Разновидности и устройство фундаментов мелкого заложения

Если на строительном участке преобладают пучинистые и сложные грунты (песчаные, суглинистые, глинистые), то оптимальным решением для частной постройки станет фундамент мелкого заложения, глубина погружения которого меньше или равна уровню промерзания.

Общая высота таких фундаментов, как правило, не превышает двух метров. Фундаменты мелкого заглубления возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, вырытых заранее.

Что это такое?

Влажные пучинистые грунты характеризуются большой выталкивающей силой (влага, содержащаяся в грунте, замерзая, значительно увеличивается в объеме и оказывает давление на подошву и стенки фундамента). При многоэтажном строительстве выталкивающая сила грунта на фундамент гасится большим весом постройки. При частном домостроительстве, когда вес дома невелик, используются фундаменты мелкого заложения.

Глубина заложения (расстояния от подошвы до поверхности земли) такого фундамента составляет всего 30-70 см, что значительно уменьшает силу воздействия грунта во время пучения на боковую площадь стенок строения.

Малая глубина основания способствует экономии финансовых и временных затрат на укладку минимум в 2 раза (требуется значительно меньше материала для сооружения подложки и опалубки).

Мелкозаглубленный фундамент имеет соотношение размеров высоты и ширины не превышающее 4, что позволяет рассматривать его как жесткую конструкцию. Кроме того, передача нагрузки на основание происходит через подошву

Мелкозаглубленный фундамент состоит из следующих основных элементов:

• обрез – верхняя часть, принимающая вес постройки;
• подошва – нижняя часть, передающая нагрузку;
• боковые части или стены.

Мелкозаглубленные фундаменты монтируют на подушке из тщательно утрамбованного песка, мелкозернистого щебня или шлака, выступающей в роли компенсатора и защищающей постройку от подвижек и просадки. Благодаря подушке увеличивается несущая способность грунта и обеспечивается прочность основания.

Возможность применения фундамента мелкого заложения должна быть тщательно просчитана. Она зависит от толщины стен и общей высоты постройки (с их увеличением возрастет и нагрузка на основание и грунт).

Основание фундамента армируют, формируя надежную конструкцию, которая при пучении грунта не деформируется, а равномерно перемещается вместе со стоящим на ней домом.

Классификация

Фундаменты мелкого заложения классифицируют по виду материала, способу заложения, конструктивным решениям.

Наиболее популярными материалами для фундамента мелкого заложения являются составы, обладающие высокой степенью прочности, морозостойкости (бетон, железобетон, бутобетон). Реже используют различные виды камня (кирпич, бут, природный камень). Для небольших временных построек разрешено использовать фундаменты из металла или дерева.

По способу заложения различают такие фундаменты:

• Монолитные (возводят прямо в котловане).
• Сборные (монтируют из изготовленных заводским способом блоков).
• Сборно-монолитные (установленные заранее блоки скрепляют цементным раствором).

По конструктивным особенностям различают мелкозаглубленные фундаменты таких видов:

• Ленточные (выполняют под стену и под ряд (сетку) колонн).
• Сплошные или плитные (выполняют в виде сплошной железобетонной плиты).
• Отдельно стоящие или столбчатые (выполняют под колонну и под стену).
• Массивный (выполняют в виде единого массива с арматурой, устанавливаемой лишь на плитной части, под компактные, но тяжелые сооружения).

Конструкция с чертежами

Рассмотрим конструкции основных видов фундаментов мелкого заложения.

1. Ленточные фундаменты. Ленточные фундаменты под стены могут быть монолитными или состоящими из отдельных блоков.

   
   а – монолитный; б – сборный сплошной; в – сборный прерывистый; 1 – армированная лента; 2 – стена фундамента; 3 — стена дома; 4 – фундаментная подушка; 5 – стеновой блок.

   
   Ленточные фундаменты под колонны устраивают в виде одиночных или перекрестных лент и выполняют, как правило, в монолитном варианте из железобетона.

2. Сплошные фундаменты. Сплошные фундаменты исполняют монолитного типа, наиболее распространенный материал производства – железобетон. Различают плитные конструкции (с гладкой или ребристой поверхностью) и коробчатые.

   

3. Отдельные (столбчатые) фундаменты. Отдельные фундаменты – это колонны из камня, кирпича или железобетона с уширенной нижней опорной частью (боковая грань наклонная или расположена уступами). Могут быть как монолитными, так и сборными.

   
   а – с наклонными боковыми гранями; б – уширяющийся к подошве уступами.

4. Массивные фундаменты. Массивные фундаменты представляют собой монолит из железобетона. С целью экономии материала в его тело зачастую помещают пустотелые перекрытия – пустообразователи. При возведении длинных конструкций фундаменты укрепляют при помощи анкеров, делая его более устойчивым.

   

Плюсы и минусы

Основные достоинства мелкозаглубленных фундаментов таковы:

• При тщательном соблюдении технологии мелкозаглубленные основания демонстрируют высокую прочность и долговечность.
• Монтаж их прост и при наличии минимальных навыках строительных работ, его можно осуществить самостоятельно.
• Возведение такого фундамента выгодно в материальном плане, поскольку требуется меньшее количество стройматериалов.
• Трудозатраты и временные затраты также значительно снижены.

Есть и ряд недостатков:

• При строительстве на влажных грунтах необходимо обустроить систему дренажа.
• Возведение фундамента можно вести в летнее-осенний период (когда температура внешней среды составляет не ниже 10°С).
• Для возведения мелкозаглубленного фундамента необходим ровный участок.
• Существуют ограничения по массе и этажности постройки.

Сфера и условия применения

Сфера применения фундаментов мелкого заложения довольно широка. Их используют, осуществляя строительство частных домов малой этажности (1-3 этажных), деревянных строений, домов из пенобетонных и газосиликатных блоков. Можно использовать мелкозаглубленные фундаменты и под кирпичные дома со стенами малой и средней толщины.

Кроме этого мелко заглубленное основание подходит для строительства на грунтах, склонных к пучению, так как небольшое заглубление является надежной защитой от разрушительных воздействий пучинистого грунта.

Малозаглубленное основание должно быть надежно защищено от осадков, для этой цели предусматривают водосточную и дренажную систему и отмостку. Большинство профессиональных строителей настаивают на ее обустройстве.

При самостоятельном изготовлении такого фундамента лучше всего привлечь для работы большое количество людей, чтобы обеспечить быстрое приготовление бетона и его одноразовую заливку. Важно завершить строительство до наступления зимы.

Мелкозаглубленное основание ленточного и плитного типа утепляют, чтобы избежать промерзания грунта и защитить основание от излишнего воздействия сил морозного пучения. Во время заливки теплоизоляционные плиты укладывают не только под площадь монолита, но и под всю ширину отмостки. Рекомендуется также облицевать ими боковые стенки по периметру.

По тому же принципу утепляют и мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома из бруса или других материалов. Опытные строители не рекомендуют укладывать утеплитель непосредственно под отмостку. Правильнее поступить так:

• Вокруг фундаментной ленты следует обустроить траншею до ее подошвы (шириной около 60 см), выстелив ее дно ЭППС (экструзионным пенополистиролом) толщиной до 5 см.
• Такие же плиты можно наклеить и на внешние стены (по всей высоте), заполнив все стыки между плитами монтажной пеной.
• Следующий этап работ – обустройство подушки (засыпают траншею послойно песком и гравием) и заливка отмостки, которая на 15-20 см должна быть шире полосы расположенной под ней теплоизоляции.

Соблюдая данную технологию, можно быть уверенным, что силы пучения не повредят фундаменту жилой постройки. Если здание не отапливается, то утеплитель укладывают под его подошву поверх подушки, после чего заливают бетон в несъемную опалубку из пенополистирольных плит.

Если до прихода морозов стены не будут возведены, и фундамент на зиму останется без нагрузки, то создастся угроза разрушения стенок фундамента силами пучения. В этом случае производят консервацию, одним из представленных ниже способов:

• накрывают фундамент вместе с грунтом на расстоянии одного метра двойным слоем ПВХ-пленки;
• засыпают фундамент и грунт теплоизоляционным материалом (керамзитом, соломой, опилками, спанбондом);
• вспахивают грунт вокруг фундамента, с целью уменьшить его плотность, после чего устанавливают по периметру деревянные щиты для снегозадержания.

В процессе строительства мелкозаглубленного основания следует использовать только высококачественный бетон.

Устройство своими руками

Рассмотрим, каковы основные этапы работ по обустройству малозаглубленных фундаментов ленточного, плитного, столбчатого типа.

Ленточный

Ленточный фундамент – наиболее распространенный тип мелкозаглубленных оснований: строителей привлекает простая конструкция, быстрый монтаж и приемлемая стоимость конструкции. Из материалов изготовления чаще всего используют буробетон или армированный бетон.

