Щелевой фундамент для дома

Обновлено: 20.05.2024

Щелевой фундамент для дома

Ленточный фундамент – это распространенный тип основы под постройку. Существующие его варианты различаются глубиной заложения, применяемыми стройматериалами, особенностями возведения. Так на устойчивых грунтах с большой глубиной залегания подземных вод возможно строительство фундамента щелевого, являющегося разновидностью ленточного. При этом бетоном заливают арматурный каркас, установленный в траншее без опалубки. Щиты устанавливают только для создания цокольной части. Опора подобного типа подходит лишь под нетяжелые строения.

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.

Недостатки метода

При соблюдении требований СП на этапе котлована фундамент защищается от влаги дренажной системой. При технологии щелевого фундамента уже на этом этапе начинаются нарушения:

строго соблюдается геометрия профиля для снижения расхода бетона
грунт по умолчанию пучинистый, так как борта траншей не осыпаются только в суглинке/глине
укладка дренов под ж/б конструкции запрещена, так как они раздавят гофротрубы либо изменят их сечение

В результате влага от почв с высоким процентом глины не отводится, вспучивание нарушает геометрию дома:

касательные усилия от вспучивания приложены к боковым граням МЗЛФ, которые имеют максимальное сцепление с почвой, так как залиты без опалубки
силы пучения всегда неравномерны на отдельных участках
в результате фундамент приподнимается не горизонтально, а задирается какой то из его углов
в полость под подошвой сбоку насыпается грунт, мешающий возвращению фундамента в исходное положение при весеннем оттаивании
процедура повторяется ежегодно, пока перекосы не поломают/порвут МЗЛФ, приведут к образованию трещин в стенах, разрушению кровли, стропильной системы

Внимание: Щелевой фундамент запрещен при высоком уровне УГВ. Если траншеи отрываются в размер фундаментной ленты, откачивать воду в момент бетонирования невозможно.

Гидроизоляция

При бетонировании в земляную опалубку отсутствует доступ к наружным граням ленты. Чтобы гидроизолировать фундамент дома, применяется уложенная в траншею пленка. Качество защиты железобетона от влаги снижается многократно:

арматурные каркасы рвут, прокалывают пленку
даже при использовании 2 слоев наплавляемого гидростеклоизола поверх 2 слоев битумной мастики, праймера ресурс гидроизоляции не превышает 80 лет
одинарная пленка может прослужить 10 лет максимум, после чего, потребуется дорогостоящий ремонт

Внимание: Единственным плюсом подобной конструкции является снижение выдергивающих нагрузок. Грунт скользит по пленке, но может разрушить ее на неровных участках, которых без щитовой опалубки в ленте МЗЛФ очень много.

Утепление

Комплексная теплоизоляция практически решает проблему вспучивания. Вертикальный слой состоит из листов пенополистирола ЭППС на наружных гранях фундамента. Горизонтальный укладывается под отмостку, после чего, утеплитель сохраняет геотермальное тепло недр, исключая промерзание почв, прилежащих к железобетонным конструкциям.

При изготовлении щелевого фундамента вертикальный слой теплоизоляции можно заложить непосредственно в земляную опалубку. Для этого достаточно прибить ЭППС гвоздями к грунту боковых стенок, предварительно увеличив толщину на 5 – 10 см в зависимости от слоя экструдера.

Внимание: Для утепления отмостки придется рыть траншею рядом с МЗЛФ после набора прочности бетоном. То есть, застройщик увеличивает объем земляных работ изначально ради сомнительного экономического эффекта.

Дренаж

Основными требованиями СП 32.13330 по обустройству дренажной системы являются:

уклон дренов в единой плоскости 4 – 7 градусов для обеспечения самотека
смотровые колодцы через 4 м на прямых участках, в углах обязательно
гофрированная перфорированная щелями либо гладкая с отверстиями труба в качестве дренов между колодцами
прокладка дренажной канализации снаружи подошвы фундамента на одной с ней высоте

Внимание: Глинистые почвы способны вспучиваться даже летом при обильном насыщении влагой. Поэтому среди мероприятий по снижению влияния морозного пучения на ресурс фундамента дренаж стоит на первом месте.

Если бетонировать щелевой фундамент в земляную опалубку, то позже все равно придется оголять фундамент для укладки дренов, монтажа колодцев. Двойная работа в принципе бессмысленна, поэтому разумнее строить МЗЛФ либо заглубленную ленту по классической технологии с заливкой в щитовую опалубку от самой подошвы.

