Фундамент мелкого заглубления: Мелкозаглубленный ленточный фундамент (мелкого заложения) МЗЛФ + расчет

Устройство фундамента мелкого заложения — как сделать правильно

Уменьшение глубины заложения фундаментов позволяет в ряде случаев сэкономить существенные средства. Устройство фундаментной плиты без заглубления и вовсе позволяет убить одним выстрелом двух зайцев – не связываться с рытьем котлована и возведением подземной части стен, а также получить прочное основание для устройства пола первого этажа.

Но, если всё так хорошо, почему фундаменты мелкого заложения до сих пор не вытеснили «обычные»?

Содержание

1. Зачем вообще заглублять фундаменты?
2. Нивелирование сил морозного пучения
3. Утепление фундамента и отмостки
4. Утепление пола и температурный режим
5. Шведский опыт
6. Так что в итоге? Как правильно устраивать незаглубленный фундамент?

Зачем вообще заглублять фундаменты?

В классическом случае глубина заложения фундаментов соответствует глубине промерзания грунта. По ссылке: https://rems-info.ru/dowloads/SP131. xlsb – можно бесплатно скачать калькулятор расчета глубины промерзания грунтов (города России и СНГ) с климатическими картами. В этом случае резко ограничено проникновение холода в подполье первого этажа, исключено пучинистое воздействие грунта на подошву фундамента. Напомним, что морозное пучение это свойство водонасыщенных мелкодисперсных (глинистых, суглинистых) грунтов набухать при замерзании.

Очевидно, что для устройства фундамента мелкого заложения необходимо решать два вопроса: нивелирование сил морозного пучения, утепление.

Нивелирование сил морозного пучения

В случае наличия на строительной площадке пучинистых свойств грунта для устройства фундамента мелкого заложения обычно рекомендуют устройство подсыпки не пучинистым материалом, изолирующей фундаменты. Данные рекомендации подробно описаны в ВСН 29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах».

Схема устройства изоляции фундамента от пучинистых грунтов.

Изоляцию фундамента следует выполнять по всей его поверхности, то есть не только снизу, но и по вертикальным граням.
В качестве непучинистого грунта лучше всего применить песок крупной или средней зернистости. В условиях сезонного появления так называемой «верховодки» (грунтовой воды, выклинивающейся на поверхность) понадобится устройство дренажа вокруг здания во избежание заиливания противопучнистой подсыпки. В противном случае через несколько сезонов подсыпка может приобрести пучинистые свойства.

Утепление фундамента и отмостки

Утепление фундамента мелкого заложения является критически необходимым. Утепление позволит не только избежать проникновения холода из-под пола, но и исключить причину пучения. Последнее не возможно при плюсовых температурах.
Граничная глубина промерзания грунта обуславливается не только температурой наиболее холодной пятидневки в регионе строительства, но и наличием расплавленной магмы в центре планеты. При отсутствии тепла глубоко под землей сезонное промерзание грунта было бы куда сильнее, вплоть до невозможности возникновения жизни на Земле.

1-монолитный фундамент, 2-стеновая кладка, 3-основание пола, 4-песчаная подсыпка, 5-утеплитель, 6-гидроизоляция, 7-обратная засыпка, 8-отмостка.

В качестве утеплителя в данном случае допускаются только гидрофобные материалы, не впитывающие влагу и имеющие высокие прочностные показатели. Наилучшим образом из распространенных материалов подходит ЭППС – экструдированный пенополистирол, часто называемый «твердым пенопластом». Его можно закладывать даже под фундаментные плиты легких зданий.

Утепление пола и температурный режим

При устройстве фундамента мелкого заложения необходимо исключить промерзание грунта не только под фундаментом, но и под полом.

Очень часто встречается мнение, что при утеплении отмостки и вертикальных граней подземной части здания утепление пола можно не выполнять, или выполнять небольшой толщиной. Якобы грунтовый массив, под зданием впитав в себя тепло, сам выполняет функцию утеплителя. Но представим себе ситуацию, когда по некоторым причинам построенный дом не вводится в эксплуатацию в первый же зимний сезон. При отсутствии полноценного утепления под полом и при выключенном отоплении может произойти промерзание, так как единственный источник тепла будет находиться глубоко под землей. Утепленные стены, перекрытия и крыша в виду не герметичности здания едва ли могут гарантировать плюсовую температуру в помещении при сильном морозе на улице. Посещая зимой, дачный домик с выключенным отоплением Вы же не ожидаете внутри плюсовую температуру, не так ли?

Таким образом, главной опасностью для здания с фундаментом мелкого заложения является промерзание сквозь наружные стены строения. Во избежание пучения грунта под полом необходимо либо обеспечить зимой в помещениях плюсовую температуру, либо обеспечить утепление пола тем же термическим сопротивлением, которое требуется для стен в регионе строительства.

Шведский опыт

В подтверждение выше сказанного, рассмотрим температурные диаграммы из отчёта шведских специалистов, изучавших опыт строительства частных домов на незаглубленных плитах в самой Швеции. Рассматривался регион с глубиной промерзания 2,3м. Проводились исследования при толщине утеплителя в полу 10см, 20см и 30см. В результате были получены следующие температурные диаграммы:

Граница грунтовой толщи с температурой -1°С без утепленной отмостки.

Как видно из рисунка, в условиях отсутствия утепленной отмостки при большой толщине утеплителя тепловой режим здания не может полностью прогреть грунтовую толщу. Промерзание грунта заходит под пятно здания.

Рассмотрим следующую диаграмму:

Граница грунтовой толщи с температурой -1°С при наличии утепленной отмостки.

В этом эксперименте под пятном здания заложен утеплитель толщиной 0,3м, под отмосткой – 0,1м. Ширина утепления отмостки принималась равной 0м, 0,6м, 1,2м. Полученная диаграмма наглядно показывает эффективность утепления отмостки. При ширине утепления 0,6м и 1,2м при прочих равных условиях (по отношению к предыдущему эксперименту) промерзание грунта не заходит под пятно здания.

В нашей стране распространение фундаментов мелкого заложения только начинает использоваться массово из-за отсутствия опыта такого строительства. В нормативных строительных документах требований к устройству утепленных фундаментов на сегодняшний день не существует.

Так что в итоге? Как правильно устраивать незаглубленный фундамент?

Устройство фундаментов мелкого заложения, можно разделить на две категории – методом изоляции фундамента от сил пучения, методом исключения пучения с помощью утепления. Подведём краткий итог по каждому варианту.

Изоляция песчаными подсыпками – это решение прошлого века. Решая вопрос воздействия сил пучения на фундаменты не решается вопрос энергозатрат на обогрев промерзающего пола. Применение подсыпок из дренирующего материала (щебень, гравий) целесообразно в случае сложных гидрогеологических условий (сезонная верховодка) в комплексе с водоотведением. При относительно глубоком уровне грунтовых вод использование непучинистых грунтов в качестве основания можно порекомендовать для сильно и чрезмерно пучинистых грунтов. При умеренной пучинистости допустимо опирание фундамента на коренной грунт, при условии полного (см. ниже) утепления. В этом случае целесообразно выполнить обратную засыпку пазух траншей (котлована) непучинистым грунтом с целью снижения риска деформации отмостки.

Современные гидрофобные теплоизоляционные материалы с высокими прочностными показателями дают возможность устройства фундаментов мелкого заложения на пучинистых грунтах. Во избежание риска деформации углов строения, а также промерзания подпольного массива грунта в случае ни введения объекта в эксплуатацию в зимний период, необходимо выполнять полное утепление цокольной части здания. Вся площадь пола, непосредственно фундаменты (если речь идет не о плите), цокольная часть стен и отмостка должны быть неразрывно утеплены. Термическое сопротивление R такого утепления должно быть идентичным требованиям, выдвигаемым для стен в регионе строительства. Ширину утепления отмостки можно принять равным не менее глубины промерзания. При существенном уровне пучинистых свойств коренного грунта – 1,5 глубины промерзания (желательно).

Опыт строительства в Швеции, Финляндии, Гренландии и не только обуславливает допустимость устройства практически незаглубленных фундаментных плит под легкие дома. Для этого выполняется срезка растительного слоя, выравнивание площадки строительства подсыпкой из песка, укладка жесткого гидрофобного утеплителя (экструдированного пенополитсирола) под всем пятном здания, утепление отмостки по всему периметру здания.

В случае строительства на фундаменте мелкого заложения легкого дома из газоблоков особенно критичным является правильное армирование кладки стен.

устройство, проектирование и расчет, глубина

Фундаменты мелкого заложения пользуются популярностью у владельцев участков, расположенных в зоне излишне влажных и (или) неустойчивых грунтов. Ведь при должном армировании тела основания такой фундамент может выдержать на себе вес любого строения, не перегрузив грунт под домом.

В данной статье будут рассмотрены варианты обустройства таких фундаментов. Эта информация будет интересна широкому кругу владельцев относительно недорогих участков с проблемными грунтами.

Устройство фундаментов мелкого заложения

Мелкозаглубленные фундаменты не подвержены ни линейной, ни касательной деформации, провоцируемой пучением грунта.

Типовое устройство фундаментов под мелкое заглубление предполагает, что в основе конструкции основания всегда находится монолитный каркас, объединяющий все элементы: от опор до ростверка. Ведь только такой  фундамент может противостоять, как постоянным (вес строения,) так сезонным (деформация пучения) нагрузкам.

В итоге, в качестве оснований, пригодных под мелкое заложение можно использовать следующие типы конструкций фундаментов:

• Ленточный вариант.
• Столбчатый вариант.
• Монолитную плиту.

В целом, любой тип основания построен на базе жесткого каркаса, выполненного в виде монолитного цоколя (полый – в случае ленточного фундамента, цельный – в случае плиты) или монолитного ростверка с интегрированными в его структуру вертикальными опорами (столбами).

Причем габариты каждого типа основания определяет только прочностной расчет фундаментов мелкого заложения, который основан на подборе, исходя из веса строения, оптимальной площади контакта основания с почвой. И хотя  максимальная площадь контакта означает минимальное давление, излишние габариты фундамент приведут к неоправданному увеличению сметы.

Поэтому, и прочностные расчеты, и архитектурное проектирование, и конструкция фундаментов мелкого заложения должны быть оптимизированы и взаимоувязаны. Проще говоря: вес дома должен соответствовать площади основания.

Строительство оснований мелкого заложения

Как уже говорилось выше, мелкозаглубленные фундаменты разделяются на ленточные, плитные и столбчатые варианты конструкции основания. Причем каждый тип фундамента строится по своим канонам. И далее по тексту мы попытаемся разобраться с нюансами строительства каждого типа оснований.

Ленточные фундаменты мелкого заложения

Этот вариант конструкции мелкозаглубленного фундамента собирается в траншее, опоясывающей основание по периметру.

Тело основания обустраивается по одной из нижеприведенных технологий:

• Путем цельной заливки основания в опалубку, усиленную двухконтурным арматурным каркасом.
• Путем сборки основания из крупногабаритных блоков с арматурными вставками, объединяющими блоки в единое целое.
• Путем монтажа крупных блоков между двумя армированными стяжками. Причем одна стяжка заливается по дну траншеи, а вторая – обустраивается поверх блоков.
• Путем монтажа блоков, соединяемых верхней, армирующей стяжкой.

И чаще всего ленточный фундамент принимает форму прямоугольника с продольной или поперечной перемычкой, которая усиливает несущую способность основания.

Причем глубина фундамент мелкого заложения в любом случае не превышает 70 сантиметров. А само основание укладывают на песчано-гравиевую подушку толщиной до 40 сантиметров.

В итоге, глубина траншеи под ленточный фундамент не превышает 100-110 сантиметров. Поэтому такие основания можно обустраивать даже на болотистых грунтах или на плывунах со средней глубиной залегания (до 3 метров), границы нестабильного горизонта почвы.

Плитные фундаменты мелкого заложения

Этот тип основания обустраивается в форме монолитной плиты, которая играет роль и ростверка, и цоколя, и опорной поверхности. Такой способ строительства оснований оправдан только в том случае, если дом будет возводиться на очень слабых грунтах. Ведь монолитная бетонная подушка потребует больших затрат.

Сам процесс строительства предполагает заливку готового бетона марки М200 в коробчатую опалубку, вкопанную в грунт на глубину не более 40 сантиметров. Причем, во внутренней части опалубки устраивается дополнительная 20-сантиметровая подушка из песчано-гравиевой смеси, необходимая для полноценного дренирования опорной поверхности.

В итоге, плитные фундаменты углубляются в землю всего на 20 сантиметров. А высота самого фундамента не превышает полуметра.

То есть, на обустройство одного квадратного метра основания уходит ровно полкуба бетона, в чем и заключается причина дороговизны.

Кроме песчаной подушки внутри опалубки находится еще и арматурный каркас, выполненный в виде двух параллельных решеток, разделенных вертикальными стойками. Стойки монтируются в точках пересечения прутьев решетки.

Бетон подается во внутреннюю часть опалубки по желобам и разравнивается вручную. Заливку плиты следует выполнить за один проход, без остановок.

Столбчатый фундамент

Данный вариант конструкции основания используется в случае обустройства фундамента на относительно прочных грунтах со средним уровнем деформации пучения грунта.

Причем столбчатый вариант можно назвать усовершенствованной конструкцией ленточного или плитного основания.

Ведь кроме опор (столбов) погружаемых в землю на 100-110 миллиметров в конструкцию фундамента входит и монолитный ростверк, который может принять форму ленты или плиты.

Столбчатое основание с ленточным ростверком заливается в наземную опалубку, обустроенную над линией шурфов. Причем арматурный каркас заплетает не только пространство между стенками опалубки, но и внутренности шурфов, отрытых или высверленных в грунте с шагом в 200 сантиметров.

Основание с ростверком-плитой заливается в коробчатую опалубку, внутри которой вырыты или высверлены шурфы, расположенные с шагом в 100-150 сантиметров. То есть, внутренности опалубки, как бы расчерчены условной сеткой с метровыми или полутораметровыми ячейками, а шурфы пробиты в точках пересечения линий этой виртуальной решетки. Разумеется, в данном случае, арматурный каркас оплетает и опалубку и шурфы.

Заливка столбчатого основания производится путем подачи бетона (М200 или М150) по желобу, сначала в шурфы, а затем и в опалубку. Причем всю операцию следует выполнить за один проход.

Что такое неглубокий фундамент?

Здание/дом может быть определено как структура, состоящая из таких компонентов, как фундамент, колонны, стены, балки, полы, крыши, возводимая для обеспечения пространства для различных целей, таких как проживание, образование, бизнес, производство, хранение, госпитализация, развлечения, поклонение и т. д. Каждый из этих компонентов имеет свою уникальную функцию и назначение.
Каждое здание/дом состоит из двух основных компонентов. Компонент, построенный над землей, известен как надстройка, а компонент, построенный под землей, называется подконструкцией. Фундамент относится к категории подструктуры.
Здесь речь пойдет о мелкозаглубленных фундаментах.
Прежде чем понять, что такое мелкозаглубленный фундамент, давайте узнаем, что такое фундамент.
Фундамент – это самая нижняя часть строения/дома, которая находится в непосредственном контакте с землей. Он обеспечивает основу для надстройки и передает нагрузку конструкции, включая собственный вес самой конструкции, на грунт под ней, чтобы она оставалась прочной и стабильной на протяжении всего срока службы. Чтобы узнать больше о системе фундамента, нажмите на ссылку ниже

Строительство дома

Система фундамента: все основные сведения, которые вам нужно знать

Фундамент можно разделить на две категории: глубокий фундамент и неглубокий или открытый фундамент. Эта классификация основана на глубине установки фундамента.
Глубокий фундамент – это такой фундамент, который заложен на нетвердой почве и находится значительно ниже самой нижней части надстройки, а не в верхнем слое почвы, поскольку такой грунт не является твердым и хорошим грунтом. Вы можете называть фундамент глубоким, когда опускаетесь ниже 10 и более метров.
Фундамент мелкого заложения – это фундамент, уложенный на твердом грунте у самой земли и ниже самой нижней части надстройки, как правило, на глубине от 1 м до 5–6 м.

Строительство домов

Различные типы фундаментов и их применение для вашего дома!

Когда фундамент размещается непосредственно под самой нижней частью надстройки, это называется мелкозаглубленным фундаментом. Мелкозаглубленный фундамент (согласно определению B1/VM4) — это такой фундамент, в котором глубина от поверхности земли до нижней части фундамента менее чем в пять раз превышает ширину фундамента.
Это наиболее распространенный тип фундамента, который используется для всех небольших зданий. и может быть проложен открытым способом, допуская естественные уклоны со всех сторон. Этот тип фундамента пригоден для глубины до 5 метров и обычно удобен над уровнем грунтовых вод.

Мы используем мелкозаглубленный фундамент для распределения структурных нагрузок по широкой горизонтальной площади на небольшой глубине ниже уровня земли. Неглубокий фундамент благоприятен для фундаментов, глубина которых равна ширине фундамента или где глубина меньше ширины.

• Требуется меньше земляных работ, следовательно, снижаются трудозатраты на земляные работы.
• Строительство мелкозаглубленных фундаментов просто, так как глубина закладки фундамента меньше.
• Оборудование, необходимое для строительства мелкозаглубленного фундамента, простое и менее затратное.

Строительство домов

Использование различных видов землеройной техники на строительной площадке

• Неглубокие фундаменты можно построить за короткое время, что также помогает снизить затраты на аренду оборудования и рабочую силу.
• Строительство мелкозаглубленных фундаментов вызовет меньшее нарушение геоповерхности и, следовательно, благоприятно скажется на экологии и окружающей среде.
• Помогает уменьшить осадку, если грунт сжимается.
• Не требуется установка свай, что снижает стоимость.
• Меньше неопределенности в прогнозировании поведения мелкозаглубленных фундаментов и поддерживающего грунта. Для глубоких фундаментов, чем больше глубина залегания грунта, тем больше погрешность.

Строительство дома

10 Важные критерии выбора правильного фундамента для вашего дома

• Существует вероятность размыва, если строение находится рядом с рекой или морем. Мелкозаглубленный фундамент в таких местах использовать нельзя.
• Если уровень грунтовых вод высок и откачивать воду из котлована или канала нерентабельно, то мелкозаглубленный фундамент использовать нельзя.

Строительство домов

Как сделать фундамент, если в яме есть вода?

• Нельзя использовать там, где несущая способность верхнего слоя грунта меньше.
• Нельзя использовать, когда вес конструкции большой и нагрузка на конструкцию распределяется неравномерно.

При проектировании мелкозаглубленного фундамента для данной системы нагрузки фундамент должен соответствовать определенным проектным требованиям.
Три основных требования или критерия проектирования мелкозаглубленных фундаментов:

• Устройство фундамента, которое включает в себя глубину и расположение фундамента.
• Безопасность по несущей способности является требованием, которое включает в себя надлежащие пропорции основания, чтобы избежать катастрофического разрушения грунта под фундаментом.
• Каждый грунт оседает под нагрузкой. Такое урегулирование должно быть равномерным и допустимым. Допустимая осадка фундамента включает проверку чрезмерной осадки конструкции.

Строительство дома

Что такое дифференцированный расчет?

Чрезмерная осадка возникает из-за деформации массива грунта в результате приложенных касательных напряжений и из-за консолидации поддерживающего грунта.
Это также требует полного знания геотехнических свойств грунта для оценки ожидаемой осадки конструкции и времени, необходимого для завершения осадки.

Фундаменты мелкого заложения подразделяются на несколько типов в зависимости от их формы, размера и общей конфигурации.

• Распространенный фундамент
• Комбинированный фундамент
• Матовый или плотный фундамент
• Фундамент для ростверка
• Фундамент с внецентренной нагрузкой

Строительство дома

01. Распорный фундамент

Как следует из названия, в случае распорных фундаментов основание элемента, передающего нагрузку на грунт, делается шире, чтобы распределить нагрузку по большей площади. Различные типы фундаментов

• Фундамент стены
• Фундамент железобетонный
• Фундамент перевернутой арки
• Фундамент колонны

Комбинированный фундамент поддерживает две или более колонн в ряду. Комбинированный фундамент может быть прямоугольной формы, если обе колонны несут одинаковую нагрузку, или может быть трапециевидной формы, если есть ограничения по площади. Подробнее о комбинированном фундаменте читайте в статье

Домостроение

Что такое комбинированные фундаменты?

Плотный или матовый фундамент покрывает всю застроенную площадь под конструкцией и поддерживает все колонны. При больших нагрузках на конструкцию или низком допустимом давлении грунта использование распорных фундаментов покроет более половины площади здания, и может оказаться более экономичным использование ростверка. Сплошные фундаменты также используются там, где грунтовая масса содержит сжимаемые линзы, так что дифференциальную осадку трудно контролировать. Обычно, когда твердая почва хорошего размера недоступна на глубине от 1,5 до 2,5 м, используется плотный фундамент. Чтобы узнать о различных типах ростверка, прочитайте статью 9.0007

Строительство дома

Какие существуют типы плотного фундамента?

Ростверковый фундамент предназначен для передачи больших нагрузок от стальных колонн на грунты с малой несущей способностью. Такая компоновка позволяет избежать глубоких земляных работ, а также обеспечивает необходимую площадь основания для снижения интенсивности давления в пределах безопасной несущей способности грунта. В зависимости от материала, используемого при строительстве ростверка, его можно разделить на две категории:

• Стальной ростверк
• Деревянный ростверк

Домостроение

Свайные фундаменты: типы и классификация по функциям и материалам

05. Внецентренно нагруженное основание 900 22

Состоит из двух изолированных опор, соединенных конструкционным рычагом или ремешок. Ремешок соединяет опоры таким образом, что они ведут себя как единое целое. Ремешок просто действует как соединительная балка. При сравнительно высоком допустимом давлении грунта и большом расстоянии между колоннами внецентренно нагруженный фундамент более экономичен, чем комбинированный.
Таким образом, мелкозаглубленный фундамент — это такой тип фундамента здания, который передает нагрузку на почву очень близко к поверхности земли. Цель мелкозаглубленного фундамента состоит в том, чтобы распределить структурные нагрузки по широкой горизонтальной площади на небольшой глубине ниже уровня земли. Неглубокие фундаменты могут подходить или не подходить для высотных зданий. Это будет зависеть от высоты здания и типа грунта.

 Обязательно к прочтению:

  Необходимость свайного фундамента!

 Причины обрушения здания из-за обрушения фундамента

 Методы обезвоживания при земляных работах в заболоченной местности

Изображение предоставлено: Изображение 2, Изображение 3, Изображение 6

Неглубокие фундаменты | ASCE

• Насер Махмуд Абу-Хеджлех, к. т.н., ЧП
  Участник
• Маршалл Б. Эддисон, Ph.D., PE, M.ASCE
  Участник
• Кристиан Азеведо, Aff.M.ASCE
  Участник

• Венката Бхадрираджу,
  Участник
• Жан-Луи Брио, Ph. D., PE, D.GE, Dist.M.ASCE
  Участник

• Шуньи Чен, к.т.н., ЧП
  Участник
• Николас Чоу, PE, P.Eng, M.ASCE
  Участник
• Блейк Эрик Коттон, PE, M. ASCE
  Участник

• Луис Альфонсо Гарсия, AMASCE
  Участник
• Джаред М. Грин, PE, F.ASCE
  Член связи

• Малай Гхош Хаджра, Ph. D., PE, ENV SP, M.ASCE
  Участник
• Адель Майкл Ханна, PE, F.ASCE
  Участник
• Сандра Л Хьюстон, доктор философии, D.GE, M.ASCE
  Участник

• Мохаммад Садик Хан, Ph. D., PE, M.ASCE
  Участник
• Филип Г. Кинг, PE, D.GE, F.ASCE
  Участник
• Марк Э. Кубена, PE, M.ASCE
  Участник
• Арвинд Садашив Кумбхойкар, PE, F. ASCE
  Участник

• Джозеф Рэй Мейер,
  Участник

• Венди Энн Преслер, PE, M.ASCE
  Участник
• Эдвард Дейл Прост, Jr, PE, M. ASCE
  Участник

• Дэниел Джозеф Рич, PE, M.ASCE
  Участник

• Кристина Скотт,
  Контактное лицо персонала ASCE
• Хосам Салман, Ph. D., PE, F.ASCE
  Участник
• Шад М Сарганд,
  Участник
• Сяоюй Сун, доктор философии, AMASCE
  Участник
• Кеннет Майкл Струзик, PE, M. ASCE
  Участник

• Чиа К. Тан, Ph.D., PE, D.GE, F.ASCE
  Участник

• Дэвид Джошуа Уайт, Ph.D., PE, M.ASCE
  Участник
• Уоррен Кент Рэй, Ph.