Основание выполняют прямоугольной, трапециевидной или Т-образной ленты. Чтобы построить прочную опору для дома, которой не страшны грунтовые подвижки, важно четко следовать технологии выполнения работ:

1. Подготовительный этап, в ходе которого производят очистку участка, предназначенного под строительство. Рыхлый верхний слой грунта удаляют, выравнивают поверхность.
2. Производят разметку местонахождения внутренних и внешних углов (учитывая ширину подошвы фундамента), размечают положение несущих стен.
3. Вручную или механическим способом роют траншею под ленточный фундамент, тщательно уплотняя грунт на дне. Глубину рассчитывают с учетом толщины песчано-гравийной подушки.
4. Обустраивают подушку, которая заместит собой влажный грунт с высокой степенью пучения (нижним слоем насыпают крупнозернистый песок, трамбуют, затем насыпают слой щебня). Удаляя влагу из-под подошвы, подушка примет на себя давление нижерасположенных слоев почвы.
5. На подушку монтируют опалубку, так, чтобы ее уровень был равен высоте фундамента. Для опалубки выбирают цельные щиты или делают ее из плотно подогнанных досок, тогда стены фундамента будут ровными и гладкими. Внутреннюю поверхность рекомендуется закрыть пленкой, чтобы легче было производить демонтаж.
6. Монтируют арматурный каркас из двух поясов прутьев сечением не менее 10 мм, соединенных вертикальными стержнями. Все стыки соединяются хомутами. Габариты каркаса рассчитывают таким образом, чтобы он со всех сторон был окружен бетоном толщиной минимум 5 см. При дополнительном армировании углов, с помощью стержней, увеличивается дополнительная прочность фундамента.
7. Заливают бетон (выбирают материал высокого качества марки М250 или М300) слоями, уплотняя каждый слой штыкованием (можно использовать глубинный вибратор).
8. После выравнивания поверхности оставляют полученный фундамент на просушку (периодически рекомендуется увлажнять поверхность, после чего накрывать полиэтиленом).

На просушку потребуется 4 недели. По прошествии этого времени снимают опалубку. К дальнейшим строительным работам можно приступать не ранее чем через месяц.

Плитный

Плитный фундамент, выполненный в виде цельной монолитной плиты более надежен и долговечен, но и затраты на него значительны (плюсом является отсутствие необходимости выполнения дополнительных земляных работ).

Его рекомендует применять, если строительная площадка расположена на сложных грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.

Работы по обустройству плитного основания проводят следующим образом:

1. Проводят подготовку участка (очистка, удаление верхнего рыхлого слоя, разметка).
2. Отрывают котлован, соблюдая глубину, на которую должна быть заложена плита.
3. В случае высокого уровня грунтовой воды, оборудуют дренажные траншеи для отвода воды.
4. На дне котлована обустраивают песчано-гравийную подушку, тщательно утрамбовав оба слоя.
5. Сверху расстилают гидроизоляционный материал, проклеивая стыки. Поверх укладывают плотные теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола для защиты мелкозаглубленного фундамента от перемерзания.
6. Монтируют опалубку (для этого лучше взять брус, ширина которого аналогична толщине фундамента), после чего по периметру будущей плиты монтируют стальной каркас из двух рядов арматурных стержней.
7. Заливают опалубку бетоном (марка 200-300), тщательно уплотняя каждый слой глубинным вибратором.

Возможен вариант использования готовой железобетонной плиты, которую устанавливают на подушку. В дальнейшем будет исполнять функции и фундамента, и чернового пола.

Столбчатый

Столбчатый фундамент считается самым ненадежным, поэтому его предпочитают не применять при строительстве жилых помещений. Более пригодно такое основание для возведения бань, сараев, гаражей, беседок и других легких построек. Основные преимущества столбчатого фундамента: простая конструкция, быстрый монтаж, минимальные затраты на строительство.

Ход работ по обустройству столбчатого основания:

1. По периметру размеченной ленты выкапывают лунки (их размер, должен соответствовать сечению столбов).
2. Дно лунок засыпают слоем щебня толщиной до 20 см, трамбуют.
3. Армирование выполняется арматурой с сечением 100-120 мм. Сначала вырезают прутья, длиной 30-40 см. Затем делают решетку, связывая прутья хомутами. Эти решетки укладывают на дно, засыпанное щебнем.
4. Подушки заливают бетоном марки 250. Перед установкой опалубки под заливку столба должно пройти 7-10 дней.
5. Ограждают лунки опалубкой в виде деревянного короба без дна (ее устанавливают на уже выведенную арматуру).
6. Заливают лунки бетоном той же марки (другой вариант: бетонной делают только подземную часть столбов, а верхнюю выкладывают из кирпича или мелких блоков).
7. Между собой столбы связывают ростверком, который является основанием для возведения стен.

Специалисты рекомендуют провести лабораторный анализ грунта для того, чтобы определить точную глубину столбов (она зависит от глубины промерзания грунта). Все работы рекомендуется проводить летом или ранней осенью. Столбчатые элементы должны простоять от двух недель до месяца до полного затвердевания бетона.

Заключение

При тщательном проведении подготовительных работ и соблюдении технологии возведения, фундамент мелкого заложения – удобное и экономичное решение для создания надежной основы под жилой дом или легкую постройку.