Например, при разработке траншей по размеру ширины ленты в обязательном порядке нарушается технология подбетонки. Стяжка толщиной 5 – 10 см из тощего В7,5 бетона должна быть минимум вдвое шире ленты. Она надежно защищает подошвенную гидроизоляцию от проколов камешками подстилающего слоя, позволяет снизить защитный слой бетона для нижнего пояса арматуры.

При бетонировании в земляную опалубку в 90% случаев невозможно выдержать требуемые 4 – 7 см защитного слоя по бокам, снизу. Этому препятствует незакрепленная в траншее пленка.

Обратная засыпка

Отсутствие нерудного материала в пазухах траншей приводит к вертикальным перемещениям МЗЛФ:

Причем процедура повторяется ежегодно, вес дома должен быть больше сил трения между лентой, грунтом. В противном случае фундамент не сможет осесть весной, крены приведут к постепенному разрушению от внутренних напряжений.

Консервация на зиму

В силу вышеуказанных причин щелевой фундамент нельзя оставлять в зиму. Возвращение дома в исходно положение после оттаивания грунтов весной обусловлено исключительно сборными нагрузками от веса здания, мебели, жильцов. Согласно данным таблиц СП устойчивость заглубленного ленточного фундамента можно обеспечить нагрузками:

Читать еще: Фундаменты из блоков ФБС под малоэтажные дома

для неотапливаемого жилища, дачного дома периодической эксплуатации – 62 т/м (сильнопучинистый грунт), 51 т/м (суглинок), 39 т/м (супесь)
для отапливаемого коттеджа – 22 т/м (глина), 18 т/м (среднепучинистая почва), 14 т/м (супесь)

Внимание: Реальные нагрузки в малоэтажном строительстве редко превышают 4 – 12 т/с для фахверка, СИП-панелей, «каркасника», сруба или 18 – 20 т/с для двухэтажных кирпичных домов с мансардой. Поэтому гарантированная эксплуатационная надежность щелевых фундаментов для малоэтажных зданий на пучинистых грунтах отсутствует.

Таким образом, если щелевой фундамент остался в зиму, пятно застройки придется утеплить полностью. Для этого применяются листы пенополистирола, минвата, укрытая пленками, деревянными щитами, солома, опилки, прочие материалы. В противном случае застройщик рискует получить весной перекошенную конструкцию, на которой неизвестно как строить коробку.

Несмотря на возможность снижения бюджета строительства, щелевой фундамент не позволяет защитить конструкции от вспучивания, проникновения влаги. Это резко снижает ресурс коттеджа, затраты на ремонт могут приблизиться к смете строительства. Поэтому специалисты не рекомендуют эту технологию для самостоятельного изготовления.

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.

Выводы

Технология монтажа

Фундамент щелевого типа для частного дома возводится в такой последовательности:

Земляные работы. После подготовки участка (уборки мусора, вырубки ненужных насаждений, срезки плодородного слоя почвы и выравнивая) выполняют разбивку, и копают траншеи. Выкопанный грунт складируется в стороне от траншей, поскольку он будет мешать проведению работ. Ширина траншеи равна ширине фундамента. Глубина определяется расчётом. В нижней части можно сделать уширение для выполнения монолитной подошвы.
Дно канав тщательно трамбуется. Затем выполняется подсыпка из песка слоем около 10-15 см. Песок поливается водой и тоже хорошо утрамбовывается. После песка делается прослойка из щебня и тоже трамбуется. Чтобы после заливки бетона влага из него не впитывалась в грунт, поверх засыпки прокладывается прослойка из рубероида или плотной полиэтиленовой плёнки.

Важно: при устройстве заглублённого основания выполнение песчано-гравийной подушки является необязательным, а порой оно даже может навредить будущей конструкции.

Теперь приступают к установке опалубки наземной части конструкции основания. Для этого используют струганые доски или ламинированную фанеру. Если для монтажа цоколя будут использоваться заводские бетонные блоки, то процесс установки опалубки пропускаем. Не рекомендуется делать цоколь из лёгкого бетона и кирпича. Такие материалы пропускают влагу и отличаются низкой прочностью.
Если вы хотите защитить фундамент от влаги и морозного пучения, то стоить проложить стенки траншеи рубероидом или плёнкой, которые будут выполнять функции гидроизоляции, а также утеплить дно и стенки пенополистиролом. Если вы будете использовать утепление, не забудьте сделать траншею шире на толщину теплоизоляционных плит с двух сторон. Также утеплитель стоит поднять на высоту опалубочной конструкции наземной части.
Обязательно выполняется армирование будущей ленты. Для этого изготавливается пространственный арматурный каркас из прутка диаметром 10-12 мм. Он должен устанавливаться так, чтобы со всех сторон арматура была защищена от коррозии 5-сантимеровым слоем бетона. Для этого перед установкой на дно заливается бетон слоем высотой 50 мм. После его застывания можно производить установку каркаса. Так же важно контролировать, чтобы арматура не приближалась к стенкам траншеи или теплоизоляционному материалу ближе, чем на 50 мм.
Заливку бетона лучше производить за один день. Раствор заливается слоями высотой 20-30 см. Каждый слой трамбуется или прокалывается арматурой в разных местах для удаления воздуха.
Чтобы застывание бетона проходило правильно, его накрывают плёнкой, и первые несколько дней смачивают водой. Также важно защищать бетонную поверхность от солнца, ветра, дождя и мороза. Иначе несущая способность основания понизится. Свою марочную прочность бетон набирает за 28 дней. По истечении этого срока можно приступать к выполнению дальнейших строительных работ.

Читать еще: Фундамент из бута и глины

Плюсы и минусы

Подобно любым другим строительным технологиям, щелевые фундаменты имеют как свои плюсы, так и минусы. Поэтому применение данной методики может быть как оправдано в одном случае, так и неприемлемо – в другом.

Недостатки

Рассмотрение недостатков и преимуществ такой технологии начнём с минусов. Сразу же следует отметить, что подобная методика заливки фундаментов противоречит строительным нормативам – в частности, пункту 22.13330 СНиП.

Вследствие чего, описание подобной методики нельзя встретить в официальной строительной литературе. Щелевой фундамент был изобретён в давние времена, но официального признания строительных технологов не получил.

Дело в том, что такая методика не может гарантированно обеспечить требуемую строительными стандартами прочность основания для дома. Как следствие, такой метод устройства фундаментов является уделом частных застройщиков – официально он не разрешается даже при возведении лёгких одноэтажных конструкций.

Среди других минусов – уже перечисленные выше ограничения в применении на глинистых и непучинистых почвах. Эти особые условия использования щелевой технологии и являются главными ограничениями в её широком использовании. Дело в том, что глинистые грунты сами по себе являются весьма влагонасыщенными. Поэтому в холодное время года они крайне подвержены пучению, что приводит к деформациям и даже разрушению фундамента.

Данный фактор особенно актуален для щелевых фундаментов: вследствие прочного бокового сцепления бетона с окружающим грунтом, основание подвержено сезонному «хождению» при промерзании почвы. А это уже является серьёзным недостатком для фундамента, и способно привести к перекосу и разрушению дома.

Преимущества

Но у оснований, возведённых без использования опалубки, есть и свои неоспоримые преимущества. Прежде всего – это уменьшение стоимости строительства путём отказа от возведения опалубки, что приводит к меньшим трудозатратам и сокращает общее время строительства.

В случае, если применение щелевой технологии возможно на данном участке строительства, то это может стать отличным способом оптимизации финансовых расходов. Как показывает практика, отказ от внутренней опалубки также позволяет сократить затраты труда и времени на заливку фундамента практически вдвое.

При выборе подобной технологии не стоит забывать, что скупой платит дважды. Если имеются какие-либо сомнения относительно целесообразности устройства щелевого основания для строящегося дома, то лучше всего будет отказаться от него в пользу более надёжных технологий.

Вместе с тем имеется несколько вариантов избежать ограничений, налагаемых на использование данного метода при строительстве фундаментных оснований для дома. Чтобы минимизировать его «хождение» при замерзании окружающего грунта, достаточно заглубить основание фундамента ниже точки промерзания.

Особенности проектирования щелевых фундаментов

В общем случае условие устойчивости определяется из выражения:

При неровной боковой поверхности железобетонных фундаментов с выступами до 20 мм значение удельной касательной силы пучения (τ_н) для щелевых фундаментов следует увеличивать до 1,5 раз (СП, табл. 6.10).
Решая выражение (1) относительно величины Q_д, можно получить значения нагрузок от дома, при которых обеспечивается устойчивость заглубленных щелевых фундаментов в пучинистых грунтах и, следовательно, возможность их применения. В табл. приведены значения таких нагрузок при нормативной глубине промерзания 1,4 м.

Читать еще: Требования к фундаментам под оборудование

* При условии, что во время строительства пучинистый грунт вокруг фундаментов будет предохранен от промерзания.

Опыт многолетних расчетов 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 надежного применения заглубленных щелевых фундаментов в пучинистых грунтах под малоэтажными домами существенно ограничена.

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.

Щелевой фундамент для дома и его плюсы

Вкратце рассмотрим, почему щелевой фундамент для дома в последнее время пользуется такой популярностью, и возможно ли его применение во всех случаях без исключения.

Что же это за конструкция? Это обычный монолитный ленточный фундамент, но залитый непосредственно в траншеи без применения опалубки.

Сразу следует сделать оговорку, что подобное сооружение пригодно лишь для домов, имеющих небольшую массу, т.е. только для малоэтажного строительства. Кроме того, грунт должен быть по возможности глинистым и не пучинистым.

На слабой почве этот метод лучше не использовать.

Края вырытых траншей следует выровнять как можно тщательнее, саму же бетонную массу рекомендуется заливать сразу, в противном случае края могут осыпаться.

Главное же достоинство щелевых фундаментов для дома в том, грунт воспринимает на себя изрядную часть нагрузки от дома, благодаря наличию хорошего сцепления внешних стенок бетонной конструкции с почвой за счет небольших впадин и выступов.

Таким образом, мы получаем максимально бюджетный вариант возведения основания дома. Но существуют определенные ограничения.

Нужно хотя бы ориентировочно знать максимальный уровень подъема грунтовых вод. Он не должен достигать дна траншей.

Следует определиться по типу щелевого фундамента для дома. Мелкозаглубленный вариант нужно выбрать тогда, когда промерзание почвы дает минимальную деформацию при пучении. Нужно помнить, что на пучинистых землях этот вариант не подходит.

Заглубленный вид щелевого фундамента выбирается после расчета. Деформации пучения при этом также желательны нулевые.

В любом случае ориентироваться надо на закладку конструкции ниже предполагаемой глубины промерзания.

Есть некоторые особенности при заливке щелевого фундамента. Так, опытные строители рекомендуют сначала сделать основание. Т.е. вначале на дно рва насыпается песчаная подушка, трамбуется. Сверху нужно залить не слишком толстый слой бетона. И лишь после этих процедур следует заливать само тело. Что это дает? Влага не будет слишком резко проникать в землю через подушку из песка.

Написать ответ Cancel reply

Рубрики

Быстровозводимые дома
Строительные калькуляторы онлайн
Каркасные (канадские) дома
Щитовые (панельные) дома
- SIP панели
- Сайдинг
- Дома из бруса
- Это можем сами
- Конструкции и технологии
- Материалы
- Интерьер
- Веса
- Размеры
- Нормы расхода
- Характеристики
Последние комментарии
- Фёдор к записи О прочности бетона в МПа, таблица и единицы измерения
- Артем к записи Отзывы покупателей о звукоизоляции Соноплат Комби
- Вячеслав к записи Недостатки ондувиллы в отзывах
- Сергей к записи Какая металлочерепица лучше для крыши – отзывы, наблюдения, видео, советы
- Рита к записи Ванна из литьевого мрамора, отзывы, споры, выводы, советы
Пишите нам

Особенности строительства щелевого основания

Важно помнить, что стенки траншеи необходимо выполнять ровными. Это поможет минимизировать зазор. Желательно сразу заливать бетон, пока стенки траншеи не осыпались. Глубина траншей, как правило, выполняется ниже уровня промерзания почвы.

В строительстве, щелевой фундамент для дома может быть заглубленным и мелкозаглубленным. Выполнять мелкозаглубенный тип можно в том случае, если деформация пучения равна нулю при промерзании грунта.

Для реализации заглублённого щелевого фундамента для дома выясняют каково превышение нагрузки строения над максимальными силами пучения.

Надежное использование щелевых фундаментов

1. На протяжении всего процесса заливки бетона следует сохранять целостность стенок траншеи.

2. На дне траншей не должно быть жидкостей. Если прошёл дождь и на дне есть влага, её нужно вычерпать. Грунт, который, по этой причине стал текучим, необходимо срезать.

Работы по гидроизоляции для щелевого фундамента под дом зависят от уровня грунтовых вод на конкретном участке. К примеру, уровень вод ниже фундамента 1,5 метра, тогда гидроизоляцию можно выполнить только по цоколю. И последнее, важно закладывать фундамент существенно ниже отметки промерзания грунта.

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:

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.
Методики расчета

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

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.

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.

Читайте также: