Щелевой фундамент для дома

Щелевой фундамент для частного дома своими силами

На материалах для фундамента экономить нельзя, но иногда можно сохранить время и деньги на строительстве своими руками, используя нестандартный подход. Например, залить бетон для ленты прямо в землю без опалубки. Технология называется щелевой фундамент. В нормативах ее не найти, но на глинистых почвах с низким уровнем грунтовых вод так строят с древних времен.

Фундаменты называются щелевыми, когда их возводят без опалубки, заливая бетон прямо в траншею. Обязательное условие — надежный глинистый грунт, так как землю с высоким содержанием песка невозможно утрамбовать, стенки все равно начнут осыпаться, что затруднит заливку бетона и понизит его прочность.

Когда можно возводить фундамент без опалубки?

  • Глинистый грунт.
  • Грунтовые воды залегают ниже основы.
  • Морозное пучение минимально.

Только из почвы с большим содержанием глины можно возвести надежную форму для заливки. Но этот тип грунта впитывает влагу лучше других, а значит, и наиболее подвержен морозному пучению. Поэтому возводить такое основание дома можно, зная характеристики участка. Земля, которая обвалилась в траншею, или поднявшиеся грунтовые воды сведут на нет всю экономию.

Приблизительно узнать характеристики грунта можно самому. Но только сделав профессиональную экспертизу, вы будете спать спокойно. Бетон не наберет прочность в неподходящих условиях. Иногда на одной сотке встречаются 2‒3 типа грунта, а подземные воды могут содержать агрессивные соединения.

Самый простой способ определить УГВ ‒ бурение скважин или отслеживание уровня воды в колодце. Но не стоит забывать, что кроме грунтовых вод при возведении фундамента своими руками опасны дожди, начинать бетонирование в промокшей траншее нельзя.

Этот тип фундамента имеет неровную поверхность, поэтому морозное пучение действует на него сильнее. Предотвратить это можно, заложив фундамент ниже уровня промерзания, утеплив, или обеспечив хороший дренаж.

Для строительства щелевого основания подойдет сухая теплая погода. Оптимальная температура твердения +15-20°C. Если днем постоянно светит солнце, рекомендуем укрыть бетон тентом, чтобы он не пересыхал. Первые дни поверхность смачивают водой.

Нужно ли гидроизолировать фундамент?

Если вы строите жилой дом, лучше изолировать фундамент от воды, тогда здание не нужно будет ремонтировать еще долго. Специалисты рекомендуют изолировать основание, даже если у вас почва с низким УГВ, так как этот показатель меняется со временем. По стандартам гидроизоляцию не делают, если строят дом небольшой площади, на хорошем грунте и без подвала. Чтобы не пришлось раскапывать щелевой ленточный фундамент для вторичной гидроизоляции, используйте марку с водонепроницаемостью от W6. Если вы делаете смесь своими силами, обязательно добавлять туда вещества для защиты от влаги.

Пошаговое руководство по закладке основания

  • Подготовка траншеи.

С участка убирают мусор и растения. Копают траншею, засыпают в нее слой песка 10 см и такой же слой гравия. Выкопанную землю удаляют от будущего дома на 0,5 м, так как место, куда зальют бетон, должно быть ровным, без лишнего грунта и мусора. Песчаная подушка обеспечивает минимальный дренаж и выравнивает поверхность основания, особенно это важно, если участок неровный. Затем измеряют траншею и проверяют отклонение по осям.

  • Установка опалубки надземной части.

Чтобы сделать монолитный фундамент, нужно установить опалубку из ламинированной фанеры или обструганных досок для его надземной части. Даже если участок неровный, важно, чтобы фундамент был без перепадов высот. Иногда цоколь строят из готовых бетонных блоков, тогда опалубка не понадобится.

Не рекомендуем использовать кирпич или легкий бетон, они сильно пропускают влагу, и не выдержат нагрузки от тяжелого строения. Чтобы не пришлось убирать разлившийся бетон, лучше поставить доски на 5‒10 см выше поверхности земли. Если такой возможности нет, не ждите, смесь засохнет и придется работать перфоратором, чтобы отодрать ее.

  • Армирование и подготовка к заливке.

По технологии малозаглубленную ленту обязательно армировать, так как на нее будет действовать морозное пучения, что часто приводит к трещинам. Чтобы при заливке бетона влага не утекла, в траншею укладывают толстую полиэтиленовую пленку, но она не будет выполнять функции гидроизоляции. Для защиты основания используют рубероид, а от морозного пучения, на дно и стенки траншеи экструдированный пенополистирол. Эти материалы закрепляют на верхней части опалубки, если она есть, или связывают с арматурой.

Чем быстрее забетонировать щелевой монолитный фундамент, тем прочнее он получится. При жаркой погоде стенки траншеи начнут осыпаться, а в дождь их может размыть. Лучше начать заливку сразу или на следующий день после земляных работ. Используйте виброуплотнитель, чтобы распределить бетон равномерно.

Смесь набирает марочную прочность 28 дней, если в течение первой недели бетон намокнет, замерзнет или пересохнет, его класс понизится. Только что залитый фундамент часто накрывают пленкой и устанавливают тент, если работы проводят в солнечную погоду.

  • Гидроизоляция и теплоизоляция.

Из-за морозного пучения мелкозаглубленный фундамент может треснуть, поэтому если не проложить теплоизолирующие материалы перед бетонированием придется раскапывать конструкцию. Также нужно защитить стены основания дома от капиллярной влаги, иначе пространство под полом будет наполняться водой каждую весну. Для этого надо нанести на стенки обмазочную или рулонную гидроизоляцию.

Построить основу для дома без опалубки возможно, но если у вас не глинистый грунт или много воды на участке, лучше возвести каркас, даже, пусть даже не из ламинированной фанеры, а из старых дверей или других подручных материалов. Перед началом работ соберите информацию о вашей почве, попробуйте выкопать ямку, чтобы самому проверить насколько грунт подходит для этой технологии.

Особенности устройства и использования ленточно-щелевого фундамента

Строительство любого объекта начинают с заливки фундаментного основания. От его качества будет зависеть надежность всего сооружения. Под малоэтажные постройки заливают фундаменты нескольких типов. Наиболее популярные из них – плитный и ленточно-щелевой фундаменты. Как выглядит щелевое основание? Это цельна ленточная фундаментная основа, в сечении имеющая прямоугольную форму. Характерное отличие – бетонный раствор заливается сразу в подготовленную траншею. Строится такой фундамент, если объект возводится на глинистой почве. По рыхлому или песчаному грунту его не используют, потому что стенки таких траншей не выдерживают строгие формы и осыпаются. Различают также и многощелевые фундаментные основы. Напоминают они тонкие стенки толщиной от десяти до двадцати сантиметров, устроенные прорезкой почвы и залитые бетонной смесью по арматурному каркасу. По количеству подобных стенок может быть несколько.

Особенности использования

По конструкции щелевая фундаментная основа может быть сопоставлена с монолитной лентой, но функции опалубочной конструкции выполняет траншея, внешне напоминающая щель, устроенную в грунте, чем и объясняется такое название. Неровности бортовых стенок позволяют обеспечивать надежное сцепление почвы и залитого бетона.

Нижняя часть опоры формируется за счет земли, выполняющей роль опалубочных щитов под фундаментную подошву. Из-за этого нагрузочные воздействия, создаваемые зданием на почву, перераспределяются на все опорные и боковые фундаментные стенки. Проще говоря, фундаментное основание передает все нагрузочные воздействия по вертикали и горизонтали.

Фундаментное основание щелевого типа закладывается в глинистой земле. За счет залитой смеси бетона устраивается конструкция, гарантирующая объекту устойчивость к воздействиям от массы и выталкивающих сил.

Достоинствами щелевых фундаментов считают:

  • существенное понижение трудозатрат на строительные работы Как следует из данных статистики, переход на устройство таких оснований сократит объемы земляных работ почти на половину, а работ по установке опалубочной конструкции – на 60 – 70 процентов;

  • уменьшается расход бетонной смеси на шесть процентов, а на двадцать – сокращается потребность в арматуре;
  • появляется возможность устраивать по таким технологиям фундаментные траншеи в стесненных условиях, при наличии запрета на динамические воздействия на почву, примером чего могут служить стройки возле коммуникаций или других объектов.

Есть и несколько недостатков:

  • устройство щелевых фундаментов возможно не на каждом грунтовом составе;
  • используют такой вариант исключительно на непучинистом грунте, чтобы от сильных морозов фундаментное основание не деформировалось;
  • по щелевому фундаменту массивные сооружения не возводятся.

Устройство ленточно-щелевых фундаментов

При заливке бетонного раствора стены траншейных участков должны сохранять целостность, не иметь деформирований и осыпавшихся участков. Дно траншеи остается сухим, без дождевой воды, иначе ее придется откачивать, чтобы залить бетон.

Дно должно располагаться ниже уровня глубины промерзания почвы.

Если грунтовые воды залегают ниже фундаментной основы больше чем на полтора метра, достаточно будет применить простые гидроизоляционные меры. Если это условие не соблюдено, приходится устраивать дренаж.

Читать еще:  Бетон б15 характеристики

Устраивать такую фундаментную основу при нахождении УГВ выше уровня подошвы запрещено.

Технология выполнения работ

Чтобы подготовить фундаментное основание щелевого типа, выполняют работы в определенной последовательности.

Земляные работы

Сначала снимается верхний слой плодородной почвы, который, в случае необходимости, применяется для выравнивания участка. Траншею копают по ширине фундаментной ленты, определенной проектным решением. Бока траншеи под фундамент должны получиться ровными, при подготовительных работах не осыпаться. Появившиеся после дождя лужи осушаются, «поплывший» грунт удаляется до сухих слоев.

Разрешается нижние участки траншеи расширить, чтобы увеличить опорную подошву монолитной ленты. Песчаную подушку устраивать не обязательно.

Установка опалубки

Для опалубочных щитов можно использовать листы ламинированной фанеры, обструганные доски. Если участок под застройку не отличается ровностью, следите, чтобы фундаментное основание не имело высотных перепадов.

Цокольную часть можно возводить из бетонных блоков, в таком случае необходимость в установке опалубки отпадает. Кирпичный материал или легкие бетоны применять не рекомендуется, потому что они пропускают влагу и не выдерживают большие нагрузочные воздействия.

Чтобы бетонный раствор не разливался, доски опалубки рекомендуется устанавливать на пять – десять сантиметров выше уровня почвы. Если сделать это по каким-то причинам не получается, не следует дожидаться, пока раствор засохнет, чтобы потом не удалять его при помощи перфоратора.

Армирование

По всем технологическим требованиям лента малозаглубленной фундаментной основы армируется в обязательном порядке, потому что она будет находиться под воздействием пучинистых грунтов, которое может стать причиной образования трещин. Для этого применяются арматурные прутья, которые соединяются вязальной проволокой. Особое внимание при этом уделяют угловым участкам.

Чтобы во время заливки бетонной массы вода не утекала, траншея выкладывается толстым полиэтиленовым материалом. Основание защищается рубероидом, если есть вероятность морозного пучения, дно и траншейные стены выкладываются экструдированным пенополистирольным материалом. Материалы фиксируются по верхней опалубочной части, либо связываются с арматурным каркасом.

Заливка бетоном

Прочность фундаментного основания зависит от того, насколько быстро оно забетонировано. В жаркую погоду траншейные стены осыпаются, в дождливые дни их размывает вода.

Рекомендуется начинать заливку сразу после устройства траншеи или на следующий день после завершения земляных работ. Для равномерного распределения бетонного раствора применяют виброуплотнитель.

Фундамент набирает прочность в течение двадцати восьми дней.

Если в первые семь дней залитое основание промерзнет, пересохнет или намокнет, класс бетона снизится. Рекомендуется укрывать залитые фундаменты полиэтиленом или тентом.

Гидроизоляция

Если предстоит строительство жилого объекта, лучше фундаментное основание защитить от воздействия влаги, устроив гидроизоляционный слой. Это даст возможность долгое время обходиться без ремонтов. Опытные строители советуют устраивать гидроизоляцию для любого фундамента, даже если уровень грунтовых вод располагается глубоко, потому что этот показатель через некоторое время способен измениться.

Нюансы выполнения работ

Устраивая щелевой фундамент для дома, следует принимать во внимание определенные факторы. Основной укрепляющей составляющей земли считается лед. Как только в зимний сезон достигается предельно низкий температурный режим, возникающее от этого пучение пород максимально воздействует на бетонное основание.

События могут развиваться по нескольким направлениям. Если нагрузка от дома большая или равна силе пучения, направленной по касательной, дом будет надежно стоять на фундаменте. Если это условие не будет соблюдено, то фундаментную основу будет выталкивать из земли, деформируя не только ее, но и саму постройку.

Если подошва фундаментной основы оторвется от конструкции, под ней появятся пустотные участки. В весеннее время, когда сойдет снег, здание просядет в полость. Чаще всего такое происходит, если по пучинистому грунту сооружается мелкозаглубленная фундаментная основа.

Щелевой фундамент, исполненный в виде жесткой рамки, на пучинистом грунте может не подвергаться деформированию, влекущему за собой появление на стенах объекта трещин, но через некоторое время все здание может образовать крен.

Методы расчетов

По глубине закладки щелевые фундаментные основания делятся на следующие типы:

  • заглубленный на большую глубину – ниже уровня замерзания почвы;
  • мелкозаглубленный – используют на непучинистом грунте.

Для устройства опор ленточного щелевого фундамента используются определенные правила, определяющие две расчетные группы:

  • по несущим возможностям – нормативная база относит их к первой группе предельных состояний, в которую входят разрушения сооружений, потери устойчивости и т. д.;
  • расчеты по деформационным проявлениям – вторая группа, в которую входят недопустимые смещения.

Конструкции ленточно-щелевых фундаментных оснований, устроенные ниже уровня промерзания почвы, необходимо рассчитывать на устойчивость от касательных сил и осадку. Мелкозаглубленное основание, устроенное по пучинистому грунту, подвергается дополнительным расчетам на деформирование от пучения.

По полученным данным определяют расчетные нагрузочные воздействия на фундаментное основание, чтобы принять решение о целесообразности использования такой конструкции.

Как следует из проведенных испытаний, определены особенности работы фундаментной основы щелевого типа, заключающиеся в следующем. Нагрузочные воздействия на основу передаются боковыми плоскостями, торцами стен, плитной подошвой ростверка. В рабочий процесс вовлекается заключенный между стенами грунтовый массив, что создает возможность для передачи нагрузки в плоскости по уровню торцовых участков стен.

Промежуток между стенами, отвечающий максимальным несущим возможностям фундаментной основы, составляет 60 – 130 см. Находящееся внутри стен грунтовое ядро и почва за их пределами рассматривают в качестве части бетонно-почвенной фундаментной основы, глубинный уровень закладки которой соответствует параметрам стен по высоте.

Кроме этого, для фундамента необходимо учитывать сопротивление, воздействующее на боковые участки стен.

Заключение

Практикой ведения строительства неоднократно доказано, что использование щелевых фундаментов – это экономичное решение. Но специфические особенности устройства основы такого типа с учетом особенностей почвы требует профессионализма от проектировщика в области проведения расчетных действий по определению надежности и деформации основы.

Зачастую строители не проводят изыскательские мероприятия, чтобы определить свойства почвенного состава, а фундаментную конструкцию выбирают, как по пучинистым участкам, что влечет за собой удорожание строительства. Правильно обоснованное проектное решение на щелевое фундаментное основание снизит трудозатраты на строительные работы и минимизирует сроки выполнения работ.

Технология строительства щелевого фундамента для частного дома

Щелевой фундамент является одним из наглядных примеров адаптации традиционного ленточного основания к глинистым грунтам. Отсутствие опалубки по всей высоте заливки и сокращение земельных работ существенно удешевляет стоимость строительства объекта. Щелевые фундаменты популярны для жилых домов малой этажности, гаражей, построек хозяйственного назначения и других строений.

Особенности щелевых ленточных оснований

Конструктивно щелевые фундаменты сопоставимы с монолитными ленточными основаниями, только вместо опалубки используется траншея. Внешне траншея чем-то схожа с щелью в земле, отсюда и название «щелевой» фундамент. Неровные борта земляной траншеи обеспечивают прочное сцепление грунта и залитой бетонной смеси.

Формирование нижней части щелевой опоры происходит посредством грунта, выполняющего роль опалубки под подошву фундамента. Таким образом, нагрузки на грунт со стороны строения передаются всеми поверхностями фундамента – опорной плоскостью и боковыми стенками, то есть фундамент передает полный спектр нагрузок вертикального и горизонтального направлений.

Закладку щелевых оснований производят в глинистых почвах. Заливкой бетонной смеси в распор траншеи создается жесткая пространственная конструкция, обеспечивающая устойчивость строения к весовым нагрузкам и выталкивающим усилиям морозного пучения. Изготовление щелевых фундаментов для домов, возводимых на песчаных почвах, не рекомендуется. Песок не удерживает геометрическую форму стенок, в результате осыпающийся грунт резко ухудшает качество заливаемой бетонной смеси и не способствует созданию работоспособного фундаментного монолита.

К достоинствам щелевых фундаментов относят:

  • Существенное снижение трудоемкости строительных работ. Статистика утверждает, что переход на закладку щелевого фундамента сокращает объемы проводимых земляных работ практически в два раза, объемы работ с опалубкой – до 60-70%;
  • Снижение затратной части по бетону — до 6% и по арматуре – до 20%;
  • Возможность использования траншейных технологий в стесненных условиях при запрете проведения динамических воздействий на грунт, например, вблизи коммуникаций или около построенных зданий.

Главным недостатком оснований щелевого типа является ограничение его применимости:

  • Допускается заливать только в глинистых грунтах, чтобы обеспечивалось сохранение формы траншеи при заливке бетонной смеси и ее уплотнении;
  • Использовать только на непучинистых грунтах, поскольку морозные пучения высокой интенсивности способны выпучить и перекосить возведенный дом, за счет бокового сцепления фундамента с грунтом;
  • На щелевых опорах не возводятся массивные постройки.

Взаимодействие щелевых оснований с почвой

При охлаждении воздуха в холодный период зимнего сезона начинается процесс промерзания почвы. В пучинистых грунтах характерен следующий процесс: по мере углубления фронта промерзания от поверхности земли в грунтовую толщу возникают касательные силы пучения, приложенные к боковым поверхностям фундаментов. При понижении температуры грунта величины удельных касательных и, соответственно, суммарных сил пучения Qf возрастают практически до 30 тс/м. Смерзание грунта в единое целое поддерживает лед, однако при весеннем потеплении лед теряет свои связующие свойства. При понижении температуры замерзшего грунта значения суммарных сил Qf достигают своего максимума и потом начинают снижаться. В процессе изменения касательных нагрузок пучения возможны два варианта событий:

  1. При превышении нагрузок воздействия со стороны построенного дома над значениями показателей Qf будет соблюдаться устойчивость опоры, деформация пучения – нулевая;
  2. При превышении значений Qf над нагрузками со стороны постройки фундамент теряет устойчивость и начинает перемещаться вверх вместе с замерзшим грунтом. При этом происходит отрыв подошвы фундамента от грунтового основания с образованием под ней объемной мини-полости. В процессе весеннего оседания постройки, связанного со снижением сил пучения, в образовавшуюся полость попадает грунт со стенок траншеи. Опора фундамента уже НЕ МОЖЕТ вернуться в исходное положение. Начинается крен всего строения, с годами все нарастающий.
Читать еще:  Как обустроить колодец из бетонных колец

Методики расчета

В зависимости от глубины заложения щелевые фундаменты подразделяются на два типа:

  • Глубоко заглубленные — заложенные ниже глубины промерзания почвы;
  • Мелкозаглубленные — применяемые на непучинистых почвах.

Применительно к опорам ленточного щелевого типа необходимо использовать указания свода правил СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*», регламентирующие расчеты фундаментов по двум группам предельных состояний (п.5.1.2):

  • Расчеты по несущей способности, относимые СП к первой группе предельных состояний, куда вошли разрушения конструкции, потеря устойчивости положения и т.п.;
  • Расчеты по деформациям, отнесенные СП ко второй группе предельных состояний, в число которых вошли недопустимые перемещения и т.п.

Щелевые конструкции оснований дома, залитые ниже глубины промерзания необходимо рассчитывать на устойчивость от касательных сил пучения и по деформациям осадок. Мелкозаглубленные щелевые основания, залитые в пучинистых почвах, дополнительно рассчитывают по деформациям пучения. Справочные значения удельных касательных сил пучения приведены в табл. 6.10 СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». По ним определяется расчетная нагрузка на фундамент для принятия решения о применимости щелевого ленточного основания.

Этапы строительства

При изготовлении щелевых оснований выполняются следующие этапы работ:

  1. Земляные работы по рытью траншеи в соответствии с проектом;
  2. Установка опалубки надземной части на необходимый уровень – будущий цоколь дома;
  3. Армирование в соответствии с проектом;
  4. Заливка бетонной смеси;

Земляные работы

Прокладка траншеи начинается со снятия верхнего плодородного слоя и использования его (при необходимости) для выравнивания площадки.

Траншея выкапывается такой же ширины, как ширина фундамента. Глубина траншеи определена в проекте. Боковые грани траншеи должны быть ровными и не обрушаться во время всех подготовительных работ. Если прошел дождь, то образовавшиеся лужи обязательно осушаются. А «поплывший» грунт срезается до сухого слоя.

Допускается расширение нижней части траншеи для опорной подошвы ленточного монолита. Устройство песчаной подушки не является обязательным для монолитных фундаментов глубокого заложения, а иногда может навредить. Если подушка из песка укладывается, необходимо виброуплотнение.

Обустройство опалубки надземной части

Выставляем опалубку и укрепляем боковыми подпорами.

Для подготовки цоколя дома выставляют опалубку по высоте цокольной части от уровня поверхности грунта. Допускается изготовление цоколя как самостоятельной конструкции из кирпичной кладки или блочного типа.

Армирование

Укладываем арматурный каркас в траншею.

Армирование производится вязкой арматуры. Особое внимание уделяется углам. Более подробно смотрите в материалах: армирование углов ленточного фундамента, как подобрать диаметр арматуры для ленточного фундамента.

Укрепляем опалубку дополнительными поперечными перемычками сверху.

Заливка бетонной смеси

При подготовке бетонной смеси принято ее готовить, как минимум, на 10% больше расчетной потребности, полное заполнение раствором всех неровностей в грунте.

В подготовленную траншею заливают приготовленную бетонную смесь. Оптимальным вариантом считается заливка непосредственно после подготовки траншеи, пока подсыхающие глинистые края не начали осыпаться. Для укрепления бетонной основы проводится процесс уплотнения, в результате щебень/гравий ложатся максимально плотно с удалением излишков воды и воздуха. Вариантами уплотнения являются штыкование либо виброуплотнение.

Снимаем опалубку и убираем плодородный слой почвы внутри фундамента.

Заключение

Практика строительства легких зданий подтвердила экономичность использования щелевых ленточных оснований. Однако специфика применения этого типа оснований в зависимости от категории грунта требует высокой квалификации проектировщиков в части выполнения расчетов на устойчивость и деформации фундаментов домов. Нередко строители не проводят изыскания для определения свойств грунта на новостройке, а конструкцию фундамента принимают, перестраховываясь, как для сильнопучинистых грунтов, что приводит к удорожанию строительства. Грамотно обоснованное решение щелевого фундамента уменьшит трудоемкость строительства и сократит сроки возведения дома.

Когда применим щелевой фундамент

Если бригада, приглашённая вами для изготовления фундамента, предлагает отлить монолитную железобетонную ленту прямо в грунте, будьте внимательны. Для них она проще в изготовлении, а для вас может быть просто неприемлемой. Специалист рассказывает об особенностях применения такой конструкции.

Щелевым называют монолитный ленточный железобетонный фундамент прямоугольного сечения, при изготовлении которого бетон укладывают непосредственно в выкопанную траншею — «в распор» грунта. Делают их обычно в связанных глинистых грунтах, в песчаных грунтах их не применяют, так как стенки траншеи в них будут осыпаться.

Цоколь можно делать как единую конструкцию с фундаментом или раздельно — в виде кирпичной или блочной кладки (рис. 1а, б). В первом случае опалубку выставляют от поверхности грунта на высоту цоколя.

Щелевые фундаменты более экономичны по сравнению с традиционными, устроенными в траншеях с применением опалубки (рис. 1в). Поэтому они более привлекательны при строительстве малоэтажных зданий.

Особенности щелевых фундаментов

В традиционных ленточных фундаментах нагрузка от дома на основание передаётся через подошву. Сопротивление грунта обратной засыпки в расчётах не учитывают.

При устройстве щелевых фундаментов за счёт неровности бортов траншей и плотной (с виброуплотнением или штыкованием) укладки бетона получается хорошее сцепление боковой поверхности конструкции с грунтом, который может воспринимать значительную часть нагрузки от дома. Поэтому для получения экономичных конструкций в расчётах учитывают сопротивление грунта как по их подошве, так и по боковой поверхности. Как будет показано ниже, это достижимо не во всех грунтовых условиях.

Щелевые фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания, рассчитывают по деформациям осадок и на устойчивость против воздействия касательных сил пучения. Для мелко-заглублённых щелевых фундаментов в пучинистых грунтах помимо указанных расчётов следует выполнять расчёт по допустимым деформациям пучения. Если площадь подошвы щелевых конструкций определяют по допустимому сопротивлению грунта, рассчитанному на основе его физико-механических характеристик, то осадки будут в допустимых пределах и отдельного расчёта не требуют.

Так как подавляющее большинство строительных площадок представлено пучинистыми грунтами, для заглублённых щелевых фундаментов под малоэтажными домами основным является расчёт на устойчивость, а для мелкозаглублённых — расчёт и на устойчивость, и по деформациям пучения.

Для заглублённых конструкций устойчивость обеспечивают превышением расчётной нагрузки от дома над максимальными суммарными касательными силами пучения (рис. 2, кривая 2). В этом случае деформации пучения равны нулю.

Для мелкозаглублённых фундаментов деформации пучения должны быть равны нулю при промерзании грунта на глубину заложения их подошвы. Устойчивость в этом случае обеспечивается при гораздо меньших, чем у заглублённых фундаментов, суммарных силах пучения.

Щелевые фундаменты в пучинистых грунтах

Промерзание грунта начинается с поверхности. По мере продвижения фронта промерзания в толщу пучинистого грунта по боковой поверхности фундаментов возникают касательные силы пучения, возрастающие с понижением температуры воздуха и грунта (рис. 2, кривая 1).

Цементирующей составляющей в грунте является лёд. Смерзание его с бетонной поверхностью зависит от температуры грунта. Например, в Московской области отрицательные среднемесячные температуры достигают максимума в январе (рис. 2, кривая 3). В этот же период достигают своего максимального значения удельные касательные силы. В дальнейшем, при снижении среднемесячной температуры в феврале удельные касательные силы уменьшаются, но суммарные силы ещё некоторое время продолжают увеличиваться за счёт увеличения глубины промерзания, а затем тоже снижаются (рис. 2, кривая 2).

ЕСЛИ НАГРУЗКИ ОТ ДОМА РАВНЫ ИЛИ ПРЕВЫШАЮТ РАСЧЁТНЫЕ СУММАРНЫЕ КАСАТЕЛЬНЫЕ СИЛЫ ПУЧЕНИЯ, ТО ФУНДАМЕНТ БУДЕТ УСТОЙЧИВ, А ДЕФОРМАЦИИ ПУЧЕНИЯ РАВНЫ НУЛЮ.

Если нагрузки от дома меньше суммарных касательных сил пучения, то фундамент будет перемещаться вместе с грунтом. При этом подошва отрывается от основания, и под ней образуется полость, куда может попасть грунт со стен траншеи при весеннем оседании дома. Это становится причиной накопления остаточных деформаций пучения.

Весной фундамент может не прийти в исходное положение и в том случае, если нагрузка от дома окажется меньше сил трения грунта. Это явление часто наблюдается при применении заглублённых щелевых фундаментов для малоэтажных домов, строящихся на пучинистых грунтах.

Подвижка здания вверх свидетельствует о неустойчивости и, следовательно, о ненадёжности фундамента.

Если щелевой фундамент выполнен в виде пространственной жёсткой рамы и сопротивление на изгиб поперечного сечения достаточно для сохранения надфундаментных конструкций, то при деформациях пучения не повреждается кладка стен в домах из кирпича или других кладочных материалов. Однако образуется крен всего дома, который с годами может нарастать.

При применении мелкозаглублённых щелевых фундаментов устойчивость здания обеспечивают, выбрав соответствующую глубину заложения (рис. 36), а допустимые деформации пучения — устроив в траншее под фундаментом противопучинную подушку.

Читать еще:  Фундамент под газосиликатный дом

В результате получают ещё и значительную экономию бетона.

Однако следует иметь в виду, что по мере выглубления фундаментов может потребоваться увеличение ширины их опорной части. При этом цоколь можно оставить прежней ширины.

Если грунтовые воды во время работ расположены выше глубины промерзания, то устроить надёжное основание трамбованием противопучинной подушки не получится. Поэтому траншею следует разрабатывать глубиной на 10-20 см выше уровня воды, а допустимые деформации пучения обеспечить за счёт уширения траншеи. То есть в этом случае переходят к устройству обычных мелкозаглублённых фундаментов.

Особенности проектирования щелевых фундаментов

Нагрузка от дома воспринимается грунтом как по боковой поверхности фундамента, так и под его подошвой. Если грунты основания непучинистые, то допустимую нагрузку на фундаменты можно рассчитывать как сумму расчётных сопротивлений грунтов. Если грунты слабопучинистые, то допустимую нагрузку на фундаменты следует принимать только по расчётному сопротивлению грунта под подошвой. Если же грунты средне- или сильно-пучинистые, то допустимую нагрузку следует принимать по расчётному сопротивлению грунта под подошвой с учётом увеличения нагрузки на фундаменты за счёт негативного трения грунта, возникающего весной на их боковой поверхности.

Это — первая особенность проектирования щелевых фундаментов, требующая пояснений. Весной при опаивании распученного грунта начинается процесс его консолидации (уплотнения) и оседания. За счёт увеличенной шероховатости боковой поверхности происходит зависание части грунта на фундаментах. Появляется так называемое отрицательное (негативное) трение. Общая нагрузка на фундаменты возрастает.

Такое взаимодействие фундаментов с грунтом продолжается лишь короткое время весной, но происходит оно из года в год и может стать причиной повышенных осадок фундаментов.

Вторая особенность, которую следует учитывать при проектировании щелевых фундаментов, состоит в том, что за счёт той же шероховатости боковой поверхности возрастают касательные силы пучения, которые следует учитывать при расчёте фундаментов на устойчивость.

Не будем касаться особенности расчётов. Важно, что мы можем получить значения нагрузок от дома, при которых обеспечивается устойчивость заглублённых щелевых фундаментов в пучинистых грунтах и, следовательно, возможность их применения. Ниже в таблице приведены значения таких нагрузок при нормативной глубине промерзания 1,4 м. Опыт многолетних расчётов малоэтажных домов показывает, что диапазон характерных нагрузок для всех домов составляет 2,0-14,0 тс/м. В кирпичных двухэтажных домах нагрузки на отдельные фундаменты могут достигать значений 18,0 тс/м. Как видим, область надёжного применения заглублённых щелевых фундаментов в пучинистых грунтах под малоэтажными домами существенно ограничена.

Условия надёжного применения щелевых фундаментов
1. Вертикальные стенки траншей не должны обрушиваться вплоть до окончания укладки бетона.
2. Уровень грунтовых вод во время работ должен быть ниже дна траншей.

Если в результате прошедших дождей на дне траншей образовались лужи, их необходимо вычерпать. Если грунт в этих местах пришёл в текучее или текучепластичное состояние, его необходимо срезать до уровня первоначального состояния.

3. Заглублённые щелевые фундаменты в непучинистых грунтах применимы по устойчивости под всеми домами независимо от теплового режима дома, а также под кирпичными отапливаемыми домами в два (и выше) этажа в слабопучинистых грунтах. Во всех остальных случаях заглублённые щелевые фундаменты не применимы под малоэтажными домами в пучинистых грунтах по условию надёжности.

Особенности устройства щелевых фундаментов

Строительство дома всегда начинается с устройства фундаментной основы. От того, насколько качественной она выйдет, будет зависеть надежность всей постройки. Для невысоких домов используют несколько типов фундамента. Наиболее «популярными» среди них считаются плитный и ленточный щелевой.

Что собой представляет щелевое основание дома? Так называется цельный ленточный фундамент из железобетона, имеющий в сечении прямоугольник. Его особой характерностью является заливка бетонной смеси прямо в приготовленную траншею.

Возводят такие фундаментные основания, как правило, там, где стройка идет на глинистых грунтах. В рыхлых и песчаных грунтах их не используют, так как песчаные траншеи не будут строго выдерживать стены, грунт будет осыпаться.

Есть еще многощелевые фундаменты. Такие фундаменты бывают в виде тонких стен, толщина которых 10-20 см. Эти стенки устраиваются прорезкой грунта и заполнением щелей бетоном с армированным укреплением. Таких стенок может быть несколько.

Преимущества

Такие типы оснований экономичнее в сравнении с обычными фундаментами, возводимыми с опалубкой. Этим фактором обусловлена их популярность у частных застройщиков при строительстве невысоких зданий своими руками. Необязательность возведения опалубки по всей высоте заливки позволяет сэкономить на материалах и времени, необходимого на ее установку.

Кроме того, опорой здесь служит не только фундаент, но и его стенки. Ведь при закладке бетона он заливается во все щели траншеи и искривления в грунте, тем самым уплотняя его.

В щелевых фундаментах, благодаря шершавости поверхности стен траншей и сплошной заливке бетоном, происходит отличное сцепление. Поэтому, чтобы получить экономичный вариант, в расчетах не устанавливают показатель сопротивляемости грунта.

Ранее при возведении невысоких домов строили лишь такие щелевые фундаменты, которые имели линию закладки ниже границы промерзания почвы, т.к. в такому случае нагрузка передается через низ основы. Коэффициент сопротивляемости почвы здесь в расчет не берется. И это тоже дает значительную экономию.

Но следует помнить, что при заливке бетона в сухую траншею часть влаги уходит в грунт, что может снизить его качество. По этой причине для такого основания марку бетона выбирают выше проектной и возводят фундамент в дождливые дни, когда земля влажная.

Взаимодействие с нестандартными грунтами

К укрепляющей составляющей грунта относится лед. Его соединение с бетоном зависит от максимальной температуры промерзания. К примеру, в средней полосе России температуры замерзшей почвы опускаются до предельных показателей в январские дни. В январе же достигают максимума удельные касательные силы морозного пучения.

Если рассчитанная суммарная нагрузка от здания равна или выше суммы касательных сил пучения, постройка будет стоять устойчиво, а деформирования от пучения будут нулевыми. В противном случае основание будет «плыть» вместе с почвой.

При этом подошва строения оторвется от фундамента и под ней появится полое пространство. Эта полость станет причиной деформирования и проседания здания весной, когда замерзшая земля начнет таять.

Весной фундаментное основание может не вернуться в то положение, в котором оно было до замораживания грунта, даже тогда, когда нагрузка от здания станет меньше расчетных сил трения между основанием и грунтом.

Так нередко происходит, когда применяют заглубленные щелевые фундаменты для невысоких домов, строящихся на пучинистой почве. Происходит подвижка строения, что сигнализирует о ненадежном фундаменте.

Если щелевой фундамент для дома возведен в форме жесткой рамы, а сопротивление поперечного сечения на изгиб достаточно для сохранения конструкций, построенных сверху, то при пучении повреждений стен не происходит. Но может образоваться крен всего строения, нарастающий со временем.

Нюансы укладки фундамента

До конца процесса укладки бетона вертикальные стены фундамента должны быть целостными. Дно траншеи должно быть сухим. После сильного дождя оставшуюся на дне траншей воду перед началом работ нужно откачать.

Основным условием, которое требует гидроизоляции щелевого типа фундамента, является то, что уровень траншеи должен располагаться выше границы грунтовых вод. А вот относительно уровня промерзания грунта, условие должно быть обратным — фундамент должен быть уложен ниже его.

При расположении линии грунтовых вод ниже фундамента на 0,5-1,5 м, гидроизоляция цоколя считается достаточной.

Технология монтажа

Проведем расчет на примере реального фундамента периметром 43 метра. Дом строится на грунте, имеющем небольшой наклон, а потому высота фундамента над землей будет разниться. Снимается плодородный слой. Далее он будет использоваться для того, чтобы выровнять участок.

Роется траншея 40 см в ширину и 90 см в глубину.

Нижняя часть вырытой траншеи расширяется до 70 см. Это расширение будет опорной частью.

Насыпаем слой щебня и тщательно трамбуем. После этого подготавливаем пояс из 10 прутьев арматуры и заливаем основание бетоном М100 на высоту 20 см.

Затем готовим пояс арматуры под ленточный фундамент своими руками. Для этого арматура вяжется в трёх плоскостях, то есть 6 рядов по 2 прута в каждом. Готовим опалубку из обрезных досок толщиной 2,5 см, укрепляется распорками и отсыпается землей.

Стоимость материалов в таком случае рассчитывается по следующему списку:

  • арматура 10 прутов: всего 600 м;
  • бетон М 100 – 6 м 3 ;
  • бетон М 200 – 16 м 3 ;
  • диски, проволока, плёнка, гвозди;
  • щебенка;
  • доски;
  • доставка материалов.

Гидроизоляция стен в щелевом фундаменте проведена быть не может, а потому в бетон необходимо ввести специальные добавки. Они содержат вещества, которые образуют в бетоне кристаллы.

Такой бетон не пропустит воду даже при сильном наводнении. Действуют эти добавки все время существования фундамента. Любая другая гидроизоляция столько лет не прослужит. Например, оклеечная или обмазочная гидроизоляция может прослужить максимум десяток лет.

Описанная технология возведения фундамента не сложна и для нее не требуется особых знаний.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector