Ленточные фундаменты наиболее популярны в индивидуальном строительстве. Они надежны и долговечны — срок службы такого основания превышает 150 лет. В каких же случаях лучше устраивать сборные или мелкозаглубленные конструкции, а когда стоит закладывать ленту ниже глубины промерзания?
Что собой представляют ленточные основания?
Ленточные фундаменты имеют одинаковую форму поперечного сечения как по всему периметру здания, так и под всеми его внутренними несущими стенами. Собственно говоря, это непрерывная стенка в земле, равномерно нагруженная вышележащими конструкциями.
Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными и используются преимущественно при возведении домов с тяжелыми стенами (бетонными, кирпичными, каменными) и перекрытиями. Сооружают их и при строительстве деревянных домов, хотя в этом случае все чаще используют винтовые, столбчатые и свайные основания.
Для бетонных ленточных конструкций характерны массивность, высокий расход материалов, большая трудоемкость и значительная стоимость. Простой расчет показывает, что для отливки фундамента 8 x 8 м шириной 40 см, заглубленного в грунт на 1,5 м, потребуется 28–30 м³ бетона. Сегодня 1 м³ бетона марки М300 стоит 3000–3500 руб., и это без учета доставки. В результате только расходы на сам бетон составят свыше 100 000 руб. Кроме этого, будут нужны металлическая арматура диаметром 12–14 мм, обрезная доска 150 х 40 см для опалубки, гидроизоляция, гвозди, вязальная проволока и песок для отсыпки подушки фундамента. И, естественно, не следует забывать о стоимости доставки всех материалов и об оплате строительных работ. В целом фундамент глубокого заложения может обойтись в 170 000–180 000 руб. и более.
На толщину фундамента прежде всего влияет материал, из которого он изготовлен. Минимальная толщина — 100 мм возможна только при использовании железобетона. Для бетона она уже составляет 250 мм, а для кирпича — 500 мм. Кроме того, толщина основания зависит и от допустимой нагрузки на грунт. Хорошо известно, что на наиболее распространенных в средней полосе России грунтах (глинистые, суглинистые, легкие супеси и гравелистые) на глубине 80 см она не должна превышать 1,5–2 кг/см². Это означает, что при толщине фундамента кирпичного дома, равной толщине кладки стен (50 см), нагрузка на грунт от стен будет меньше предельного показателя.
Оптимальной считается ширина, на 5 см превышающая толщину стены. Тем не менее лучше всего определить толщину ленты фундамента еще на стадии проектирования исходя из несущей способности грунта, полученной в результате проведенных инженерно-геологических изысканий, и расчетной массы дома. Ведь нередко вместо того, чтобы увеличивать общую толщину ленты фундамента, в целях экономии материалов расширяют его подошву. В этом случае основание имеет в сечении форму трапеции, а не прямоугольника.
По действующим СНиПам различают фундаменты глубокого (более 5 м) и мелкого (до 5 м) заложения. В свою очередь фундаменты мелкого заложения бывают мелкозаглубленными (до 0,6–0,8 м) и заглубленными ниже глубины промерзания грунта
Разметка фундамента
Первый этап — разметка будущего фундамента и соответственно самого дома. Прежде всего намечают оси конструкции. После этого от одного из углов дома натянутым шнуром обозначают две будущие стены, перпендикулярные друг другу. Чаще всего это главный и боковой фасады. Одновременно отмечают и размеры этих стен. Четвертый угол фундамента определяют с помощью угольника. Дополнительно правильность разметки полученного прямоугольника проверяют измерением его диагоналей, которые должны быть равны. Если дом в плане представляет собой прямоугольник — разметка завершена, если более сложную фигуру — то по тому же принципу выстраивают и другие элементы.
В последнее время вместо шнура, мерной ленты и угольника строители используют современные лазерные дальномеры, что значительно упрощает и ускоряет процесс разметки, одновременно существенно повышая ее точность
Но важно не только провести оси траншей, но и обозначить их ширину и глубину, для определения которой, в свою очередь, необходимо наметить горизонтальный уровень будущего фундамента.
Земляные работы
Перед началом земляных работ со всего участка застройки снимают растительный слой земли и складывают его там, где он не будет мешать строительству. Ну а для того, чтобы предотвратить возможность затопления площадки дождевой водой, с более высокой ее стороны устраивают перехватную канаву.
Профиль выкапываемых траншей под ленточный фундамент зависит от их глубины, типа почвы и уровня грунтовых вод. Вертикальные стенки высотой 1–1,2 м допустимы лишь в плотных глинистых и суглинистых грунтах при отсутствии подземных вод. В остальных случаях следует предусматривать откосы или временное укрепление стенок досками.
Траншеи отрывают непосредственно перед началом возведения фундамента, чтобы в них не скапливались атмосферные осадки и земля, высыхая, не осыпалась
Глубина ленточного фундамента зависит от типа грунта и уровня подземных вод. Начнем с того, что она должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам может служить естественным основанием для возводимого здания. Если же несущая способность такого основания недостаточна, для ее повышения насыпают подушки из крупно-зернистого песка или гравия — после тщательного уплотнения они становятся искусственной опорой фундамента.
Следующий фактор — грунтовые воды. Если их уровень расположен значительно ниже расчетной глубины промерзания (более чем на 2 м), глубина заложения фундамента обычно не превышает 0,5–0,7 м. Если же подземные воды находятся близко к поверхности, а сами грунты пучинистые — устраивать фундаменты рекомендуется примерно на 20 см ниже глубины промерзания. В Московской области этот показатель составляет около 1,5 м, соответственно глубина заложения ленточных фундаментов на проблемных грунтах должна быть не менее 1,7–1,8 м.
Гидрогеологические условия местности диктуют и определенные различия в материалах, используемых для сооружения фундаментов. На сухих и маловлажных грунтах основания малоэтажных зданий часто делают сборными и выполняют из любых традиционных материалов (кирпич, бутовый камень и т. п.). Ну а для возведения фундаментов на пучинистых и сильно увлажненных грунтах необходимо устраивать монолитную ленту из бетона.
Для устройства надземной части фундамента, который должен возвышаться над уровнем земли минимум на 30–50 см, выполняют опалубку. Для этого могут быть использованы доски или специальные металлические листы инвентарной опалубки.
Для заливки фундаментов используют готовые бетоны заводского изготовления класса не ниже В25. Их доставляют на строительную площадку специальные бетоновозы-миксеры. Класс и марку бетона можно проверить по сопроводительным документам.
Несколько иначе дело обстоит тогда, когда раствор готовят непосредственно на стройплощадке с помощью небольших бетономешалок. В таком случае для получения требуемой марки бетона необходимо применение определенной марки цемента и строгое соблюдение пропорции используемых связующих и заполнителей. При этом стоит учесть, что при длительном хранении цемента даже в сухом месте его марка снижается за полгода на 25%, за год — на 35–40%, а за два года — примерно вдвое.
Соотношениe между классом бетона, его маркой и маркой цемента
Класс бетона | Средняя прочность бетона, Н/см² | Рекомендуемая марка бетона | Марка цемента, необходимая для получения бетона данной марки |
В10 | 1285 | М150 | М300 |
В15 | 1923 | М200 | М300 |
В20 | 2570 | М250 | М400 |
В25 | 3208 | М350 | М400 |
В30 | 3855 | М400 | М500 |
В35 | 4493 | М450 | М550 |
В40 | 5140 | М550 | М600 |
В45 | 5778 | М600 | М600 |
В50 | 6425 | М600 | М600 |
Сборные ленточные фундаменты
Сборные основания возводят на тщательно утрамбованных и выровненных песчаных или песчано-гравийных подушках толщиной не менее 15 см. На эту отсыпку устанавливают железобетонные фундаментные блоки заводского изготовления прямоугольной или трапециевидной формы. Для их производства используют бетон класса не ниже В80. При монтаже блоков между ними оставляют зазор примерно 20 мм, который заполняют бетоном.
При строительстве на слабых грунтах для сооружения сборного ленточного фундамента применяют сразу два элемента — железобетонные плиты, укладываемые на отсыпку, и фундаментные блоки, устанавливаемые поверх них. Для повышения жесткости и в тех случаях, когда ожидается неравномерная осадка здания, в сборных конструкциях устраивают монолитные железобетонные пояса толщиной 100–150 мм. Их располагают между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков, а также на уровне верхнего обреза фундамента. Для этого делают опалубку с арматурным каркасом и заливают ее бетоном. Такие пояса и швы не дают фундаментным блокам разойтись в разные стороны.
По мнению специалистов, сборные ленточные фундаменты несколько уступают по эксплуатационным свойствам своим монолитным собратьям, однако при грамотной установке вполне надежны и долговечны
Монолитная лента
Самым распространенным материалом для сооружения ленточных фундаментов остается бетон. Ведь технология устройства монолитного основания позволяет получать ленту практически любой геометрической формы, при этом все сочленения и стыки внутренней и внешней стенок составляют единое целое.
Процесс отливки ленточного фундамента следующий. Для начала на дно траншей засыпают выравнивающий слой (песок, песчано-гравийная смесь и т. п.). Отсыпку подушки производят в несколько этапов с тщательным промежуточным трамбованием и проливкой водой. Общая толщина этих слоев обычно составляет 0,3–0,5 м и не должна превышать трети толщины всего фундамента дома. После этого в траншеях и в надземной части будущего фундамента, внутри опалубки, монтируют металлический каркас из арматурных прутьев, скрепленных между собой вязальной проволокой. И лишь затем производят бетонирование.
Заполнение траншей и опалубки бетоном можно выполнять по желобам или с помощью бетононасоса. Важнейшими требованиями при изготовлении монолитных фундаментов являются строгое соблюдение технологии и применение материалов, предусмотренных конструктивными расчетами (марка бетона, арматура заданной толщины и т. п.).
Сроки изготовления монолитных ленточных фундаментов несколько длиннее, чем при использовании других материалов, что объясняется необходимостью дожидаться затвердевания бетона и набора им требуемой прочности (28 дней)
Все вышесказанное касается простейшего ленточного фундамента мелкого заложения для здания без подвала или цокольного этажа. Если же в доме предполагаются подземные помещения, вместо траншей выкапывают котлован нужной глубины, дно которого тщательно выравнивают и уплотняют песком или гравием, а при необходимости — цементным молоком. На подготовленном основании устанавливают опалубку и монтируют внутри нее арматурный каркас, затем заполняют опалубку бетоном.
Важнейшим требованием в данном случае становится непрерывность процесса заливки — это позволяет избежать образования в бетоне так называемых холодных швов, имеющих более низкие прочностные характеристики по сравнению с основной массой бетона и большую влагопроницаемость.
По затвердевании бетона опалубку снимают и проводят работы по гидроизоляции и утеплению подземных частей фундамента, устраивают кольцевую дренажную систему. И только после этого выполняют обратную засыпку.
Ошибки при устройстве монолитных фундаментов
1. Выполнение песчаной отсыпки дна траншеи или котлована и ее трамбование сразу после дождя. Если учесть, что основная масса грунтов — это глины и суглинки, то они во влажном состоянии хорошо перемешиваются с песком и образуют очень слабую опору для фундамента.
2. Выполнение песчаной подушки под фундамент без тщательного трамбования и проливки водой. Сухой или сильно увлажненный песок не поддается трамбовке. При несоблюдении этого правила возможна неравномерная осадка фундамента.
3. Армирование фундамента по произвольной схеме может приводить к неправильной укладке бетонной смеси и снижению прочности конструкции.