Фундамент для неотапливаемого дома
Обновлено: 17.05.2024
Чем утеплить ленточный фундамент и цоколь
Когда зимним утром хочется выпить чашку горячего чая, путь от постели до чайника на кухне собственного дома превращается в пытку холодом, если основание дома не утеплили как следует. Пара таких пробуждений - и сначала вы заболеете, а потом еще и заработаете стойкое убеждение, что жить зимой за городом могут только моржи и белые медведи. Разболеться в таком доме можно и летом - от сырости. Давайте разберемся, что происходит с домом зимой, и как защитить основание от холода, а вас - от разочарований и болезней.
Как мерзнет дом зимой и как его защитить
Зимой разница температур внутри и снаружи дома заставляет материалы конструкций сжиматься или растягиваться. То есть внешняя поверхность фундамента сжимается, а внутренняя растягивается и образует разрывы. В этих микротрещинах вначале конденсируется бытовой пар. Влага деформирует и разрушает основание.
В Московской области по данным СНиП 23-01-99 “Строительная климатология” 150 дней в году проходят при средней температуре -6 0°C . Зима при этом регулярно мягкая и влажная, и через нулевую отметку столбик термометра прыгает ежедневно. Тюменская область и Урал живут 170 дней в году при температуре -10 0°C , а Сургут - 200 дней при -14 0°C . Здесь температура зимой падает ниже 45-50 0°C . При таких морозах деформации основания не избежать.
Через контакт фундамента с почвой дом стремительно теряет тепло, и растут затраты на обогрев. Тепло уходит через мостики холода - участки стен или пола, чаще всего в местах, где стыкуются разные материалы и поверхности. Это могут быть швы между блоками основания, стыки между стенами и полом, коммуникационные отверстия. Мостики легко заметить в завершенной постройке - там образуется конденсат и туда сильнее, чем в остальные зоны, притягивается пыль. Конденсат, или попросту вода, появляется из пара, который содержится в воздухе при определенной температуре - точке росы.
Важно: чем выше температура воздуха в помещении и чем выше влажность, тем выше температура образования конденсата.
Температура точки росы определяется по таблице 1 из СНиП 23-101-2004, но еще вам стоит представлять себе, где она достигается. В идеале, конденсат образуется вне стены, в слое утеплителя. Тогда влага выводится за пределы изоляции, при этом не скапливается внутри конструкций фундамента и не наносит ущерба. Но если в доме стирают, готовят и принимают ванную, и внутри влажность высокая, а разница между температурой в помещении и снаружи велика, то точка росы находится ближе к внутренней поверхности стен и пола фундамента, или на ней самой.
Толщина стен фундамента тоже влияет на то, где будет залегать точка росы. Чем толще стена, тем дальше от внутренних поверхностей появляется влага. Если при перепаде температур точка росы достигается в стене, то конденсат начнет разрушать ее изнутри.
Одна из задач утепления фундамента и цокольного этажа - сделать так, чтобы точка росы находилась как можно дальше от внутренней поверхности стен и пола - в толще утеплителя. И чтобы влага выводилась в виде пара наружу через паропроницаемые материалы.
Важно: каждый слой стены по направлению изнутри наружу дома должен иметь большую паропроницаемость, чем предыдущий, чтобы пар беспрепятственно выводился наружу и конструкция не намокала.
Важно: утепление фундамента и цокольного этажа изнутри делайте только в том случае, если наружное утепление сделать невозможно. Так вы утеплите полы в доме, и температура цокольного помещения или подвала повысится. Предохранить фундамент от разрушений, тем не менее, не удастся.
Утепление делят на горизонтальное, которое помогает сохранить тепло недр, и вертикальное, задачи которого - защитить гидроизоляцию и не дать основанию промерзнуть. Вертикальное устраивают по внешним стенам фундамента и его надземной части, или по внутренней стороне ленты основания без подвала, а горизонтальное - это защита подошвы мелкозаглубленного фундамента, грунта под отмосткой и пола подвала или цокольного этажа. Отмостка - это полоса из водонепроницаемого стройматериала, которую укладывают поверх грунта вокруг дома, впритык к стене под уклоном.
Схема утепления ленточного фундамента.
Если речь идет о доме для постоянного проживания, и там есть подвал, в котором вы будете хранить что-либо, потребуется вертикальная теплоизоляция стен фундамента снаружи. Если в вашем подвале или в цокольном этаже закипит жизнь - вы будете проводить там время в библиотеке, спортзале или домашнем кинотеатре, или вы устраиваете там сауну с бассейном, в этом помещении всегда будет влажно. Ко всему пирогу теплоизоляции снаружи стоит добавить защиту пола.
