Незаглубленный фундамент – виды и применение: излагаем в общих чертах

 

Незаглубленный фундамент применяют при строительстве легких сооружений на пучинистых грунтах, конструкция которых допускает небольшую конструкции без образования разрушений. Также может применяться на крупнообломочных и скальных грунтах для постройки сооружений из камня . Его особенностью является то, что основная его часть находится над уровнем земли.

Сфера использования фундаментных оснований ленточного типа

Ленточная основа нашла своё широкое применение в процессе возведения построек самых разнообразных разновидностей. Так, к примеру, если есть необходимость в постройке дома из тяжёлых материалов, актуальным станет применение массивного ленточного фундамента. Таким образом, подобная основа может использоваться в процессе возведения построек из кирпича и бетонных блоков. Также если имеют место стены с кирпичной обкладкой, то подобный тип фундамента и здесь весьма актуален. Закладка такого основания осуществляется глубже уровня промерзания почвы не менее двадцати сантиметров.

Стоит также отметить и то, что рассматриваемое фундаментное основание применимо в тех случаях, когда нецелесообразно использовать столбчатый фундамент, либо его применение совершенно не допускается. Так, к примеру, в процессе возведения здания в условиях рельефности местности, а также на косогоре. В этих случаях обязательным является приём во внимание фактора бокового давления почвы. Наилучшим методом, который самым эффективным образом нейтрализует неравномерное влияния бокового давления, является применение основания ленточного типа. Объясняется это тем, что все его составляющие жёстко связываются между собой, причём делается это в обоих направлениях – как в продольном, так и в поперечном.

Незаглублённый ЛФ на пучинистом грунте

В область использования такой разновидности фундамента входят также и тяжёлые кирпичные и каменные здания. Сюда также можно отнести постройки, выполненные из железобетонного монолита. Применим незаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах. Рассматриваемая разновидность ленточного основания актуальна при обустройстве цокольного этажа и, как уже было указано выше, подвального помещения. При необходимости в возведении фундамента неглубокого заложения предпочтение чаще всего отдаётся ЛФ-основанию.

Что касается разновидностей ленточных фундаментных оснований, то они бывают двух типов:

1. Незаглублённый. Нередко он также именуется специалистами мелкозаглублённым. Обустраивают такое основание при возведении домов, этажность которых не превышает 2 этажа. Такие строения не должны отличаться чрезмерно тяжёлым весом.
2. Заглублённый. Эта разновидность отличается заглублением до полутора метров. Ленточный фундамент такого типа подходит для более массивных построек, отличающихся большими размерами и более тяжёлым весом.

В большинстве случаев ленточное основание возводят на песчаной и глинистой почве, также сюда можно отнести и супесчаную землю. При необходимости в обустройстве фундамента на водонасыщенном грунте также может использоваться ленточное основание, только мелкозаглублённого типа. Но в таком случае можно возводить только лишь небольшие и лёгкие здания брусового или каркасного типа.

Кроме всего прочего, незаглублённое ленточное основание может использоваться на пучинистых грунтах. В этой ситуации следует выполнить его таким образом, чтобы получилось некоторое подобие рамы. Такая конструкция способна заниматься самостоятельной регулировкой равномерности нагрузки на подвижные типы почвы.

Рассматривая вопрос о том, что такое незаглубленный ленточный фундамент, можно подробнее разобрать его конструкцию. Основание ЛФ состоит из подготовки (предварительно возведённая площадка), внешнюю стену, цоколь, отмостку, а также гидроизоляционную составляющую. При постройке данного фундаментного основания выполняются следующие работы: формирование котлована, заливание бетонным раствором, а также выполнение армирования. Что касается таких параметров, как ширина и глубина основания ленточного типа, она напрямую зависит от типа грунта, глубины залегания точки промерзания почвы и веса планируемой постройки.

Виды

Незаглубленный фундамент существует трех видов:

• столбчатый,
• монолитная плита,
• решетка.

Рассмотрим каждый вид подробнее.

Что заставляет отказаться от глубокого фундамента

К отказу от примненения фундаментов глубокого заложения, в пользую коснтрукций с мелким способствовало следующее:

• отсутствует абсолютная надежность от применения заглубленных фундаментов в пучинистых грунтах.
• пучинистые грунты фактически находятся на 80 процентах площадей, которые могут быть застроены.
• экономия от применения мелкозаглубленных ленточных фундаментов внушительная.

Варианты выполнения НЗЛФ

Соорудить НЗЛФ под хозяйственные строения или жилой дом на даче можно несколькими способами.

Сборный ленточный фундамент

Такое основание чаще всего выполняется на низкопучинистых песчаных почвах. В качестве материала используются ФБС-блоки.

Не рекомендуется обустраивать сборный фундамент на пучинистых грунтах, т.к. выталкивание и проседание бетонных блоков в период морозного пучения будет осуществляться неравномерно.

ФБС блоки удобно монтировать за счёт монтажных зазоров и петель, что заметно ускоряет сборку ленточного основания.

Основные требования к обустройству сборной фундаментной конструкции:

• под основание делается подсыпка;
• ФБС устанавливаются в одной плоскости;
• для соединения отдельных плит используются стальные закладные детали (свариваются между собой) или раствор на основе цемента марки М200/300;
• желательно дополнительно усиливать такой фундамент при помощи металлического каркаса.

Преимущества сборных фундаментных конструкций:

• простота монтажа;
• минимальные временные затраты на строительные работы;
• нет необходимости в обустройстве опалубки, приготовлении и заливке бетона;
• низкая себестоимость конструкции.

Недостаток: тяжелые бетонные блоки вручную не установить, поэтому необходимо нанимать строительный кран.

Монолитный

Под монолитную основу из бетона предварительно монтируется опалубка. Такое основание можно использовать для возведения частных жилых домов на пучинистых почвах, но с обязательной подсыпкой под фундамент и обустройством эффективной дренажной системы.

Отличается долговечностью и устойчивостью на подвижных грунтах.

Преимущества монолитного НЗЛФ:

• возможность возведения основания любых параметров;
• все строительные работы можно выполнить своими силами без специального строительного оборудования, привлечения опытных рабочих;
• низкая себестоимость.

Недостатки: большие трудозатраты, время застывания бетонной массы — до 30 суток.

Комбинированный

Незаглубленный ленточный фундамент можно делать комбинированным:

• основание столбчатого типа — фундаментная лента монтируется на столбы, вкопанные в грунт;
• сборно-монолитная основа — часть фундамента возводится с помощью ФБС-плит, другая часть заливается бетонным раствором с использованием опалубочной конструкции.

Нецелесообразно применять комбинированные конструкции оснований под небольшие постройки.

Подсыпка песчано-гравийной подушки

Для будущей подушки подготавливается приямок — выемка грунта в виде траншеи шириной в 1,5 раз шире, чем фундаментная лента и глубиной 10-15 см. На дно приямка выстилается геотекстиль, который предотвращает заиливание подушки от грунтовых вод. Подсыпка выполняется одним из двух способов:

1. Смешанной гравийно-песчаной смесью. Пропорция гравий/песок составляет 2/3 соответственно. Толщина подсыпки — 20-30 см.
2. Послойно: первый слой — 20 см крупнофракционного песка, второй — 20 см мелкого щебня или гравия.

В качестве подсыпки можно использовать другие нерудные материалы: доменный шлак, керамзит и пр.

Опыт строительства

Уже полученный опыт эксплуатации мелких фундаментов (речь идет о тысячах домов частной постройки) говорит о высокой надежности этого метода. Причем стены домов были выполнены как из кирпича или железобетона, так и из легких материалов – пенобетона, дерева, деревянных щитов.

При этом на строительстве фундамента, по сравнению с обычным методом, достигалась денежная экономия как минимум в 2 раза, а чаще в 3 раза, с уменьшением количества бетона на 50 – 70%, и трудозатрат на 50%.

Монолитная плита

Монолитная плита подходит для строительства на твердых грунтах на которых отсутствует вероятность проседания. Также может применяться в условиях вечной мерзлоты.

Представляет собой цельную бетонную плиту положенную на поверхности грунта. Основная проблема возникающая при эксплуатации этого типа — это внешние силы воздействие на плиту, ведь она может разрушится из-за них.

Сверху на плиту будет давить сам дом, поэтому он должен быть легкий.

При промерзании грунта он снизу давит на плиту. Для предотвращения разрушения может быть использовано несколько мер как по отдельности, так и в комплексе:

• увеличение толщины плиты дает большую крепость.
• армирование.
• использование теплоизоляционных материалов под самой плитой. Это уменьшит вероятность промерзания грунта.

Основные достоинства и недостатки мелкозаглубленной ленточной конструкции

Таблица ширины фундамента

Прежде чем окончательно останавливать выбор на мелкозаглубленном фундаменте ленточного типа и приступать к строительству, нужно учесть, что такой основе присущи как весомые плюсы, так и определенные недостатки. Для начала целесообразно рассмотреть именно последние, поскольку существенных из них не так много – всего 2.

Во-первых, ленточные фундаменты неглубокого заложения эффективны лишь в случаях строительства домов и иных объектов на участках, грунт на которых не относится к категории сильно вспучиваемых, а также характеризуется низким уровнем грунтовых вод (в противном случае специалисты рекомендуют отдать предпочтение свайному фундаменту). Ведь если возводить такую конструкцию на нестойком или неравномерно поднимающемся зимой грунте, фундамент (как бы идеально он ни был армирован) со временем неизбежно деформируется, что приведет к постепенному разрушению постройки, которая на нем возведена. Во-вторых, на таких фундаментах можно устанавливать лишь легкие конструкции, а массивные кирпичные коттеджи можно возводить только при наличии непучинистого грунта на участке.

А вот преимуществ у ленточного мелкозаглубленного фундамента гораздо больше:

• Такое основание – весьма экономичное решение, ведь если сравнивать его с заглубленными видами фундаментов, можно сделать вывод, что он обходится как минимум в 2 раза дешевле.
• Такой фундамент отличается простой технологией строительства, долговечностью, возможностью укладки ленты на любых грунтах, в т.ч. сыпучих и влажных (на которых сооружение, к примеру, альтернативных столбчатых фундаментов невозможно).
• Мелкозаглубленная ленточная основа не требует специального оборудования при строительстве.
• Для небольших домов и построек этот тип фундамента обладает достаточно высоким запасом несущей способности.
• Мелкозаглубленный фундамент ленточного типа предполагает значительно меньший фронт работ, нежели заглубленная основа. Это и относительно скромный объем земляных работ, и невысокая трудоемкость монтажа опалубки, и целый ряд иных особенностей. По этой же причине выбор ленточного фундамента мелкого заложения позволяет существенно сократить сроки возведения дома.

?Таким образом, правильно используя сезоннопромерзающий пучинистый грунт в качестве естественного основания под мелкозаглубленные фундаменты (в т.ч. с применением теплоизоляции), можно исключить выпучивание основы сверх допустимых значений, существенно сократить период строительства объекта, снизить расходы стройматериалов, трудоемкость и стоимость производства работ по нулевому циклу.

Особенности и возможные проблемы малозаглубленных фундаментов

1. 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.

1. 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.

1. 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.
2. 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

Решетчатый

Решетчатый незаглубленный фундамент представляет собой множество маленьких плит. Между ними оставляется пространство которое позволяет:

• экономить на материале за счет того, что не нужно столько материала как для сплошной плиты;
• так как плита не цельная то и разрушения в таком случае не происходит.

Для опалубки можно использовать экструдированный пенополиэстирол, его не изымают после высыхания бетона, а оставляют в качестве утеплителя. Применяется исключительно на твердых и слабо пучнистых грунтах, что не позволяет его использовать во многих случаях. Также недостатком является сложность монтажа опалубки и заливки бетона. Поэтому данный тип не нашел широкого применения.

Для постройки собственного частного дома в некоторых случаях подходит незаглубленный фундамент. А какой тип из существующих лучше всего подойдет, нужно выбирать индивидуально в каждом случае.

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:

1. 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.
2. Если прочности фундамента недостаточно, то фундамент разрушается – появляются широкие трещины и сколы бетона. После оттаивания грунта форма фундамента не будет восстановлена полностью.

Конструкция арматурного короба

Для создания жёсткой конструкции, незаглублённый фундамент необходимо армировать. Система армирования представляет собой армирующий короб, связанный из арматурных сеток.

Размеры конструкции армирующего короба и диаметры используемой арматуры показаны на рисунке.

Для обеспечения необходимой прочности углов фундамента дополнительно применяем арматуру усиления углового стыка.

Увеличить

Положение арматуры внутри фундамента.

Внутри фундамента армирующий короб располагается так чтобы расстояния между рабочей арматурой и гранями фундамента были примерно 5см.

Разработка конструкции

Конкретная конструкция мелкозаглубленного фундамента разрабатывается проектной организацией. При этом учитываются множество факторов. А в основе расчетов находятся характеристики грунтов, вычисленные в лаборатории на основании испытаний и исследований образцов, которые были взяты на строительном участке.

Расчетами определяются размер и схема армировки ленты. Кроме того, — глубина заложения, толщина песчаной подушки под фундаментом, ширина траншеи и вид обратной засыпки.

Если грунты на участке строительства пучинистые, то конструкция фундамента должна выдерживать воздействующие на нее нагрузки пучений весь период эксплуатации.

Бетонирование

Для заливки монолитной ленты применяется бетон класса не ниже В17,5. Бетон заливается порциями и слоями. Толщина слоя – не более 20 см. Каждая порция после заливки утрамбовывается, для выгона пузырьков воздуха и равномерной усадки. После завершения бетонных работ НЗЛФ накрывается пленкой, за бетоном осуществляется стандартный уход. Затвердевание бетона длиться до 25-28 суток. Опалубка разбирается, а фундаментная лента утепляется, выполняется отмостка и строительство дома продолжается.

 

Ленточный незаглубленный фундамент монолитного и сборного типа нельзя оставлять на зиму без нагрузки! Не нагруженный на зиму фундамент подвергается активному воздействию сил пучения — конструкцию буквально поднимает над уровнем земли и разламывает. Нагрузка на основание при заморозке строительства на зиму должна составлять не менее 30% от рассчитанной нагрузки (веса) дома.

Снижение воздействия морозного пучения на поверхностные фундаменты

Для снижения воздействия пучения на поверхностные фундаменты применяют следующие мероприятия:

•  Замена части пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (песок крупный или средней крупности, щебень, гравий, ПГС, и др.);
• Устройство фундаментов на локально уплотненном основании (в вытрамбованных/выштампованных котлованах, траншеях, фундаменты из забивных блоков) — см. ТСН МФ-97 МО «Проектирование, расчет и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области»
• Применение утепленной отмостки по периметру здания. Более подходит для отапливаемых зданий с полами по грунту;
• Устройство дренажа по периметру здания, общее водопонижение на участке;
• Введение в грунт противопучинистых компонентов.

Дополнительно о мерах борьбы с морозным пучением см. эту статью.

Бетонирование фундамента

Для незаглублённого фундамента используем бетон марки М150 и выше.

Важное условие при заливке такого фундамента — залить бетоном его нужно за один раз.

 

После заполнения опалубки бетоном, выравниваем верх. Так как верх опалубки выверен в горизонтальной плоскости, то верх фундамента автоматически тоже получится горизонтальным.

После схватывания бетона (на следующий день после заливки), в течение нескольких дней фундамент необходимо держать во влажном состоянии, периодически поливая водой. В тёплое время года, для предотвращения быстрого высыхания после поливки, верх фундамента желательно прикрыть полиэтиленовой плёнкой или рубероидом.

На третьи сутки опалубку можно снимать и фундамент нагружать.

Примеры конструктивных решений мелкозаглубленных фундаментов

Рисунки из ТСН МФ-97 МО:

Еще раз повторюсь — хотя здесь и говорится о малозаглубленных фундаментах под кирпичные здания, применение таких решений очень опасно, а последствия неравномерных деформаций грунта устранить без демонтажа стен невозможно.

Продухи для вентиляции подпольного пространства

 

Закладка отрезков трубы при бетонировании цоколя.

Если вы собираетесь делать деревянный пол положенный на балки, между которыми закладывается утеплитель и под которыми будет подпольное пространство, то необходимо предусмотреть вентиляцию этого пространства.

Делается это путём организации продухов — вентиляционных отверстий в цоколе.

Суммарная площадь продухов равна или больше 1/155 площади подполья (Требования Международного строительного кода для жилых домов IBC/IRC 2006 R408.1). Например, для строения площадью 25 кв.м площадь продухов будет примерно равна 0,16 кв.м. Если диаметр продухов будет равен 12см (0,01кв.м), то по расчёту получается 16 шт. Принимаем по 4 отверстия с каждой стороны фундамента.

Для организации продухов, при заливке фундамента достаточно в опалубку положить отрезки пластиковой канализационной трубы диаметром 12см.

Продухи располагаются горизонтально, в противоположных сторонах фундамента — напротив друг друга. Для недопущения невентилируемых зон, максимальное расстояние продуха от угла — 91см.

В своих конструкциях фундаментов, как правило я продухов не делаю, так как применяемая мною конструкция полов (бетонная стяжка, на которую устанавливаются лаги для пола) не имеет подпольного пространства и вентиляции не требует.

 

Мелкозаглублённый фундамент отличается от незаглублённого тем, что бетонная лента опускается в песчаную засыпку на 0,3м. Толщина подушки в зависимости от вида грунта составляет 0,2 — 0,8м.
Особенности и области применения таких фундаментов подробно описаны в книге В.С. Сажина «Не зарывайте фундаменты вглубь».

 

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.