина заложения фундамента

Для правильного расчета фундамента следует сначала изучить структуру грунта на участке, глубину промерзания грунта и уровень грунтовых вод. Учитывая все факторы можно выбрать оптимальную глубину заложения фундамента.

Глубина заложения фундамента и тип грунта

Фундамент будет крепким, если основанием служит однородный грунт. Такой грунт равномерно осаживается и фундамент не перекосит и не треснет. Глубина заложения фундамента зависит также от типа грунта. Рассмотрим виды грунтов: скальный, хрящевый, песчаный и супесь, глинистый и суглинок.

Скальный грунт позволяет закладывать фундамент строения на поверхности, сняв тонкий плодородный слой почвы.

Хрящевый грунт состоит из гравия, хряща, крупных камней. Фундамент на таком грунте закладывают на глубине не менее 500 мм. Глубина заложения фундамента определяется нагрузкой строения и уровнем грунтовых вод, от глубины промерзания грунта она не зависит.

Песчаный грунт хорошо пропускает воду, поэтому вода не застаивается вблизи поверхности даже при высоком залегании грунтовых вод. Незначительное промерзание песчаного грунта и упомянутый фактор позволяют закладывать фундамент на глубину 500-700 мм. Если песчаный грунт мелкозернистый или пылевидный и грунтовые воды располагаются высоко, то такой грунт может значительно промерзать и тогда глубина заложения фундамента увеличивается до глубины промерзания грунта.

Стоит учитывать, что песчаный грунт сильно уплотняется под нагрузкой и тяжелое строение может сильно осесть, поэтому советуем делать высокий цоколь. Аналогичные рекомендации подходят и для глиняно-песчаного грунта – супеси, содержащего 3-10% глины, но рекомендуемая глубина заложения фундамента опускается до 700-1000 мм.

Фундамент на глинистом грунте закладывают чуть ниже глубины промерзания грунта. Это особенно важно при высоком уровне грунтовых вод. Глинистый грунт имеет способность сжиматься под нагрузкой и вспучиваться при замерзании, как бы выталкивая фундамент на поверхность. Чтобы при этом фундамент не треснул, советуем делать высокопрочный фундамент и отдавать предпочтение столбчатому фундаменту. Фундамент на суглинке также закладывают ниже глубины промерзания грунта. Суглинок содержит песок и не менее 10-30% глины.

Уровень грунтовых вод и глубина заложения фундамента

Положение уровня грунтовых вод влияет на глубину заложения фундамента следующим образом:

Если грунтовые воды залегают глубоко, более чем на 2000 мм ниже глубины промерзания грунта, то фундамент можно закладывать на глубину 500 мм и ниже.

Если грунтовые воды залегают не так глубоко, но ниже глубины промерзания грунта, то либо фундамент закладывают на глубину промерзания грунта, либо от глубины промерзания грунта до дна фундамента кладут гравийно-песчаную подушку (хорошо ее утрамбовывают), а фундамент закладывают на глубину 500 мм и ниже.

Если же грунтовые воды доходят до уровня промерзания грунта, то глубина заложения фундамента должна быть ниже глубины промерзания грунта не менее, чем на 100 мм.

При высоком расположении грунтовых вод фундамент закладывают ниже глубины промерзания грунта, за исключением наличия песчаного грунта и круглогодичного отапливания строения.

Оптимальная глубина заложения фундамента

Оптимальная глубина заложения фундамента выбирается следующим образом. Если грунт под домом пучинистый, то фундамент нужно закладывать ниже точки промерзания грунта, в Средней полосе России на глубине 1500 мм (глубина промерзания грунта около 1200-1400 мм). К югу и западу страны глубина промерзания грунта уменьшается, а к северу и востоку увеличивается. В каждом районе путем многолетних наблюдений специалисты установили глубину промерзания грунта, которую можно узнать в местной строительной или проектной организации. Если в доме живут всю зиму, то можно не учитывать этот фактор и закладывать фундамент выше.

Основанием фундамента должен быть плотный, хорошо слежавшийся грунт, поэтому фундамент закладывают ниже 500 мм. Слой рыхлого грунта снимается, дно выравнивается горизонтально, делается песчаная подушка высотой 150 мм, которая хорошо трамбуется.

Фундамент под внутренние капитальные стены закладывают на глубине 500 мм.

Пример расчета

Вычисления включают в себя следующие шаги:

• подбор геометрических параметров;
• расчет бетона на фундамент;
• и расчет армирования ленточного фундамента.

Пример расчета геометрии

Для расчета фундамента возьмем двухэтажный кирпичный дом с наружной стеной 510 мм, суммарная высота наружной стены —4,5 м. Внутренних стен нет. Он расположен в , грунт на участке — среднезернистый песок (R = 5 кг/см2). Перекрытия (2 шт., над подвалом и над первым этажом) из плит ПК, перегородки гипсокартонные высотой 2,7 м и общей протяженностью 20 м. Высота этажа — 3 м, размеры в плане — 6х6 м. Вода на участке залегает низко, поэтому принято решение строить заглубленный фундамент высотой 2 м. Крыша четырехскатная с покрытием из металла. Наклон ската — 30°.

Пример расчета начинается со сбора нагрузок в форме таблицы.

В = Р/(L*R) = 349989кг/ (36000см*5кг/см2) = 1,94м. Конструкция рассчитана.

Рассчитанный размер ширины округляем до 2 м. Для ширины по всей высоте это много, достаточно будет 50 см под стены 51 см. Свес 1 см допускается (максимальный составляет 4 см в одну сторону). Ширина подошвы больше той, которая использована в расчете, но по всей высоте размер меньше первоначального. По этой причине нет необходимости переделывать вычисления с новой массой подземной конструкции.

Подсчет бетона

Перед покупкой смеси должна быть вычислена ее необходимая кубатура. Для этого потребуется просто найти объем ленты. К количеству бетона для ленточного фундамента рекомендуется прибавить запас в 5—7%.

Армирование

Арматура для ленточного фундамента нужна, чтобы скомпенсировать изгибающие воздействия. Какую арматуру использовать правильно для армирования? Здесь все зависит от высоты подземной части и ее длины. Чтобы понять, какая арматура нужна в качестве рабочей, делают простые вычисления. Расчет количества арматуры выполняется так, чтобы ее суммарное сечение составляло 0,1% от сечения бетонной конструкции. При этом есть минимальные конструктивные требования:

• Какая арматура нужна для конструкции с длиной стороны менее 3 м? Ответом будет сечение 10 мм.
• При длине стороны более 3 м потребуется 12-ти миллиметровая арматура для фундамента.

Армирование фундамента компенсирует изгибающие воздействия

Расчет выполняют приблизительно. Рассчитать арматуру более точно сможет только профессионал. Шаг рабочих прутов подбирают так, чтобы они были распределены равномерно. Желательно использовать одинаковый шаг, располагая элементы в нижней части ленты, наверху и посередине.

Дальше требуется рассчитать количество для хомутов. Они соединяют рабочие детали каркаса между собой. Раскладка арматуры в ленточном фундаменте предполагает наличие вертикальных и горизонтальных хомутов. Их изготавливают из стержней диаметром 8 мм. Шаг назначают в пределах 20—30 см. В углах шаг уменьшают в два раза.

Вычисление количества арматуры для ленточного фундамента помогает сэкономить время и деньги. Зная точное количество арматуры для каждого диаметра и ее шаг можно легко выполнить усиление ленты и закупить материалы.

На нашем сайте вы можете воспользоваться простым онлайн-калькулятором для расчета ленточного фундамента.

Источник

Ленточный фундамент глубокого заложения

Ленточный фундамент глубокого заложения представляет собой армированный монолитный блок, погруженный в грунт не менее чем на 25 см от глубины промерзания. Расположенный по всему контуру он прекрасно выдерживает внушительный вес многоэтажных зданий, изготовленных из кирпича.

Этот тип фундамента гораздо прочнее мелкозаглубленного аналога и не поддается деформации, он обладает внушительным потенциалом, если нужно обустроить подвальное помещение или погреб (армированный монолитный бетон с успехом используют в качестве стен). Еще один плюс — возможность использования на сложных, в том числе, сыпучих грунтах.

По мнению специалистов, качественный глубокий ленточный фундамент имеет только один недостаток — внушительный расход материалов и трудозатрат и, соответственно, немаленькую стоимость. Впрочем, этот минус существенно перевешивают вышеперечисленные преимущества.

Компания ООО "АкваФокус" предоставляет услуги по возведению ленточного фундамента глубокого заложения под ключ с полным спектром работ.

Постройка и глубина фундамента

Глубина заложения фундамента изменяется также и от того, какого веса постройка на нем будет возведена. Совершенно очевидно, что чем масса больше, тем прочнее должен быть фундамент, и, значит, тем больше он будет заглублен. С учетом этого следует точно представлять массу будущей постройки и качество используемых для основания материалов.

В зависимости от постройки заглубление фундамента изменяется так:

• • легкое строение на качественном грунте требует незначительную глубину заложения, и возможно строительство на мелкозаглубленном ленточном фундаменте. Чаще всего это касается летних дачных домов и простых хозяйственных построек. При загородном строительстве такая глубина заложения выбирается для ленточного фундамента, на котором возводится легкий деревянный дом (самый экономичный вариант на сегодняшний день);
• • постройки средней тяжести даже при качественном грунте нуждаются в значительном заглублении фундамента, так как нагрузка на него очень высока. Чаще их возводят для больших деревянных домов, изготовленных из тяжелого бруса;
• • тяжелые строения должны строиться только на ленточном фундаменте глубокого заложения (подземная часть может иметь глубину 2 метра); как правило, к таким строениям относятся кирпичные дома;

• • глубина заложения основы под забор определяется, исходя из его веса. Дело в том, что каким бы простым это сооружение не казалось, вес его может быть очень значительным;
• • баня также возводится на ленточном фундаменте, глубина заложения которого выбирается как и для дома, исходя из качества почвы и массы строения.

Глубина заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов зависит от:

1. Инженерно-геологических условий площадки строительства;
2. Климатических и гидрогеологических особенностей района строительства (промерзание и оттаивание, высыхание и увлажнение);
3. Особенностей возводимого и соседних сооружений;
4. Способа производства работ по отрывке котлованов и возведению фундаментов.

Выбирая тип и глубину заложения фундамента, нужно придерживаться следующих общих правил:

• подошвы фундаментов желательно закладывать на одной и той же глубине;
• минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории. Исключение составляют скальные породы, при наличии которых обычно снимается верхний, сильно выветренный слой;
• глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 0,1–0,2 м от его верха;
• при возможности следует закладывать фундамент выше уровня подземных вод. При этом не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, работы могут быть выполнены в кратчайший срок. В противном случае требуются шпунтовое крепление стен котлована, водоотлив, которые резко увеличивают стоимость земляных работ;
• при слоистом напластовании грунтов все фундаменты рекомендуется возводить на одном слое грунта или на грунтах с близкой сжимаемостью. Если это невыполнимо, то конструкцию фундаментов выбирают из условия допустимости неравномерности осадок.

Инженерно-геологические факторы

Учет инженерно-геологических условий заключается в выборе несущего слоя грунта, который может служить естественным основанием для фундаментов. Этот выбор производится на основе оценки сжимаемости и прочности грунтов. Все многообразие напластований можно представить в виде трех основных схем (рис. 11).

Рис. 11. Схемы напластования грунтов

Схема I. Площадка сложена одним или несколькими слоями надежных грунтов, при этом строительные свойства каждого последующего слоя не хуже свойств предыдущего. В этом случае глубина заложения фундамента принимается минимальнодопустимой при учете сезонного промерзания грунтов.

Схема II. Сверху один или несколько слоев слабых грунтов, ниже которых располагается толща надежных грунтов. По этой схеме решение о глубине заложения фундаментов зависит от толщины слоя слабых грунтов.

• При небольшой его толще прорезать слабые слои и опирать фундаменты на надежные грунты (рис. 12, а).
• Использовать слабый слой в качестве несущего с одновременным снижением чувствительности сооружения к возможному развитию неравномерных осадок (рис. 12, б, в) — уширить подушку фундамента или сделать плитный фундамент.
• Применить свайные фундаменты (, г)
• Улучшить основание — заменить грунт подушками уплотнения, закрепить слабый грунт (рис. 12, д, е).

Рис. 12. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме II

Схема III. Сверху залегают надежные грунты, а подстилающими являются один или несколько слоев слабого грунта.

Решения по выбору глубины заложения и конструкции фундамента.

Рис. 13. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме III

Климатические и гидрогеологические факторы

Основными климатическими и гидрогеологическими факторами, влияющими на глубину заложения фундаментов, являются промерзание и оттаивание грунтов. Известно, что при промерзании некоторых грунтов наблюдается их морозное пучение — увеличение объема, поэтому в таких грунтах нельзя закладывать фундаменты выше глубины промерзания.

Глубина заложения фундаментов отапливаемых зданий и сооружений по условиям недопущения возникновения сил морозного пучения грунтов под подошвой фундаментов должна назначаться:

• для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 9;
• для внутренних фундаментов — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Какие данные требуются для определения глубины заложения?

Проектировать фундамент можно только при наличии всех необходимых исходных данных. В результате можно рассчитать его конструкцию и еще добавить 30 % дополнительной прочности. Для сбора данных надо делать инженерно-геологические изыскания.

При правильном проектировании фундамент выдерживает большие нагрузки от одноэтажного и двухэтажного домов из камня, а также не боится перепадов высот и смещений грунтовых слоев при смене сезонов.

Для этого на застраиваемом участке бурятся 3 скважины глубиной в 8 м, а иногда и больше. На разных уровнях отбираются образцы и устанавливается, какой здесь тип грунта и после лабораторных исследований выдается заключение о его характеристиках, где основными являются несущая способность, плотность, вид и уровень грунтовых вод.

Грунт бывает следующих видов.

1. Скальный грунт. Он не сжимается, не промерзает и имеет самую высокую несущую способность. Минимальное заглубление составляет 50 см.
2. Песок. Размеры частиц – от 0,1 до 2 мм. Он сжимается при нагрузке, но после не изменяется и не скапливает воду, которая отрицательно влияет на несущую способность. Чем крупней песок, тем меньше ГЗ. Она составляет 0,4-0,7 м.
3. Глина. Грунт долго дает осадку под нагрузкой и имеет вредное свойство – пучинистость. Оно вызывает изменение объема грунта при его промерзании, зависящее от содержания воды. Фундамент должен лежать подошвой ниже глубины промерзания (ГП). Тогда глина не будет давить на него снизу. Но грунт также действует по касательной к боковой поверхности фундамента по направлению вверх. Для предупреждения этого в ленточный фундамент с боковых сторон следует делать засыпку непучинистым грунтом, чаще всего песком и щебнем.

Чтобы провести геологические исследования и установить, какой грунт находится на участке, придется потратиться. При возведении небольшого дома, можно приглядеть соседские похожие строения и узнать о ГЗ фундаментов и особенностях их устройства. Если предполагается для строительства одноэтажного дома использовать пенобетон с деревянными перекрытиями, то можно смело делать аналогичные основания, как у соседних деревянных.

Чтобы изготовить фундамент глубокого заложения, придется копать глубокую траншею, что является трудоемким процессом.

Для тяжелого одноэтажного или двухэтажного дома с кирпичными стенами и бетонными перекрытиями уже потребуются тщательные исследования характера грунта. Лучшую консультацию о том, какую выбрать ГЗ, могут дать строители, постоянно работающие на близлежащей территории. Они заинтересованы в получении заказов и охотно расскажут про все особенности грунта и какой на нем возводить фундамент.

Характеристики устройства фундамента должны быть обоснованными с технической и экономической сторон. Не имеет смысла делать громоздкое основание под каркасный дом, если только не планируется наличие подземного гаража или подвала. Но все зависит от наличия дешевых строительных материалов.

Ленточный фундамент из бывших в употреблении блоков ФБС с большой ГЗ может оказаться вполне рациональным решением. В дальнейшем дом можно будет достроить до двухэтажного без опасения, что основание его не выдержит. Чтобы изготовить фундамент глубокого заложения, придется копать глубокую траншею, что является трудоемким процессом.

Конструкция ленты

Этот вид наиболее популярен в строительстве летних домов. Он используется при строительстве деревянных домов. Поддержка ремня также может быть использована в качестве основы для тяжелых каменных конструкций.

Основания мелких фундаментов с лентой имеют форму сплошной бетонной ленты.

Равномерно распределите вес всего здания. Базовая структура может быть:

• Монолитный, содержащий два усиливающих ремня;
• Сборные монолитные монолитные разряды;
• Группа, которая включает железобетонные блоки с двумя армирующими лентами;
• Команда с железобетонными блоками с верхней арматурной лентой.

Преимущества использования тонкой конструкции с мелкой укладкой.

• Денежные издержки снижаются;
• Рабочие ресурсы хранятся;
• Вы можете построить подвал.

Закладка ленточного фундамента

Рис.: Ленточный фундамент глубокого заложения

Практическим работам по закладке ленточного фундамента должен предшествовать этап проектирования основания. Расчет фундамента предполагает выявления требуемой глубины его заложения, которая определяется на основании глубины промерзания почвы, уровня грунтовых вод, геодезии строительной площадки и технических характеристик возводимого здания.

Работы по закладке ленточного фундамента на большую глубину выполняются в следующей последовательности:

• Подготовка строительной площадки;

Место строительства очищается от поверхностной растительности, снимается плодородный слой почвы на глубину 10-20 см (одного штыка лопаты). При необходимости производится выравнивание участка.

• Разметка;

Разметка будущего ленточного фундамента начинается с отметки несущей стены здания, затем отмечаются перпендикулярные стены и проверяется правильность прямых углов по методу Египетского треугольника. Фундаментная лента отмечается как по внешнему, так и по внутреннему контуру.Рис.: Схема проверки углов фундаментной разметки

• Земляные работы;

Ручным либо механизированным методом выполняется рытье траншеи под фундамент. Поскольку глубина траншеи достаточно большая, рытье может сопровождаться осыпанием ее стенок.

Рис.: Схема укрепления стенок траншеи

• Отсыпка уплотняющей подушки;

Для создания уплотняющей подушки используется песок и мелкофракционный гравий либо щебень. Толщина слоев одинаковая, как правило, она составляет 10-15 сантиметров. Песок идет первым слоем, после засыпки он поливается водой и тщательно утрамбовывается.

• Создание опалубки;

Опалубка под заливку бетоном выполняется из струганных досок толщиною 2-3 сантиметров. Доски соединяются посредством вертикальных планок и скрепляются гвоздями либо саморезами.

Рис.: Схема опалубки для ленточного фундамента После монтажа опалубка изнутри застилается гидроизоляционным материалом, который нужен для предотвращения вытекания бетона в щели между досками.

• Армирование;

Для армирования ленточного фундамента используется двухконтурный армокаркас, состоящий из вертикальных прутьев и горизонтальных перемычек.

Рис.: Схема армокаркаса для ленточного фундамента

Соединяется армокаркас с помощью вязальной проволоки либо сварки. Более предпочтительным является первый вариант, поскольку при сварном соединении конструкция теряет эластичность и бетонная лента хуже сопротивляется изгибающим нагрузкам.

• Бетонирование;

Заливка ленточного фундамента выполняется одномоментно либо послойно (при условии, что новая порция бетона будет выливаться до схватывания предыдущего слоя). Для заливки используется тяжелый бетон из цемента М300-М400.

Рис.: Бетонирование ленточного фундамента глубокого заложения

Обязательным является уплотнение бетона с помощью виброуплотнителей либо штыковки арматурными прутьями.

Как сделать фундамент мелкого заложения своими руками

Инструкция:

1. Перед началом строительных работ отводится вода с поверхности, пятно застройки высыхает.
2. Работа начинается только после поступления на площадку необходимых материалов. Каждый следующий этап выполняется сразу за предыдущим без промедления.
3. Геотекстиль укладывается в траншею, чтобы песчаная подушка постепенно не заиливалась и не смешивалась с грунтом. Геотекстиль пропускает влагу и препятствует разрастанию корней.
4. Наверх высыпается подушка из песка и щебня. Применяется ручная трамбовка или механический вибратор.
5. Устанавливается опалубка и арматура, водопровод и канализация. Если создается цокольный этаж, заранее готовится место для хранения продуктов.
6. Заливается цементный раствор постоянно без пауз, чтобы монолитная конструкция затвердела одновременно.
7. После затвердения цемента опалубка удаляется, делается гидроизоляция.
8. Делается отмостка с утеплением, чтобы понизить интенсивность морозного пучения, влияющего на мелкозаглубленный ленточный фундамент в морозы. Устанавливается экструдированный пенопласт.

Нельзя оставлять мелкозаглубленный фундамент без нагрузки на зиму. Если строительные работе не начинались до заморозков, бетонное изделие накрывается теплосберегающими материалами.