Фундамент на пучинистых грунтах, незаглубленный ленточный, мелкозаглубленный столбчатый, виды, устройство

Расчет для мелкозаглубленного фундамента

Следует привести пример расчета мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. Например, строится одноэтажный дом с такими размерами:

высота – 4 метра;
ширина – 5 метров;
длина – 10 метров.

Конструкция включает две несущие внутренние стены с высотой каждой в 4 м и длиной в 3 м. Пол не опирается на фундамент, заливается бетоном. Основание будет иметь форму ленты с шириной подошвы в 40 см и глубиной в 70 см. Выполнен фундамент из армированного бетона, для чего применяется арматура с диаметром в 12 мм. Каркас будет иметь два пояса, каждый из которых состоит и пяти прутьев, перемычек с длиной в 25 см. Такие перемычки ставятся с шагом в 50 см.

Чтобы узнать массу, которую будет иметь ленточный фундамент, необходимо определить такие значения:

Схема мелкозаглубленного фундамента с гидроизоляцией на печанной подушке.

геометрические размеры конструкции;
плотность используемого строительного материала.

Геометрические размеры узнать довольно просто. Так, длина фундамента равна периметру будущего здания, то есть надо просто вычислить сумму его сторон:

10+10+5+5+3+3=36 метров.

Ленточный фундамент будет заливаться не только под наружными фасадными стенами, но и под внутренними несущими, поэтому учитывают их тоже.

Теперь можно найти объем исходя из того, что высота ленты равна 70 см, а ширина – 40:

V=36×0,4-0,7=10,08 метра кубического.

Но это общий объем, из которого необходимо вычесть арматуру, чтобы узнать количество бетона. Зная, что ленточный фундамент имеет два пояса по пять прутков с перевязкой, считают длину для каждого:

10-0,5-0,5=9 метров.

Длина всех поясов будет равна:

2×(9×2+4×2+2,5×2)=62 м.

Каждый пояс имеет по пять прутьев, значит, общая их длина составляет: 62×5=310 м.

Теперь определяют длину необходимых перемычек для армирования:

Схема армирования мелкозаглубленного фундамента.

9/0,5+1=19 шт.,

4/0,5+1=9 шт.,

2,5/0,5+1=6 шт.

Для одного верхнего пояса количество перемычек составляет:

19×2+9×2+6×2=68 штук,

Так как длина одной перемычки составляет 0,25 метра, то общая длина составляет:

68×0,25=17 метров.

Для всех горизонтальных перемычек для каркаса длина составляет:

17×2=34 метра.

Для вертикальных перемычек учитывают, что с одной стороны их идет 68 штук и с другой столько же. То есть получается 136 штук с длиной одной в 40 см. Общая их длина составляет:

136×0,4=54,4 м.

Теперь вычисляют общую длину арматуры, которую требует мелкозаглубленный фундамент:

310+34+54,4=388,4 м.

Чтобы узнать площадь сечения для арматуры, используют формулу площади круга:

Схема приготовления раствора бетона для фундамента.

3,14×0,000036=0,00011 кв. метра.

Для получения объема используют формулу:

0,00011×388,4=0,04 куб. метра.

Теперь получают объем только для арматуры:

10,08-0,04-0,04=10 куб. метров.

Значение 0,04 берется из расчета, что мелкозаглубленный фундамент будет армироваться и по углам.

При помощи такого не слишком сложного расчета определяют, что требует:

10 куб. метров цемента (при плотности 2500 кг на кубометр);
0,08 куб. метра металлической арматуры (при плотности 7800 кг на кубометр).

То есть общая масса всего основания, которое возводится на пучинистых грунтах в виде ленточного фундамента, будет составлять:

10×2500=25000 кг,

0,08×7800=624 кг,

25000+624=25624 кг.

То есть ленточный фундамент имеет массу в 25624 кг.

Строительство дома на пучинистых грунтах не является самым оптимальным вариантом. Но если другого выхода нет, то необходимо тщательно рассчитать будущее основание, чтобы после его сооружения конструкция не выталкивалась из почвы по время зимнего пучения. Сделать это не так сложно, но необходимо проявлять внимательность, чтобы при эксплуатации не произошли деформации фундамента, а значит, и самого дома.

Рассчитываем вес дома

Расчет этого типа называется сбором нагрузок. Практически каждый крупный элемент дома имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Например, стена имеет высоту (h), толщину (b) и длину (L). Если умножить все эти показатели, то получится объем (V). Если мы знаем плотность материала (p) и объем стены, то не составит труда вычислить массу (M). Для этого нужно лишь умножить объем на плотность.

Например, подготовим план фундамента и срез будущего дома и попробуем рассчитать, какая нагрузка будет исходить от постройки. Допустим, основание решено было сделать ленточным монолитным. Фундамент будет выполнен с тремя перегородками по 9 м и двумя по 6 м. Умножаем 9 на 3 и 6 на 2 и складываем два полученных значения. Получаем общую длину ленты в 39 м.

Предположим, толщина ленты будет 0,3 м (b). При этом общая высота ленты и цоколя составляет 2,1 м (h). Плотность монолитного железобетона нам известна, она составляет 2500 кг/м3 (h). Остается только перемножить все величины (39 х 0,3 х 2,1 х 2500). Получаем 61 425 кг или 61,4 Т. Это и будет нагрузкой, которая исходит от фундамента дома.

Однако еще нужно учесть так называемый коэффициент надежности. Так как речь идет об обычной строительной площадке, то он составит 1,3. Поэтому дополнительно умножаем нагрузку на этот коэффициент и получаем более точную расчетную нагрузку, которая теперь составляет 79,85 Т.

По аналогичному принципу производится расчет прочих элементов постройки. То есть, зная высоту, ширину, дину и плотность стены нам не составит труда определить, какое давление она будет оказывать. Получив данные обо всех конструкциях, рекомендуется внести их в таблицу, которая и представляет собой сбор нагрузок, то есть данные о постоянных нагрузках (не меняются в процессе эксплуатации постройки) и временных (вес жильцов, мебели, оборудования, включая массу снега).

Получив суммы постоянных и временных нагрузок и учитывая коэффициент надежности, высчитываем конечную нагрузку, которая составит 161,28 Т. Это вес будущей постройки. Теперь нужно рассчитать, какое сопротивление будет оказывать грунт. А это напрямую зависит от его разновидности.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент — достойный вариант

Фундаменты для этих стен, конечно, отличаются друг от друга. Для каркасных стен не обязателен монолитный фундамент, хотя, конечно желателен. Представьте, допустим, столбчатый фундамент:. А газоблочному — тем более. Вот так я и рассуждал, мечтая о надёжном, но не очень дорогом и не очень трудозатратном фундаменте для дома из газобетона.

Пучинистые грунты – особенности

Кстати, свайный я тоже сразу отбросил. Вот смотрите:. Мелкозаглублённый плитный фундамент мне тоже не подошёл. Он хорош на ровном участке, а у меня — склон берег озера.

Большинство профессиональных строителей довольно часто делают конструкции на различных почвах и в любых условиях. Они также строят столбчатый фундамент на пучинистых грунтах. Ведь годы практики учат строителей справляться с такими проблемами, как пучение, поэтому сегодня они возводят надежные основания.

Да и бетона в него нужно много. В последние десятилетия такой вид фундамента стал всё чаще применяться.

Мне кажется, вполне справедливо. В предыдущей статье мы с вами уже говорили о промерзании и пучении грунта, от которого заглублённый фундамент не спасает. Это особенно актуально при малоэтажном строительстве и с применением новых легких материалов для стен.

Довольно скромный объём бетона и земляной работы сильно влечёт небогатого дачника. Такую работу можно и своими руками сделать. Да и помощникам, если что, платить немного. Потом я понял, почему отказались.

Видели бы вы, с какой скоростью они замешивали 4 -5 объёмов бетономешалки в жестяном корыте двумя тяпками! Делать пробные шурфы, проводить лабораторные исследования грунта я, конечно же, не собирался. Как это делается? Примерно так:. Вот такие исходные данные. Взяв несколько готовых вариантов расчетов для пучинистых грунтов из книг и Интернета, решил:.

То есть, будем делать крепкую армированную монолитную раму, которая должна выдерживать силы неравномерного пучения, ослабленные водоотведением и утеплением отмостки. К теме расчетов мы с вами ещё вернёмся.

Некоторые нюансы подробнее рассмотрим. А пока будем рассказывать, как сделать мелкозаглублённый фундамент.

Делаем разметку. Вспоминаем школьный курс геометрии. Замечательное правило, помогает.

Исходя из размеров смежных стен вычисляем диагональ на рисунке она получилась см. Берём шнур длиной, равной вычисленной диагонали. Закрепляем один конец в углу разметки и вторым концом очерчиваем дугу в районе противоположного по диагонали угла.

Закрепляем шнур в соседнем углу разметки и снова очерчиваем дугу. Пересечение дуг и будет искомым углом.

Устройство мелкозаглубленных ленточных фундаментов на пучинистых основаниях

А диагонали будут идеально равными. Копаем канаву 40 см шириной, 60 см глубиной.

Пучинистые почвы характеризуются способностью приподниматься при скоплении влаги. Строение, расположенное на глинистых почвах и суглинках, песчаниках с примесью пыли, может разрушаться или проседать.

Делаем опалубку для надземной цокольной части фундамента. Второй тип вспучивания происходит из-за капиллярности влаги, перераспределенной в земельных слоях. По характеристикам увеличения объема почва классифицируется как слабопучинистая, среднепучинистая и сильнопучинистая.

Больше всего подвержены поднятию глинистые земли и суглинки. Тип строения зависит от характеристик грунта, так как некоторые деформируются на см.

Постройки из дерева выдерживают вспучивание до 5 см, а кирпичные — до 3 см. Для обустройства фундамента в зонах пучинистых, насыщенных влагой грунтах, необходимо руководствоваться нормативными приемами.

Вспученные типы почв опасны тем, что в первый зимний сезон эксплуатации здания оно может деформироваться и дать усадку. К часто встречающимся дефектам относят:.

Выбор фундамента для строительства на пучинистых грунтах

Если вы начнете изучать вопрос более глубоко, то обратите внимание, что большинство застройщиков советует заглублять подошву основания ниже уровня промерзания грунта. Об этом же твердят нормы по проектированию

Но обращаем ваше внимание на то, что заглубление фундаментов ниже ГПГ хоть и избавляет от действующих вертикально сил пучения грунта, но ввиду значительной боковой поверхности на фундамент действуют еще и касательные силы. А их величина может быть такой, что ее достаточно, как для подъема подземной конструкции, так и ее смещения по горизонтали.

В таких случаях делают либо фундамент на насыпном грунте (непучинистом), либо обмазывают боковую поверхность основы материалами, уменьшающими сцепление с почвой. Но чаще всего строят такие дома, нагрузка от которых будет уравновешивать воздействие грунта.

Несколько слов про ГПГ и УГВ

Два взаимосвязанных параметра участка: уровень грунтовых вод (УГВ) и глубина промерзания грунта (ГПГ) – оказывают существенное влияние на поведение грунта в переходный период «осень-зима», «зима-весна». Дело в том, что пучение грунта происходит на всю ГПГ при условии, что почва будет увлажненной. А последнее зависит от УГВ и характера грунта.

Одна из самых непростых ситуаций – когда приходится строить фундамент на плывуне. Здесь не обойтись не только без тщательной геологоразведки, но и последующих мероприятий по утеплению фундамента и дренированию участка. Еще одна особенность пучинистого грунта – он промерзает и оттаивает неравномерно. Например, грунт с северной стороны дома замерзнет быстрее, чем с южной. А по весне наоборот: южная сторона будет оттаивать быстрее, нежели северная. Отсюда возникают неравномерные деформации со стороны основания и, как следствие, нарушение целостности подземной конструкции.

Вот почему большинство строителей сходится во мнении, что фундамент должен быть жестким, способным эффективно перераспределять местные нагрузки. А это значит, что без серьезного армирования фундамента просто не обойтись!

Устройство фундамента на пучинистых грунтах

Учитывая вышесказанное, несложно предположить, что строительство легкой постройки из бруса, каркасного дома и т.д. на основе заглубленного фундамента не всегда дает нужный результат. Средств на возведение такого фундамента будет потрачено много, а последствия будут все те же – дом будет подвластен силам пучения. В то же время, если вы решили строить тяжелый кирпичный дом, то заглубленные ниже ГПГ фундаменты, например, ленточные (о них читать здесь), будут вполне уместны. Разберем некоторые случаи и попробуем определить, какие фундаменты можно строить в таких ситуациях:

легкий дом из бруса (деревянная постройка). Подойдут любые мелкозаглубленные фундаменты. Можно построить дом на армированной плите, можно сделать выбор в пользу менее дорогостоящего варианта – мелкозаглубленного ленточного фундамента

В таком случае очень важно создать жесткую конструкцию, способную воспринимать локальные деформации и равномерно перераспределять их на постройку;
дом тяжелый, из пенобетона, кирпича и т.д. (в несколько этажей)

В таких случаях идея использования заглубленных фундаментов выглядит вполне целесообразной. Все зависит от уровня грунтовых вод: если он низкий, то можно строить любой, заглубленный ниже ГПГ тип фундамента, например, ленточный, плитный, свайный. Если УГВ высокий, а дренаж фундамента не позволяет осуществить водопонижение, то делают малозаглубленный фундамент, как правило, заливают железобетонную плиту

Еще несколько вариантов решения проблемы

Нельзя забывать о том, что пучинистый грунт при желании можно заменить грунтом с лучшими характеристиками. Также необходимо понимать, что иногда проще создать условия, при которых пучинистый грунт перестанет проявлять свои негативные свойства. Это достигается путем уменьшения ГПГ (слой утеплителя по периметру дома), а также организации дренажной системы. Давать какие-то конкретные советы в рамках данной статьи бесполезно, ведь условия строительства на каждом отдельном участке могут серьезно отличаться.

Выбираем глубину и ширину

Глубина погружения ленты определяется уровнем промерзания почвы. Это табличное значение, различающееся в зависимости от географического расположения региона. Отыскать нужные данные можно в таблицах СНиП. Ширина ленты рассчитывается исходя из ожидаемой нагрузки.

При этом, нередко возникает ситуация, когда расчетная ширина оказывается меньше толщины несущих стен. По правилам ширина фундамента должна превышать толщину стен на 100 мм, поэтому расчетное значение увеличивают.

ВАЖНО!
Расчет фундамента — сложная и ответственная задача, которую настоятельно не рекомендуется выполнять без необходимой подготовки. Появление ошибок неизбежно, а последствия от них могут оказаться катастрофическими.. Выбор марки бетона обусловлен величиной нагрузок на основание и несущей способностью грунта

Наиболее распространены марки бетона М200 (для легких построек), М250-М300 (средние и тяжелые здания), М250 (массивные многоэтажные дома)

Выбор марки бетона обусловлен величиной нагрузок на основание и несущей способностью грунта. Наиболее распространены марки бетона М200 (для легких построек), М250-М300 (средние и тяжелые здания), М250 (массивные многоэтажные дома).

Применение более тяжелых марок бетона — М 400 или М500 характерно для зданий до 20 этажей или ответственных массивных сооружений с высоким уровнем нагрузок на основание.

В качестве арматуры используются металлические оребренные стержни толщиной 12-16 мм (рабочие) и гладкие вспомогательные прутки меньшей толщины, служащие для поддержки рабочих стержней до момента заливки бетона.

Столбчатые фундаменты: преимущества и типы

На пучинистых землях также актуальны столбчатые основы. Их строительство обеспечит некоторые преимущества для собственников дач и загородных наделов:

недорогая себестоимость материалов и быстрое проведение работ;
использование готовых плит, которые исключают ручные мероприятия;
сокращение сечения столбиков, что позволит сооружать экономичные монолитные конструкции.

На отечественном пространстве популярны 2 вида столбчатых подложек – мелкозаглубленные и ростверковые.

Основания малой закладки

Фундаментальные конструкции мелкого заложения изготавливают из монолитных ЖБИ либо сборных изделий. Столбы с неглубокой закладкой предусматривают:

Выкапывание котлована глубиной до уровня промерзания.
Просыпку песчаной подушки высотой 50 см.
Погружение бетонного блока на глубину 10 см.
Размещение гидроизоляции – оклейка рубероидом или обмазка мастикой.
Укладку второго бетонного блока.
Выполнение стяжки из цемента толщиной 5 см.

По бокам опорного элемента обустраивается отмостка из бетонного теста, плотно прилегающая к нему. Мероприятие исключает уклон столбов.

Фундаменты из сборных плит

Конструктив сборного плиточного основания заключается в использовании следующих техник:

Разметки территории, выкапывания котлована.
Формирования песчаной подложки высотой 15 см.
Накладки друг на друга блоков, их связку цементным раствором.
Гидроизоляцию элементов путем оклейки.
Покрытие материала бетонным блоком и замазку цементом.

Сооружение возвышается над землей на 45 см.

Обустройство фундамента с ростверком

Ростверк необходим, чтобы соблюсти устойчивость опор на пучинистых почвах и создать подпорку для стен строения. Ростверки формируют после подгонки столбов по горизонтали из бетонных блоков с размерами 118х80х30 см и 88х50х58 см. Само ростверковое изделие имеет параметры 246х25х20 см.
Перемычки конструкции обвязываются арматурным прутом. Впоследствии элемент располагают на монолитном поясе с армирующими штырями.
Устройство всех типов столбчатого фундамента предусматривает выкапывание траншей ниже уровня промерзания земли, послойную засыпку и уплотнение каждого слоя.
Фундаменты, выстроенные на грунтах со вспучиванием – процесс, требующий финансовых затрат. При строительстве рекомендуют учитывать силы пучения, возводить одноэтажные здания без подвалов. Немного сократить расходы поможет алгоритм самостоятельных работ, указанный выше.

vote

Article Rating

Чем опасно для сооружений деформация почвы и какие методы борьбы?

В основе выбора цоколя для будущих построек лежит исследование верхних слоев земельного участка. Пучение свойственно рыхлым почвенным массам с большим содержанием песка и глины, которые хорошо удерживают воду.

Влажная почва в зимний период под действием низкой температуры увеличивается в объеме. Избыточные земельные массивы оказывают давление на нижние элементы конструкции и разрушают их.

По способности удерживать влагу различают такие типы почвы:

чрезмерно пучинистые почвенные слои с маленькой плотностью и пластичной консистенцией;
с сильной степенью пучения – грунт характерен для участков ландшафта с обильным низинным притоком воды (заболоченная местность);
среднепучистые массивы – чаще встречаются на затяжных склонах, где увлажнение почвы происходит за счет атмосферных осадков и грунтовых вод;
слабо подвержены пучению возвышенные и холмистые земельные участки, куда влага преимущественно попадает за счет дождей и снега;
непучинистые массивы состоят из средних и крупных фракций гальки, гравия, песка и других грунтов с хорошим дренажем.

Чтобы снять нагрузку на цоколь при пучении земли, можно предпринять такие меры:

полностью заменить земельный массив на строительном участке;
проложить основание ниже зоны промерзания;
утеплить по периметру сооружение на уровне, граничащим с влагоемкой почвой;
улучшить водоотвод на участке за счет прокладывания траншеи с гравием и перфорированной трубой;
возвести ленточный или альтернативный ему тип фундамента.

Монолитный мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ) для дома на пучинистых грунтах: особенности организации

Основанием мелкого заглубления в домостроении принято считать ленту, подошва которой находится не глубже 60 см

Именно поэтому особое внимание уделяется типу почвы. К примеру, по строительным нормативам запрещена заливка МЗЛФ на торфяных, сапропельных и глиняных почвах

Уровень подземных вод также играет важную роль – чем ближе вода, тем неустойчивее будет конструкция основания. Помимо этого, делая мелкозаглубленный ленточный фундамент, опытные строители учитывают следующие факторы:

Нагрузка на фундамент.
Перепад уровней участка.
Глубина заложения.
Климат.

Если рельеф местности, на которой планируется строительство, выделяется перепадами высоты, то обустройство МЗЛФ в таких условиях довольно проблематично. Выходом может стать устройство стандартной ленты или выравнивание площадки

Оба варианта в плане затрат практически равноценны, важно только приготовить правильный бетон для заливки основания

Преимущества и недостатки МЗЛФ

Во многих регионах России максимальный срок, когда могут быть произведены строительные работы, составляет не более 6-7 месяцев. Основание мелкого заглубления не требует больших временных затрат с привлечением тяжелой техники, что делает его привлекательным для многих застройщиков. Но это далеко не все достоинства МЗЛФ, специалисты отмечают еще несколько преимуществ:

Сокращенный расход стройматериалов.
Возможность самостоятельной реализации проекта.
При правильном расчете основание отличается надежностью.

Наряду с перечисленными преимуществами мелкозаглубленный ленточный фундамент монолитного типа на пучинистых грунтах имеет ряд недостатков:

Невозможность применения основания при возведении многоэтажных построек из тяжелых конструкционных элементов.
При близком расположении грунтовых вод необходимо обустройство дренажной системы, что влечет дополнительные финансовые затраты.
По сравнению со свайными и незаглубленными фундаментами стоимость МЗЛФ выше.

Нужно отметить необходимость тщательного армирования ленты, поскольку каркас будет способствовать сопротивлению нагрузкам по всем направлениям.

Главная задача при организации основания мелкого заглубления – это отвод воды, когда нет воды, нет и пучения. Для этого по периметру делают дренаж, состоящий из канавы в полуметре от основания и перфорированной трубы. Вода через отверстия трубы будет попадать в дренажный колодец.

Особенности

Мелкозаглубленный ленточный фундамент представляет собой один из современных видов оснований, которые используются при строительстве как одноэтажных, так двухэтажных зданий, выполненных из пеноблока, керамзита и древесины. Согласно предписаниям СНиП такие фундаменты не рекомендуется воздвигать для строений высотой более 2 этажей, которые превышают площадь 100 м2.

Подобные конструкции считаются хорошим вариантом для построек на глине, но во время их проектирования нужно учитывать размеры сооружения. ГОСТ также допускает мелкозаглубленные ленточные фундаменты и для неустойчивого грунта. Благодаря своим конструктивным особенностям они могут двигаться вместе с почвой, защищая здание от возможной усадки и разрушений, в этом им уступает столбчатый фундамент.

Чтобы основание получилось надежным и долговечным, его устанавливают на буронабивных сваях и укладывают монолитные железобетонные плиты, которые углубляют в почву на 40-60 см. Вначале участок тщательно выравнивают, затем по всему периметру выкладывают опалубку, дно засыпают песком и кладут арматуру. Для такого фундамента, как правило, делается монолитная плита толщиной от 15 до 35 см, ее размеры зависят от габаритов будущего строения.

Кроме этого, мелкозаглубленный ленточный фундамент имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать при его строительстве:

основание зарывается не глубже 40 см, и его ширина делается на 10 см больше толщины стен;
на пучинистой почве следует обязательно создавать монолитные железобетонные конструкции, которые помогут уменьшить нагрузку сверху и уравновесить силы пучения снизу;
закладку стоит осуществлять на хорошо подготовленном и предварительно уплотненном грунте;
при высоком уровне грунтовых вод необходимо предусмотреть укладку качественной гидроизоляции и монтаж системы водоотвода;
мелкозаглубленный фундамент требует утепления сверху, так как слой теплоизоляции защитит основание от температурных перепадов и послужит отличным источником тепла.

Фундамент на пучинистых грунтах: выбор основания для будущего дома и ошибки, которых можно избежать

Расчет для мелкозаглубленного фундамента

Рассчитываем вес дома