Если в доме подвала не планируется, а фундамент заглублен максимум на 50 см, обязательно сделайте вертикальную защиту снаружи, утеплите отмостку и подошву ленты основания. Потребуется утепление пола по всей площади строения. Если вы засыпаете котлован внутри ленты выкопанным оттуда грунтом, помните, что, вероятно, он промерзнет и вспучится. Внутреннюю боковую сторону основания атакует разбухшая почва. Чтобы избежать промерзания почвы внутри ленты, боковую поверхность защитите теплоизоляцией. Еще вам стоит усилить теплозащиту грунта под отмосткой на углах конструкции - там находятся потенциальные мостики холода.
Если вы собираетесь жить в доме только летом и отапливать его не хотите, имейте в виду: утеплять - означает продлить срок жизни фундамента вдвое. Здесь требуется непрерывный контур теплоизоляции. Все тепло грунта сохранит горизонтальная защита подошвы и отмостки, а вертикальная не даст промерзнуть даже неотапливаемому фундаменту.
Если вы понимаете, что отопление вы будете включать эпизодически, утепляйте основание так же, как если бы не топили совсем. Теперь разберемся, какие средства теплоизоляции существуют, и на чем лучше остановиться.
Какие материалы выбрать для утепления ленточного фундамента
Параметры материалов из таблицы 2, которые вам понадобится учесть - это теплопроводность, паропроницаемость, диапазон рабочих температур и срок службы. Чем ниже теплопроводность материала, тем лучше он изолирует поверхность от теплопотерь. Чем выше паропроницаемость, тем больше влаги выводит материал из строительной конструкции. Чем шире рабочий диапазон температур, тем шире география применения.
Таблица 2. Теплоизоляционные параметры материалов.
Опилки - натуральный утеплитель. Стружку или труху либо засыпают в теплоизоляционную траншею, либо используют в составе цементных смесей. Преимущества опилок - они нетоксичны и экологически чисты, и стоят копейки. Минусы в том, что опилки - живой материал, и в нем будут охотно селиться благодарные насекомые, кроты и мыши. Деревянная стружка поглощает воду, которая зимой замерзает в порах. Летом в сухую погоду опилки превращаются в источник возможного пожара. Конечно, вы можете обработать опилки специальными растворами от грызунов и гниения и добавить в бетон с опилками известь, борную кислоту и медный купорос. Только куда при этом денется нетоксичность и экологическая чистота?
Керамзит - круглые частицы-гранулы из обожженной глины, легкие и пористые, коричневатого цвета. Поскольку лучший утеплитель - слой воздуха, то и керамзит, в объеме которого воздуха сильно больше, чем глины, - тоже отличный теплоизоляционный материал. Керамзит не гниет, не горит и живые организмы в нем не живут. Он не боится механических нагрузок.
Чтобы защитить ленточный фундамент с помощью керамзита, вам придется выкопать траншею вокруг ленты самого основания. Толщину слоя керамзита, да и любого теплоизоляционного слоя, определяют, исходя из требований СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий” и СП 21-103-2004 “Проектирование тепловой защиты зданий”.
Допустим, дом строится в Московской области, а толщина стены ленты основания - 0,5 м. Формула расчета:
h1 - толщина ленты основания,
h2 - искомая толщина слоя керамзита,
λ1 - справочная величина - теплопроводность железобетона (1,69 Вт/(м⋅°С) по ГОСТ 26633-91),
λ2 - справочная величина - теплопроводность керамзитового гравия (0,14 Вт/(м⋅°С) по ГОСТ 9757-90),
R - сопротивление теплопередаче (3,16 м2·°С/Вт из таблицы 3, где по СНиП даны расчетные показатели).
Толщина слоя керамзита в данном случае - минимум 40 см. Требуется тщательная гидроизоляция всего слоя. Иначе он не только не защитит фундамент от холода, а еще и станет источником лишней влаги у стен дома. Керамзит прекрасно справляется с теплоизоляцией полов и перекрытий, а для наружной защиты основания есть более компактные альтернативы.
Минеральную вату вы можете использовать для теплозащиты фундамента, если учтете ограничения. Минвата - пористое волокно, которое делают из расплавов горных пород, стекла (разновидность минваты - стекловата), доменных шлаков. Плюсы в экологической чистоте, если доменные шлаки не радиоактивны, и низкой теплопроводности. Такая вата не горит, через нее хорошо проходит пар. Однако при намокании теплопроводность увеличивается вдвое. Если грунт движется, вата деформируется и дает усадку.
Там, где есть риск намокания, минвата - не вариант. Она скорее подходит для утепления внутренних стен и перекрытий, для деревянных или каркасных “дышащих” конструкций.
Пенопласт, или пенополистирол - вспененная пластмасса, которая состоят из ячеек. 98% объема пенопласта - газ, и только 2% - пластмасса.
Плюсы пенопласта - слабо проводит тепло, если он используется правильно, то не токсичен. Им не питаются бактерии и микроорганизмы. Тем не менее если он нагревается, то выделяет вредные вещества, а если горит - становится крайне токсичным. Еще пенопласт разрушается, когда контактирует со скипидаром, ацетоном, олифой, спиртом, нефтепродуктами. Если между шариками, из которых состоят пенопластовые плиты, попадает вода, а еще хуже - замерзает там, то шарики легко отсоединяются друг от друга, и конструкция теряет герметичность и теплозащитные свойства.
Для теплоизоляции основания используйте его, только если вы строите на сухом стабильном грунте, и вы точно знаете, что грунтовые воды залегают не менее, чем на 1 м глубже нижней точки фундамента.
ЭППС, или экструдированный пенополистирол делают из того же сырья, что и пенопласт, но методом выдавливания однородной вязкой массы из жидкого полимера и вспенивателя. В отличие от пенопласта, экструдированный пенополистирол не крошится и не боится воды. Кроме того, он не гниет, не дает усадки и химически устойчив. Он не интересует ни грызунов, ни насекомых. Экструдированный пенополистирол продают в плитах, кромки которых обрабатывают так, чтобы удобно было монтировать.
Пенополистирол выпускают специально для утепления фундамента под торговыми марками Carbon Eco, Пеноплэкс, и другие. В состав материала добавляют дополнительные компоненты - в Carbon Eco это наноуглерод, который повышает прочность и снижает теплопроводность.
Срок службы экструдированного пенополистирола - 50 лет. Его вы уложите снаружи стен фундамента и не будете беспокоиться о внешней гидроизоляции - поверхность не пропускает воду. Материал подходит для разных климатических зон, в том числе для Крайнего Севера.
Важно: когда вы монтируете подземную часть теплоизоляции, не проделывайте отверстий в плитах. В том числе, не используйте гвозди и дюбели. Это потенциальные мостики холода, они нарушат контур гидроизоляции.
В зависимости от местности, где вы строите, вы выбираете подходящую толщину плит (таблица 4). В таблице приводятся значения, исходя из того, что ленту фундамента вы строите из кирпича, и ширина ее - 500 мм. Чем тоньше стены ленты, тем сильнее их нужно утеплять. Если лента вашего основания уже табличной на 50 мм, к толщине слоя утеплителя нужно добавить 3 мм и округлить в большую сторону. Например, если вы строите дом в Московской области на фундаменте из кирпича шириной 350 мм, толщина слоя утеплителя составит минимум 90 мм, а не 80.
Если вы строите фундамент из железобетона, бутобетона или бетонных блоков, он требует слоя экструдированного пенополистирола минимум на 20 мм толще, чем кирпич. Например, для Екатеринбурга при утеплении дома с бетонным основанием шириной 500 мм потребуется слой теплоизоляции толщиной 110 мм, а не 90. А если ширина ленты минимальная для жилого дома - 300 мм, то лучше устроить слой потолще - 120 мм.
Если та толщина теплоизоляции, которую вы определили, не равна толщине стандартной плиты, не переживайте. Утеплитель можно уложить в два слоя. При этом вторым слоем накрываются стыки первого. Это поможет предотвратить появление мостиков холода. Если толщина слоя, который вам нужен - 110 мм, возьмите плиты 80 и 30 мм.
Жидкая керамическая теплоизоляция, или теплоизолирующая краска наносится на поверхность, высыхает и оставляет защитную пленку. Производители средств этой категории не всегда указывают на этикетках теплопроводность и паропроницаемость материала. Иногда пишут, и указывают при этом коэффициент теплопроводности ниже, чем у инертных газов - самых сильных теплоизоляторов в природе.
Подтверждено ли это? Нет. Из официальных сертификатов и заключений ясно только, что материал не горит, не излучает радиации и безопасен, потому что не содержит фенола и формальдегида. Ни в одном из действующих СНиП (Строительные нормы и правила) и ГОСТ (Государственные стандарты) нет данных по таким средствам. Поэтому, если вы укрепляете теплозащиту фундамента снаружи, выбирайте жидкую изоляцию, но только в комплексе с традиционными методами.
Напыляемая теплоизоляция - еще один инновационный вид защиты. Материал - жидкий пенополиуретан, который вспучивается, как монтажная пена. При этом состав покрывает поверхность однородным ячеистым слоем. Покрытие заполняет щели и подходит для труднодоступных мест. Перед тем, как наносить напыление, очистите и высушите поверхность и защитите глаза и кожу. Распыляйте средство при температуре от 15 до 25 0 С. Пенополиуретан разрушается ультрафиолетовыми лучами, и не выдержит постоянного контакта с водой. Подойдет для тепловой защиты стыков, углов, коммуникационных отверстий.
Помните, что любая теплозащита будет работать, только если вы убережете всю конструкцию от влаги. Теплообмен нарушается, если в контур теплоизоляции дома проникает вода. Обустройте гидроизоляцию и термозащиту основания, и тогда тепло из вашего дома не уйдет, а фундамент простоит долгие годы.
Таблица 1. Температуры точки росы при различных значениях температур и относительной влажности воздуха в помещении.
Выбор фундамента для дома на пучинистых грунтах
Выбор эффективных способов снижения влияния сил морозного пучения грунтов на деформацию здания остается сложной задачей малоэтажного строительства.
Известны три принципиальных способа конструирования фундамента для снижения влияния сил морозного пучения грунта на здание:
Ленточный заглубленный фундамент с заложением на глубину промерзания
Заложение подошвы ленточного фундамента на глубину промерзания не всегда защищает от деформаций легкие малоэтажные здания. Такие фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют большие по значению касательные силы пучения. Эти силы стремятся зимой вытолкнуть фундамент и здание вверх.
Находящиеся в пучинистых грунтах ленточные фундаменты малоэтажных домов часто подвергаются выпучиванию, если действующие на них нагрузки от веса здания не уравновешивают силы пучения.
Затраты на устройство таких фундаментов составляют слишком большой удельный вес в общей стоимости строительства дома.
Ленточные фундаменты с заложением подошвы на глубину промерзания грунта рекомендуется применять только для частных домов с подвалом.
Свайные и столбчатые заглубленные фундаменты
Такие фундаменты имеют, по сравнению с ленточными, меньшую площадь боковой поверхности и расход материалов. Но и опорная поверхность подошвы таких фундаментов также невелика, что ограничивает их применение сравнительно легкими зданиями на прочных грунтах.
 |
| Железобетонный ростверк на сваях сложнее и дороже, чем мелко заглубленный ленточный фундамент. |
Кроме того, устройство мощного монолитного железобетонного ростверка делает свайные фундаменты сложнее в устройстве и дороже, чем мелко заглубленные ленточные фундаменты.
Взгляните на фото фундамента с ростверком. Ведь это тот же мелко заглубленный фундамент с торчащими снизу ногами свай, и зачем то приподнятый над грунтом.
Свайные фундаменты в частном домостроении выгодно применять только для тех конструкций, где не требуется устройство дорогого ростверка (например, для деревянных или каркасных зданий с холодным цоколем), или при наличии особо сложных грунтовых условий.
Мелкозаглубленный фундамент повышенной жесткости
Более эффективным путем решения проблемы строительства малоэтажных зданий на пучинистых грунтах является применение мелкозаглубленных фундаментов, приспособленных к неравномерным деформациям основания.
По конструкции такие фундаменты могут быть:
- Ленточными
- В виде фундамента-плиты
- А в некоторых случаях и столбчатыми с ростверком.
Основной принцип конструирования мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах заключается в том, что, например, ленточные фундаменты всех стен частного дома объединяются в единую систему и образуют достаточно жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания.
Применение мелкозаглубленных фундаментов базируется на принципиально новом подходе к их проектированию, в основу которого заложен расчет оснований по деформациям пучения. При этом допускаются деформации фундамента, в том числе неравномерные, однако они должны быть меньше предельных, которые зависят от конструктивных особенностей здания.
При расчете оснований по деформациям пучения учитываются пучинистые свойства грунта, передаваемое на него давление, а также жесткость фундамента и надфундаментных конструкций на изгиб.
Надфундаментные конструкции (стены, перекрытия) рассматриваются не только как источник нагрузок на фундаменты, но и как активный элемент, участвующий в совместной работе фундамента с основанием.
Использование и учёт в расчётах понятий жёсткость-гибкость силового каркаса дома позволяет значительно уменьшить глубину ленточного фундамента для небольших зданий. Использование малозаглубленных ленточных фундаментов позволяет на 30-80% снизить затраты на возведение фундаментов.
Такие фундаменты требуют точного учета свойств грунта, предъявляют повышенные требования к прочности элементов здания, правильному выбору конструктивных решений и качеству строительных работ.
Имеются серьёзные теоретические обоснования и большая успешная практика строительства малоэтажных зданий из любых материалов на данных фундаментах. При этом, имеющийся некоторый негативный опыт использования мало заглубленных фундаментов, при экспертном изучении показывает, что основной причиной таких негативных ситуаций являются ошибки при проектировании и строительстве зданий.
Необходимым условием использования данного типа фундамента в конкретном случае является готовность и способность Заказчика провести качественные работы по изысканиям, проектированию и строительству.
Применение таких фундаментов безусловно оправдано для деревянных (бревенчатых, брусовых) или каркасных зданий, стены которых лучше переносят деформации.
Теплоизолированный утепленный фундамент мелкого заложения (ТФМЗ)
Следует учитывать, что степень морозного пучения грунта, прочность элементов здания может со временем меняться. Это создает постоянный риск для зданий, построенных на фундаментах, описанных выше.
Современным способом решения проблемы морозного пучения для частного дома, является применение теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ).
Теплоизолировать можно любые конструкции фундаментов. Для этого утепляют слоем теплоизоляции сам фундамент, а также грунт под и вокруг фундамента.
Рис.1. Схема укладки теплоизоляции в фундаментах отапливаемых зданий.Теплоизоляция фундамента предотвращает промерзание грунта вблизи фундамента, что позволяет не принимать во внимание воздействие сил морозного пучения на здание.
Товары для строительства и ремонта
Использование для утепления фундамента современных теплоизолирующих материалов делает этот способ экономически более эффективным, позволяющим упростить и удешевить конструкцию здания, избежать рисков, связанных с ошибками в проектировании и строительстве, с изменением свойств грунта и прочности здания в процессе эксплуатации.
Теплозащищеный мелко заглубленный утепленный фундамент
Теплоизоляция такого фундамента выполняется в облегченном варианте, позволяющем лишь уменьшить глубину промерзания под подошвой фундамента, а следовательно, и силу пучения, действующую на фундамент.
Расчеты и практика показывают, что устройство только вертикального слоя теплоизоляции на всю высоту фундамента и цоколя, от подошвы фундамента до наружных стен дома, способно значительно сократить глубину промерзания грунта под основанием фундамента.
Такая комбинация позволяет, с одной стороны, уменьшить размеры теплоизоляционной юбки фундамента, а с другой, облегчить конструкцию фундамента повышенной жесткости, по сравнению с исходным вариантом без теплоизоляции.
Большая площадь опоры позволяет значительно уменьшить удельные нагрузки на грунт. Усиленное армирование и большой расход бетона делают плитный фундамент самым дорогим в частном домостроении.
 |
| Стены дома опираются на мелко заглубленный ленточный фундамент с монолитной плитой подвесного пола по грунту. |
Следует различать плитный фундамент и мелко заглубленный монолитный ленточный фундамент с подвесными полами по грунту.
В последнем случае заливают монолитный железобетонный ленточный фундамент и монолитную железобетонную плиту пола по грунту.
В этом варианте монолитная железобетонная плита пола не участвует в передаче нагрузки от веса здания на грунт, а исполняет роль плиты перекрытия и должна рассчитываться на нормативную нагрузку перекрытий, иметь соответствующую прочность и армирование.
Мало заглубленные фундаменты следует с осторожностью применять для домов на крутых склонах и откосах. Для мало заглублённых фундаментов довольно велика опасность сдвига (соскальзывания) из-за практически полностью отсутствующего защемления в грунте.
Как видим, выбор принципиальной конструкции и расчет фундамента сложная и ответственная задача. Итоговые результаты прежде всего зависят от достоверной оценки грунтов в основании здания, которые без изысканий получить достаточно сложно. Цена ошибки может быть очень велика.Самостоятельный выбор фундамента можно рекомендовать для вспомогательных, хозяйственных построек и небольших садовых домиков.
Проектирование фундамента для строительства дома разумнее заказать специалистам.
Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте!
Узнайте, что выбрали другие.
Хотя нормы проектирования фундаментов гласят что глубина заложения фундамента в пучинистых грунтах должна быть больше глубины промерзания такое решение устраняет только лобовые силы морозного пучения, но не устраняет касательные силы пучения на боковой поверхности, которые так же очень велики и нагрузка от легкого малоэтажного здания не может им противостоять. А в северных регионах РФ нормативная глубина промерзания меняется в пределах от 1,5 до 3,0 м. и более. В такой ситуации следует рассмотреть вариант поверхностного фундамента.
Малозаглубленный или поверхностный фундамент является одним из наиболее простых и экономичных вариантов для легких зданий и сооружений – это минимальные затраты на материалы и почти полное отсутствие земляных работ. Но при своей кажущейся простоте этот тип фундаментов имеет особенности, которые необходимо учитывать, как на этапе проектирования, так и на этапе строительства.
К малозаглубленным фундаментам относят все типы фундаментов если глубина заложения их подошвы не превышает нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания, то есть фундаменты полностью расположены в зоне сезонного промерзания/оттаивания грунтов
В данной статье рассматриваются только поверхностные и практически незаглубленные фундаменты (глубина не более 20 см), т.к. если фундаменты заглублены, но менее глубины промерзания то они будут накапливать деформации пучения год за годом не полностью возвращаясь в исходное положение после оттаивания грунта, и их применение абсолютно не обоснованно. Если же фундамент все таки имеет некоторое заглубление то необходимо выполнять засыпку пазух котлована достаточной ширины непучинистым материалом (песок средний и крупный, ПГС. Ширина пазухи должна быть не менее глубины заложения фундамента) и предусматривать мероприятия, обеспечивающие проскальзывание фундамента относительно грунта по боковой поверхности чтобы обеспечить свободное оседание фундамента после подъема морозным пучением.
Поверхностные и малозаглубленные фундаменты имеет смысл использовать при строительстве малоэтажных сооружений, дач, гаражей, хозяйственных построек, бань и т.д. Их можно использовать при возведении срубов из бревен или стен из ячеистых бетонов, при возведении каркасно-щитовых домов. Естественно применение ограничено зданиями без подвала.
Не рекомендуется применение малозаглубленных и поверхностных фундаментов под кирпичные дома т.к. стены из кирпича и других каменных материалов очень чувствительны к деформациям фундамента и при малейшем смещении дают трещины (армированная кладка более устойчива, но все равно очень хрупка). Так же не следует применять их для двух- и более этажных построек из-за большой нагрузки на основание и фундамент, а несущая способность их часто сильно ограничена.
Согласно примечанию к п. 6.8.10 СП 22.13330.2016 Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружения пониженного уровня ответственности и малоэтажных зданий при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м. А, например, в Руководстве п.4.22 говорится что глубина промерзания под подошвой малозаглубленного фундамента должна быть не более 1,0 метра, а под подошвой заглубленного не более 0,5 м.
Согласно п. 8.6 СП 22.13330.2016 при проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах обязательно выполнение проверочных расчетов на деформации пучения (на подъем фундаментов).
2. Типы поверхностных фундаментов
Малозаглубленные и поверхностные фундаменты могут быть следующих типов:
- Ленточные;
- Столбчатые (к ним так же относятся и «сваи» малой глубины погружения (менее глубины промерзания грунта). На самом деле это не сваи, а отдельные столбчатые фундаменты т.к. настоящая свая по определению имеет глубину погружения не менее 4,0 метра);
- Плитные;
Любой из этих типов фундаментов будет относиться к малозаглубленным если его подошва залегает выше нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания. Если же грунт основания не пучинистый то данная классификация не имеет особого значения.
Для определения характеристик грунтов основания следует обратиться в специализированные изыскательские организации или на крайний случай воспользоваться указаниями этой статьи.
Максимальная несущая способность, естественно, будет присуща плитному варианту из-за большой площади опирания на грунт, как и максимальная стоимость и трудоемкость.
Достаточной несущей способностью обладают ленточные фундаменты (при правильном проектировании). Имеются ввиду монолитные непрерывные ленты из армированного железобетона, или ленты из крупных блоков с монолитным армированным поясом по верху и монолитной подошвенной плитой. Ленты из блоков ФБС без дополнительных мероприятий не обеспечивают необходимой прочности и жесткости.
Столбчатые малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах следует применять только в сочетании с монолитной сплошной рамой (как правило железобетонной системой перекрестных балок), объединяющей их в единое целое, или же под совсем неответственные сооружения без общей жесткой рамы (сараи, кладовки, веранды, беседки и др. сооружения III уровня ответственности). В целом их применение очень ограничено и не рекомендуется под более-менее ответственные сооружения.
Подробно все типы фундаментов и их особенности разобраны в этой статье.
3. Особенности и возможные проблемы малозаглубленных фундаментов
- Основная особенность малозаглубленных и поверхностных фундаментов заключается в том, что на них действуют лобовые силы морозного пучения. А учитывая, что такие фундаменты как правило используются под легкие сооружения нагрузка на грунт под ними мала и никак не может противостоять огромным силам поднятия вспучивающегося грунта, можно смело утверждать что при промерзании грунта фундамент будет двигаться, смещаться по вертикали – то есть «гулять». Этот негативный эффект можно снизить за счет утепления грунта, но полностью устранить очень сложно.
Но огромным плюсом поверхностных и практически незаглубленных фундаментов является то что они после оттаивания грунтов возвращаются в исходное положение, не накапливая деформаций пучения.
- Следующая особенность проистекает из первой – т.к. фундамент, а вместе с ним и здание смещаются по вертикали от морозного пучения то примыкающие к нему снаружи лестницы, крыльца, пристройки должны быть приспособлены к таким смещениям.
- В летний период (то есть в не замерзшем состоянии) слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине (это явление объясняется в статье в подразделе «4. Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент»), поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
- Как правило фундамент имеет достаточно большую высоту над уровнем планировки грунта. Связано это с тем что ему необходимо придать достаточно большую жесткость и прочность, для этого нужна
4. Поведение малозаглубленных фундаментов при воздействии морозного пучения
Практически всегда промерзающий грунт поднимается неравномерно (причины описаны в статье физика процесса пучения). Неравномерное пучение воздействует на малозаглубленный фундамент вызывая:
- Если фундамент сплошной и достаточно прочный для восприятия нагрузок от здания после неравномерного подъема промерзающего грунта, то он поднимается и испытывает крены, но остается практически неизменным по форме, т.е. верхняя плоскость фундамента остается плоской, хотя и наклоняется или смещается по вертикали (конечно фактически поверхность ограниченно изгибается в зависимости от жесткости фундамента). Весной, после полного оттаивания грунта фундамент вернется в исходное положение восстановив свою изначальную форму.
- Если прочности фундамента недостаточно, то фундамент разрушается – появляются широкие трещины и сколы бетона. После оттаивания грунта форма фундамента не будет восстановлена полностью.
5. Что следует учитывать при проектировании и строительстве малозаглубленных фундаментов
Для начала следует изучить документы:
Учтите при проектировании следующие основные моменты:
- Чтобы перемещения фундамента от морозного пучения не вызывали повреждений надземной части здания (трещины в стенах, лопнувшие стекла) и вообще не вызывали никаких проблем в дальнейшем (заклинившие двери, перекошенные крыльца и др.) фундамент должен быть сплошным, непрерывным под все здание, а лучше и под крыльца, и иметь достаточную жесткость и прочность чтобы сохранить свою первоначальную форму и не сломаться при неравномерном поднятии промерзающего грунта. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости необходимо выполнять расчеты фундамента и армирования с учетом неравномерного смещения основания. Расчеты лучше выполнять на разные варианты неравномерного смещения основания в конечно-элементной программе (например SCAD или др.), вручную расчёты выполнять будет значительно сложнее (особенно для плитных и сложных по форме ленточных фундаментов).
- Следует учитывать наличие почвенно-растительного слоя – если фундамент опереть на органический плодородный грунт, то в результате разложения органики гарантированы большие осадки фундамента, растянутые во времени. Кроме того, почвенно-растительный слой обладает очень низкой несущей способностью и не может служить несущим основанием. Данный слабый слой необходимо полностью заменять, как правило, на песчаную подушку.
- Следует учитывать низкую несущую способность верхних слоев грунта. Слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине, поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
- Крыльца, наружные лестницы и другие части здания, опертые на отдельные фундаменты, должны иметь подвижные крепления к основному сооружению, позволяющие взаимные перемещения до 10 см и более (зависит от степени пучинистости грунта и глубины промерзания) или вообще быть независимыми от основного здания.
- Следует предусмотреть мероприятия для снижения воздействия морозного пучения на фундаменты. Например утепление отмостки, боковых поверхностей фундамента, грунта под зданием (для отапливаемых зданий применять минимальное утепление чтобы тепло могло частично проникать в грунт). Это позволит уменьшить глубину промерзания грунта под подошвой фундамента и вблизи него, особенно эффективно для отапливаемых зданий.
6. Снижение воздействия морозного пучения на поверхностные фундаменты
Для снижения воздействия пучения на поверхностные фундаменты применяют следующие мероприятия:
Дополнительно о мерах борьбы с морозным пучением см. эту статью.
7. Примеры конструктивных решений мелкозаглубленных фундаментов
8. Заключение
Поверхностные (малозаглубленные) фундаменты имеют свою достаточно узкую область применения. Основной их недостаток — это подверженность морозному пучению и смещениям по высоте в зимний период. Основным их достоинством помимо простоты и низкой стоимости является то что о наличии деформаций пучения известно заранее и эти деформации точно будут обратимыми, а не накапливаться год от года.
При проектировании и строительстве таких фундаментов следует учитывать многие их особенности, выполнять детальные расчеты, продумывать множество деталей, связанных с подвижностью фундамента, а значит и всего здания/сооружения.
9. Связанные статьи
Один комментарий к публикации “Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты”
Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Такие фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности (незаглубленные фундаменты). К таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действует незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю.
Зимний фундамент: как залить, чтобы не пожалеть
Среди начинающих застройщиков бытует мнение, что возведение фундамента зимой – это невозможная или – в лучшем случае – трудновыполнимая задача. Результат – стройка при температуре ниже 0 °С «замораживается», а строительные бригады «уходят в спячку» в ожидании нового сезона. Оправдан ли такой подход?
Чтобы разобраться в этом вопросе, воспользуемся рекомендациями опытных экспертов с FORUMHOUSE, хорошо разбирающихся в современных строительных технологиях. Итак, главные вопросы, на которые будут даны ответы:
- Что такое «зимние условия бетонирования».
- О чем нужно знать перед началом строительства фундамента зимой.
- Для чего нужны противоморозные добавки и суперпластификаторы.
- Какие способы обеспечивают качественную заливку фундамента зимой.
Почему можно строить фундамент зимой
Зимние условия строительства – это погодные условия, при которых днём температура не превышает +5 °С, а ночью столбик термометра опускается ниже 0 °С.
Из-за изменений климата, резких оттепелей и похолоданий «зимние» условия строительства, в зависимости от климатической зоны, могут наступить и в сентябре, и в ноябре, и даже в декабре. При этом снега может и не быть. Кроме этого, есть северные регионы, где тёплых дней практически не бывает, а среднегодовая температура не превышает +5 °С . В обычном гражданском строительстве зимой работы также не прекращаются, а зачастую ведутся круглосуточно.
Сергей Астафьев
Современные технологии возведения фундамента позволяют продлить строительный сезон и осуществить качественную заливку основания под дом при температуре до -15 °С, а при использовании особых методик – до -25 °С. Это форсирует сроки строительства, т. к. весной можно будет сразу приступить к возведению стен (если коттедж каркасный или деревянный, то его можно успешно строить и зимой), что позволит въехать в дом раньше.
К основным преимуществам зимнего строительства фундамента относятся:
- Сезонное снижение цен на строительные материалы и работы.
- Низкая загруженность строительных бригад.
- Возможность заезда тяжёлой строительной техники на участок, т. к. увеличивается несущая способность грунта, обычно раскисающего весной.
- Минимизация рисков обрушения стенок у вырытых котлованов, а также их затопление грунтовыми водами.
Андрей Пашухин
Распространено мнение, что фундамент лучше всего строить летом. При этом следует помнить, что погода в этот период времени также накладывает определённые ограничения. Например, могут начаться затяжные дожди, приводящие к размытию или полному обрушению стенок котлованов и траншей. Соответственно, необходимо рыть их заново, а это потеря времени и средств. На участках с высоким УГВ необходимо предпринять целый комплекс мер, связанных с откачкой и отводом воды из котлована.
Эти меры включают в себя рытье приямков, водоотводящих траншей, установки дренажных насосов. Кроме этого, высокие температуры – более +35 °С , и низкая влажность так же вредны для набора бетоном необходимой прочности, как и низкие температуры.
Поэтому сидеть и ждать «идеальных» погодных условий для бетонирования – непродуктивно. Ведь они могут и не наступить.
Особенности зимнего возведения фундамента
Среди особенностей зимнего строительства фундамента, о которых необходимо знать заранее, можно выделить:
- Короткий световой день, который «удлиняется» при использовании дополнительного осветительного оборудования.
- Необходимость обустройства утеплённой бытовки, где бы рабочие могли согреться и принять горячую пищу.
- Недопустимость промораживания основания вырытой траншеи или котлована. Если залить бетон в заледеневший грунт, то весной, при его оттаивании, фундамент может дать неравномерную осадку.
- Необходимость использования специальных добавок, а также повышения марочной прочности бетона. Например, вместо бетона М250 заливается М300. Это позволит гарантированно выйти на необходимую прочность в соответствии с проектом.
Сергей Астафьев
Стоит учитывать, что непосредственно процессу бетонирования фундамента предшествует ряд подготовительных работ, требующих больших временных затрат, и на выполнение которых низкие температуры не накладывают существенных ограничений .
К таким работам относятся:
- завоз стройматериалов на участок;
- разметка участка и рытьё траншеи под ленточный фундамент или котлована под строительство цокольного этажа или погреба;
- устройство дренажа фундамента;
- возведение опалубки;
- арматурные работы.
Базовые принципы строительства фундамента зимой
Строительство фундамента любого типа зимой, точно так же, как и летом, требует решения целого комплекса задач. Отрицательные температуры накладывают определённые ограничения при бетонировании. Чтобы понять, как «обойти» эти ограничения, нужно выяснить, сколько твердеет залитый в опалубку бетон.
Андрей Пашухин
Считается, что при нормальных условиях (примерно +20 °С и 95-100% влажности) обычный бетон на портландцементе, залитый в опалубку без добавок, набирает свою марочную 100 % прочность за 28 дней. А распалубочную прочность (70 %) от марочной – за 7-10 дней.
Читайте также: