Утепленный ленточный фундамент мелкого заложения

Грамотное утепление ленточного фундамента

Утепление фундамента рекомендуется проводить ещё на этапе его постройки. Теплоизоляция препятствует отсыреванию полов и подвального помещения, сделает пол тёплым, не допустит сквозняков, позволит сохранять температуру искусственно нагретого пространства помещения в неизменном состоянии, защищая тёплый воздух от выдувания.

Хорошо утеплённый фундамент оказывает противодействие морозному пучению грунта. Благодаря теплу, исходящему от заглублённой части фундамента, оставшаяся на зимнее время вода в грунте, возле его границ, не замерзает, а постоянно подтаивает. Не замерзающая в лёд вода не увеличивает грунт в объёме. Фундаменту не придётся противостоять касательным силам пучения.

Технология утепления ленточного фундамента снаружи

Наружное утепление фундамента важнее внутреннего. Слои гидро- и теплоизоляции препятствуют промерзанию фундамента и стен подвального помещения с внешней стороны.

Как утеплить ленточный фундамент? После вырывания необходимой по размерам траншеи под ленточный фундамент, сразу приступают к его утеплению. Почву по низу траншеи трамбуют, насыпают слой песчаной подушки на 10-15 см, которую также утрамбовывают. Заливается слой подбетонки толщиной 3-5 см, иногда изоляционные слои наносят сразу на песчаную подушку.

Помимо слоя утепления для основания фундамента, возможна прокладка изоляционных покрытий для внешних стенок фундамента.

Утеплять, предварительно покрывая слоем гидроизоляции, нужно и стены, и пол подвального помещения.

На слой цемента наносят гидроизоляцию и укладывают утеплитель. Часто в качестве гидроизоляции используют жидкую резину — полимерную битумную мастику. На ней не появляются плесень и грибки, несъедобна для грызунов. Битумная мастика обладает эластичностью, поэтому практически не растрескивается.

Битумная мастика наносится с помощью распыления специальным прибором или вручную. Для распыления битумной эмульсии используют аппарат безвоздушного распыления — мини гудронатор. Вручную мастику наносят шпателем, постоянно корректируя в ровный слой. Битумная эмульсия наносится в 2-4 слоя. Общая толщина покрытия — 2-6 см.

Существует рулонная гидроизоляция для фундамента. Часто используются битумные гидроизоляционные мембраны. Слои покрытия наносят на фундамент, предварительно прогревая с нижней стороны газовой или бензиновой горелкой.

Пенопласт — универсальный утеплитель. Главное достоинство — очень низкая теплопроводность. Пенопластом можно утеплять фундамент у основания и по наружной части стенок, также отапливаемые и неотапливаемые подвальные помещения. Листы пенопласта крепятся к поверхности на специальный клей, не содержащий растворителей. Если нужно изменить размер какой-либо плиты, пенопласт можно резать обычным канцелярским ножом.

Для утепления наружных стенок фундамента нужно выбрать листы пенопласта по 20 см в толщину. На листы пенопласта с одной стороны наносится клей несколькими симметричными точками, и их сразу прислоняют к поверхности. Все стыки тщательно заделываются клеем. Для утепления фундамента пенопласт приклеивается на бетон или на полностью высохшую битумную мастику (покрытие считается высохшим, когда перестаёт прилипать). Слой пенопласта полностью герметизируется последующей гидроизоляцией.

Если покрытие из пенопласта устанавливается на внешней части фундамента, его можно оштукатурить. Перед нанесением штукатурки пенопласт обязательно армируется стеклосеткой с помощью специального клея для фасадных работ. Сетку крепят внахлёст не менее чем на 10 см. Наносят армирующую смесь в два этапа, оба раза слой не превышает 2-3 мм. После высыхания смеси её выравнивают наждачной бумагой для последующего нанесения отделочного слоя.

Пенополистирол, кроме низкой теплопроводности, совершенно не чувствителен к сырости и влаге, в нём не может заводиться плесень и грибок. Недостаток — постепенно разрушается под действием УФ-излучения. Монтируется аналогично покрытию из пенопласта. При установке на внешних стенках фундамента обязательно оштукатуривается.

Пенополиуретан не требует дополнительных гидроизоляционных покрытий. Помимо теплоизоляционных качеств пенополиуретан не пропускает и не впитывает воду, не поддерживает горение. В нём не образовываются грибки и плесень. Пенополиуретан не разрушается грызунами.

Данный утеплитель можно использовать в листовом варианте, закрепляя специальным монтажным клеем для полиуретана. Слой пенополиуретанового покрытия для фундамента в среднем составляет 40-60 мм. Можно сделать бесшовное покрытие, для этого приобретается полиуретановая пена, которая распыляется из специальных установок безвоздушного напыления пены. При распылении покрытие быстро сохнет.

Минеральная вата производится из базальтовых горных пород (наиболее часто применяется), стекловолокна и шлаков. Выдерживает чрезвычайно высокие и низкие температуры, поэтому подходит для любого климата, огнеупорна.

Минеральная вата впитывает воду, из-за чего образуются плесень и грибки. Отсыревания утеплителя можно избежать, загерметизировав минвату слоями гидроизоляции с обеих сторон. Минеральная вата имеет предрасположенность к деформации, поэтому с помощью этого материала утепляются только внешние стенки фундамента.

А прочитав эту статью, вы узнаете зачем надо утеплять фундамент.

Утепленный ленточный фундамент мелкого заложения

Если ленточный фундамент мелкого заложения установлен на пучинистом грунте, для предупреждения промерзания грунта проводятся теплотехнические мероприятия для стенок и основания фундамента.

Фундамент обязательно утепляется горизонтально и вертикально по низу. Слой утеплителя накладывается на песчаную подушку, поэтому к глубине траншеи прибавляется от 5 см, в зависимости от его толщины. Опалубка для фундамента должна занимать в толщину не меньший размер, чем толщина заранее выбранного утеплителя.

Для мелкозаглублённого фундамента используются те же гидро- и теплоизоляционные материалы, как для ленточных фундаментов любого уровня заглубления. Преимущественно используется экструдированный пенополистирол, который выкладывается стык в стык и крепиться специальным клеем или битумной мастикой.

Стыки любого листового утеплителя обязательно заделываются мастикой или клеем. При необходимости можно наложить утеплитель в два слоя, местоположение стыков второго ряда не должно совпадать с первым.

В перечень работ по утеплению входит нивелирование рисков растрескивания фундамента и стен. По периметру фундамента проводят дренажную систему. Прокладывается замкнутая система сливных труб под небольшим уклоном.

А тут статья о том, как утеплить столбчатый фундамент.

Утеплённый фундамент мелкого заложения своими руками

Устройство поверхностного теплоизолированного фундамента в большей части напоминает устройство ленточного фундамента обычного типа, за исключением глубины расположения и наличия теплоизоляции. При этом стоимость его заложения, благодаря существенному сокращению объёмов бетонных работ, соответственно, ниже.

Особенности устройства ПТФ

Такие фундаменты имеют вертикальную теплоизоляцию с внешней стороны на всю глубину от подошвы до уровня выше отметки земли. Однако, не всё так просто. Монолитный бетон обладает большой теплопроводностью, так что и проникновение отрицательных температур может произойти непосредственно через тело фундамента.

Иными словами, неглубокий фундамент способен сам заморозить грунт под собой. Чтобы полностью исключить эту вероятность, выполняют дополнительное утепление в том числе и цокольной части фундамента.

Полноценная схема теплоизоляции фундамента мелкого заложения должна состоять как минимум из двух участков — вертикального и горизонтального. Вертикальный участок располагается на внешней стенке фундаментной ленты от подошвы и до верхнего среза цокольной части. Горизонтальный может располагаться как на уровне подошвы, так и выше. Зачастую он становится ещё и своеобразным основанием для укладки бетонной отмостки. Вместе вертикальный и горизонтальный участки должны образовать сплошной пояс по периметру здания.

Чтобы утепление фундамента было действительно качественным, его необходимо предварительно рассчитать под конкретную постройку и регион. В зависимости от климатических условий выбираются все параметры теплоизоляционного слоя: толщина для вертикального участка, ширина вдоль периметра и величина расширенной части на углах фундамента для горизонтального участка.

Полная методика вычислений теплотехнических параметров, которой оперируют проектировщики, достаточно сложна для частного застройщика, однако есть и менее трудоёмкий метод, который позволяет вычислить искомые значения с приемлемой точностью.

Методика расчёта толщины теплоизоляции фундамента

Для вертикального участка можно воспользоваться формулой суммарного сопротивления теплопередаче R = Rб + Rт. Где R=d/λ высчитывается как отношение толщины материала к коэффициенту теплопроводности.

То есть требуемая толщина теплоизоляционного слоя будет равна: dт=(R-dб/λб)*λт, где dт — искомая толщина теплоизоляции, dб — ширина бетонной ленты ПТФ фундамента, λб — коэффициент теплопроводности бетона, λт — коэффициент теплопроводности ЭППС.

Поскольку коэффициент теплопроводности λ для любого строительного материала величина табличная, а ширина ленты фундамента тоже известна, остаётся только узнать значение сопротивления теплопередаче R. Этот параметр нормируется для типа построек и различных климатических регионов. Для Уральского региона он будет равен от 3,42 до 3,64.

С имеющимися данными расчёт требуемой толщины слоя теплоизоляции труда уже не составит. Например, при утеплении бетонного ПТФ фундамента шириной 500 мм экструзионной плитой dт=(3,5-0,5/1,7)х0,029=0,093 или

100 мм. Результат стоит округлить в большую сторону применительно к имеющимся типоразмерам плит. В данном случае можно использовать как один 100 мм слой, так и уложенные с перехлёстом два слоя по 50 мм.

Ширина горизонтальной части по внешнему периметру постройки для уральской климатической зоны 1,5-1,8 м. Толщина порядка 80 мм. На угловых участках стен ширину и толщину «юбки» необходимо увеличить в 1,5 раза.

* Можно воспользоваться калькулятором толщины на сайте производителя теплоизоляции Экстрол Малахит.

Самостоятельная закладка ПТФ фундамента

По периметру будущей постройки, под планируемыми наружными и несущими внутренними стенами копают траншею. Сразу после съёма верхнего грунта делается песчаная подушка толщиной порядка 10 см. Её основная задача заключается в устранении неровностей в плоскости контакта подошвы фундамента с грунтом основания.

Другими словами, неровности котлована присыпают песком и выводят «в горизонт». Такая подсыпка устраивается в большинстве случаев. В песчаных грунтах при устройстве монолитных железобетонных фундаментов роль такой подготовки выполняет 100-150 мм слой тощего бетона, называемый подбетонкой.

Искусственная песчаная засыпка в принципе не должна быть излишне высокой. Материал отсыпается слоями и тщательно уплотняется. Самодеятельные строители совершают большую ошибку, заменяя механическое уплотнение песка простой проливкой водой, или совсем её не делая. В результате такой «экономии» получается фундамент с непредсказуемыми характеристиками. Песчаную подсыпку без тщательного механического уплотнения необходимо как минимум проливать цементным «молоком».

При утеплении подошвы ленточного фундамента, теплоизоляция свободно укладывается на подготовленное основание (уплотнённую песчаную подушку). В этом случае соседние плиты при необходимости можно скрепить между собой гвоздевыми пластинами. Экструзионный пенополистирол легко пилится обычной ножовкой или режется ножом.

Бетонные работы выполняют с применением опалубки из стенок опорных брусков и обшивкой из плотно подогнанных друг к другу досок. Ширина основания зависит от толщины стен и передаваемой на фундамент нагрузки. Обычно его ширина равна толщине стен или немного тоньше. Высота принимается равной двойной ширине. Можно сделать фундамент высотой равной ширине фундамента, но в этом случае потребуется более мощное армирование.

Монолитный ленточный фундамент мелкого заложения должен быть армирован как в нижнем, так и в верхнем поясе. Его конструкция подвержена знакопеременным нагрузкам, растянутые и сжатые зоны периодически меняются местами. В тёплый сезон вес здания и сила давления грунта чаще всего уравновешивают друг друга и изгибающего напряжения не возникает. В зимний период ситуация кардинально меняется — снизу давят морозные силы пучения, сверху вес здания и снег. Эти силы распределены неравномерно и где именно произойдет вспучивание, а где прогиб, предугадать сложно. Поэтому разумнее армировать и сверху, и снизу, уделяя особое внимание углам и примыканиям.

На схеме армирования углов мелкозаглублённого фундамента: 1 — продольная рабочая арматура; 2 — поперечные связки; 3 — П-образная арматура.

Сармированием прямой части фундамента вопросов, как правило, не возникает. Стержни арматуры заданного диаметра связывают между собой хомутами, формируя пространственную структуру металлического каркаса. А вот состыковка двух или трёх прямых горизонтальных участков в углах не так проста, как кажется на первый взгляд.

Стыковать арматуру простым наложением в перекрестьях недопустимо. Максимальный изгибающий момент может быть где угодно. Поэтому углы ленты должны быть дополнительно проармированы Г-образными или П-образными стержнями и особым способом заведены в боковые стенки. Только так можно получить прочную пространственную конструкцию, способную держать изгибающие моменты в любых направлениях. Другими словами, получится действительно монолитный пояс.

Укладку бетона, чтобы не расходовать влагу жидкого бетона, ведут в обильно смоченной водой опалубке. Опытные строители рекомендуют опалубку выкладывать полиэтиленом, чтобы бетонное молоко не вытекало наружу. От качества раствора напрямую зависит прочность будущего основания.

Поэтому при заказе готового бетона стоит убедиться в его качестве, запросив у производителя сертификат соответствия бетона строительным нормативам. В любом случае не лишним будет из каждого миксера забрать пробы — залить бетон в предварительно подготовленные из досок формы 10х10х10 см. В случае сомнений в качестве материала их можно будет отдать на экспертизу.

Бетон крайне желательно залить за один приём. Если раствор подается прямо из миксера, заполняют сначала самый дальний край опалубки, постепенно передвигаясь ближе. В структуре монолита не должно быть пустот, иначе прочность основания сильно снизится. Поэтому бетон сразу разравнивают лопатой и трамбуют штыкованием до тех пор, пока поверхность не заблестит от выступившей влаги (цементного молока).

Спустя 20-24 часа ленту можно смочить водой. Летом опалубку с бетоном лучше всего ещё и укрывать плёнкой. Приступать к дальнейшим работам можно лишь после набора не менее 70-75% прочности. В летние месяцы (средняя днём +20ºС, ночью +10ºС) период ожидания составит от 20 до 28 дней. Выполнять распалубку можно через 4-7 дней, в зависимости от используемых производителем бетона добавок.

Дальнейшие работы по утеплению фундамента экструзионными плитами производится после набора бетоном полной прочности. Стенки должны быть ровными и очищенными от грязи и наслоений бетона. Все неровности, раковины и сколы выравниваются и заполняются цементно-песчаным раствором. После высыхания выполняют весь комплекс мер по гидроизоляции.

При утеплении вертикальной части фундамента с нанесённым гидроизоляционным слоем фиксировать плиты на дюбеля категорически запрещается. В месте установки неизбежно возникнут течи, поэтому рекомендуется использовать специальный клей или клей-пену для пенополистирола. В дальнейшем теплоизоляция будет держаться на месте за счёт давления грунта при обратной засыпке.

Пена наносится 3-см полосой по всему периметру, плюс одной полосой по центру плиты с отступом от края не менее 2 см. На цокольную часть фундамента выше уровня земли утеплитель дополнительно фиксируют механически пятью дюбелями на плиту. На угловых участках их количество доводят до 6-8 шт. Зазоры между плитами теплоизоляции, если они превышают 2 мм, запенивают монтажной или всё той же клеевой пеной.

Усиление теплоизоляционных свойств фундамента в разы увеличивает теплосберегающие характеристики здания в целом и, соответственно, приводит к общему снижению расходов на отопление. Помимо повышения энергоэффективности, такой способ утепления ещё и увеличивает срок службы фундамента, ведь гидроизоляция надёжно защищена от различных механических воздействий.

Следует заметить, что сама по себе глубина заложения фундамента напрямую не связана с высотой цокольной части. То есть загородный дом совсем не обязательно должен иметь выход на том же уровне, что и окружающий участок. В определённых условиях отсутствие лестницы на входе в дом удобно. Однако при высоком уровне снежного покрова и в весеннее половодье подобное решение не назовёшь практичным.

Правила устройства фундамента мелкого заложения

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»?

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. Это обстоятельство обуславливает прямую целесообразность утепления отмостки вокруг здания – оно не позволит промерзнуть грунту вокруг малозаглубленного фундамента и проникнуть под него.

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

Основная сложность при устройстве фундаментов мелкого заложения заключается в поиске баланса между утеплением пола и температурным режимом в зимний период. Это критически важно для холодных регионов при наличии подвала.

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. Причём второй вариант, пожалуй, предпочтительнее – снизятся энергозатраты на прогревание грунтового массива под зданием, в зимний период при отсутствии отопления температура грунта под зданием будет равномерной. При «частичном» утеплении пола с поддержанием плюсовой температуры возможно промерзание в углах здания, как в наиболее уязвимой зоне.

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. Мощное утепление пола (с точки зрения сбережения тепла внутри земли) не спасает углы здания от мороза на поверхности. И наоборот, при незначительном утеплении пола в случае включенного отопления промерзание за счёт существенных энергозатрат на отопление не происходит.

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.

Фундамент мелкого заложения

Механизм функционирования мелкозаглубленного фундамента заключается в следующем: при морозном вспучивании грунта такая конструкция, представляющая из себя жесткую армированную раму, без повреждений и равномерно поднимается и опускается вместе со зданием. Распространено ошибочное мнение, что фундаменты мелкого заложения (ФМЗ) не годятся для возведения практически любых конструкций.

Конструктивные особенности таких конструкций

Надземная часть, представляющая из себя упор для возводимых строений, называется обрез. Противоположная нижняя часть, которая передает нагрузки на грунт – подошва фундамента. Ширина траншеи принимается равной ширине подошвы, а его высота равна расстоянию от нижнего края подошвы до верхнего края обреза. Глубина траншеи — это расстояние от поверхности до края подошвы. У таких фундаментов выступающую часть над поверхностью называют подколонник .

При обустройстве такого типа основы, зачастую обходятся без глубокой траншеи. Бывает достаточно снять верхний слой грунта. Он редко превышает глубину в полметра. Снимают его для того, чтобы подошва опиралась на более плотный грунт с хорошим показателем несущей способности. Хотя такой грунт и подвержен силам морозного вспучивания, фундамент двигается вместе с конструкцией и обеспечивает необходимую устойчивость. Для этого нужно правильно определить размеры подошвы.

Конструктивная особенность мелкозаглубленной основы состоит в том, что воздействие боковых сил уменьшается, за счет снижения площади его тела, а силы, действующие снизу вверх, уравновешиваются массой конструкции.

Какие бывают виды ФМЗ в зависимости от техники возведения

Многие хозяева участков желают построить свой дом как можно дешевле. В таких случаях предпочтительно обустраивать ФМЗ. По сравнению с сильнозаглубленными, он обходится намного дешевле и не увеличивает риски разрушения конструкций.

Виды фундаментов мелкого заложения отличаются основанием, их разделяют на четыре группы:

• ленточного типа;
• столбчато-свайные;
• в виде плиты;
• цельномонолитные.

Каждый вид имеет свою особенность и специфику использования. Выбор конкретного вида нужно делать исходя из произведенных расчетов.

Ленточный вид ФМЗ

Этот вид самый популярный при частном строительстве. Область его применения — от легких каркасных построек до тяжелых домов из камня. Если обустройство фундамента предполагает утепление и дренаж, возведение допустимо на всех видах грунта.

Устройство ленточного фундамента выглядит как непрерывная полоса из бетона с внутренней армировкой. Такая конструкция равномерно распространяет вес стен сооружения и передает их подошве. Существует несколько различных конструкций:

• монолитная заливка с армирующими поясами;
• сборно-монолитная, армированная по всей длине;
• блочная со сплошной двойной армировкой.

Возведение ленточного типа ФМЗ обладает целым рядом преимуществ. Основными преимуществами являются:

• стоимость материалов ниже на 40-50%, чем аналогичные сильнозаглубленные;
• стоимость работ также гораздо меньше, глубокую траншею рыть не нужно, опалубка возводится небольшая и без особых проблем.

Для создания подвального помещения необходимо довести глубину заложения до размеров подвала.

Столбчато-свайный вид основания

Такой вид фундамента выглядит, как конструкция из вкопанных на небольшую глубину в землю столбов- колонн или свай по всему периметру будущих стен. Опоры располагаются по углам и пересечениям, а также в местах предполагаемой повышенной нагрузки. Между ними монтируется неглубокий ростверк, соединяющий опоры между собой и равномерно распределяющий нагрузку.

Возводить такой фундамент актуально на сильнопучинистых грунтах, которые содержат много торфа, супеси или глины. Основным его преимуществом является низкая стоимость возведения и малые временные затраты. По этим причинам он очень популярен у застройщиков.

Основание в виде цельной плиты

Его возведение подразумевает под собой заливку армированной бетонной плиты, по площади всего сооружения, толщиной до 30 сантиметров. Само здание впоследствии возводится на этой плите.

Особенности конструкции плитного фундамента мелкого заложения очень схожи с ленточным типом. Главное различие имеется в том, что основание строения жестко армировано по всей площади, воспринимает и распределяет нагрузки по всей конструкции равномерно. Можно сказать, что строение «плавает» на грунте, как на понтоне.

Если вести речь о достоинствах такого ФМЗ, надо понимать, что такой вариант позволяет снизить затраты на бетон до 30%, а затраты на подготовку котлована и опалубки — более чем вполовину, в сравнении с аналогичными заглубленными вариантами.

Цельномонолитный вид ФМЗ

Такой вид фундамента подходит практически всем сооружениям и домам на любом типе грунта, за исключением больших наклонов на участке и скального грунта. Его конструкция подразумевает объединение всех разрозненных частей силового каркаса в единую армированную крепкую конструкцию, она, аналогично плите, поровну распределяет массу здания и силы морозного вспучивания на всю площадь подошвы. При его обустройстве очень важно правильно рассчитать размеры подошвы фундамента.

Возведение цельномонолитного фундамента несет за собой большие материальные, трудовые и временные затраты, существенную часть которых составляют подготовительные работы. Все это можно оправдать высокой надежностью такого сооружения.

Необходимость обустройства песчаной подушки под подошву

Особенности возведения фундаментов мелкого заложения не предполагают копать глубокую траншею, достаточно убрать верхний слой грунта. После этого обустраивают небольшую песчано-гравийную подушку из крупного песка и щебня средней фракции. Полученный слой хорошо утрамбовывают, и после этого можно начинать возводить фундамент.

Бытует мнение, что для заливного монолитного фундамента такую подушку можно не сооружать. Текучий бетон самостоятельно проникнет во все неровности на дне и будет равномерно распределять нагрузку и без подушки. Еще некоторые строители рекомендуют не делать подушку под подошву, когда на участке грунт в виде супеси или глинистый. Определенная логика в таких рекомендациях присутствует. Выполнив песчано-гравийную подсыпку на участках с таким грунтом, существует риск создать под подошвой песчаный мешок, в который может попасть вода, и силы морозного вспучивания окажут воздействие гораздо выше, чем без подушки. Такого эффекта можно избежать, применяя систему дренажа и утеплитель.

Причина попадания воды кроется в повышении пропускающей способности песчаных и глинистых грунтов около фундамента из-за нарушения естественной плотности грунта при проведении работ и прокладке коммуникаций. Попав в песчаную подсыпку, воде будет сложно уйти оттуда, так как грунт вокруг гораздо плотнее. Во время сильных морозов вспучивание будет неравномерным. Это может привести к повреждению конструкции.

Утепление вокруг фундамента

Для предотвращения воздействия морозного вспучивания грунта желательно утеплить фундамент мелкого заложения. После утепления грунт будет промерзать на малую глубину и его расширения и смещения станут незначительными, соответственно, воздействие на основание ослабнет. Если довести глубину заложения утеплителя до границы промерзания, под подошвой образуется непромерзающая зона и силы морозного вспучивания будут равны нулю.

Используя обустройство теплоизоляции грунта на ширину около метра от фундамента, можно полностью избавиться от воздействия вспучивания в холодный период года. Это поспособствует и утеплению дома, ведь само тело фундамента очень хорошо проводит холод и может способствовать промерзанию грунта под строением.

После обустройства фундамент нельзя оставлять под зиму ненагруженным. Необходимо возвести хотя бы часть строения до минусовых температур, иначе силы морозного вспучивания грунта могут неравномерно поднять фундамент из земли.

Монолитный мелкозаглубленный ленточный фундамент, расчёт и устройство МЗЛФ

Мелкозаглубленный ленточный фундамент (далее МЗЛФ) — это один из видов ленточных фундаментов, который характеризуется небольшим заглублением, значительно меньшим глубины промерзания грунта, и относительно не большим расходом бетонной смеси. В данной статье рассмотрены основные преимущества и недостатки МЗЛФ, наиболее частые ошибки при их сооружении, упрощённая методика расчёта подходящая частным застройщикам (не профессионалам), рекомендации по устройству фундамента своими руками.

Основными достоинствами МЗЛФ являются:

— относительно невысокая стоимость — расход бетона значительно ниже, чем при строительстве обычного ленточного фундамента. Именно этот фактор чаще всего определяет выбор данной технологии при малоэтажном строительстве;

— сниженные трудозатраты — меньший объём земляных работ, меньший объём приготавливаемого бетона (особенно это важно, когда нет возможности произвести заливку готовой смеси с миксера);

— меньшие касательные силы морозного пучения, обусловленные уменьшенной площадью боковой поверхности фундамента.

Однако при строительстве МЗЛФ необходимо строго соблюдать технологию, легкомысленное отношение к процессу может привести к появлению трещин, и тогда все вышеперечисленные достоинства, как говорится, вылетят в трубу.

Самые распространённые ошибки, совершаемые при устройстве МЗЛФ:

1) выбор основных рабочих размеров фундамента вообще без какого-либо (даже самого упрощённого) расчёта;

2) заливка фундамента непосредственно в землю без выполнения обсыпки непучинистым материалом (песком). По рис. 1 (справа) можно сказать, что в зимнее время года грунт будет примерзать к бетону и, поднимаясь, тащить ленту кверху, т.е. на фундамент будут действовать касательные силы морозного пучения. Особенно это опасно, если МЗЛФ не утеплён и не обустроена качественная отмостка;

3) неправильное армирование фундамента — выбор диаметра арматуры и числа стержней на своё усмотрение;

4) Оставление МЗЛФ не нагруженным на зиму — рекомендуется весь цикл работ (сооружение фундамента, возведение стен, утепление фундамента и обустройство отмостки) выполнять за один строительный сезон до наступления сильных морозов.

Расчёт мелкозаглубленного ленточного фундамента

Расчёт МЗЛФ, как и любого другого фундамента, основывается, во-первых, на значении нагрузки от веса самого дома и, во-вторых, на расчётном сопротивлении грунта. Т.е. грунт должен выдерживать вес дома, передаваемый на него через фундамент. Обратите внимание, что именно грунт держит на себе массу дома, а не фундамент, как некоторые полагают.

Если рассчитать вес дома при желании обычный частный застройщик ещё сможет (например, при помощи нашего онлайн-калькулятора расположенного здесь… ), то определить расчётное сопротивление грунта на своём участке самостоятельно не представляется возможным. Данная характеристика рассчитывается профильными организациями в специализированных лабораториях после проведения геолого-геодезических изысканий. Всем известно, что процедура эта не бесплатная. В основном прибегают к ней архитекторы, делающие проект дома, они же потом на основании полученных данных рассчитывают фундамент.

В связи с этим приводить в рамках данной статьи формулы для расчёта размеров МЗЛФ смысла нет. Мы рассмотрим случай, когда застройщик ведёт строительство своими силами, когда он не проводит геолого-геодезические изыскания и не может точно знать расчётное сопротивление грунта на своём участке. В такой ситуации размеры и конструкцию МЗЛФ можно выбрать по приведённым ниже таблицам.

Характеристики фундамента определяются в зависимости от материала стен и перекрытий дома и его этажности, а также от степени пучинистости грунта. Как можно определить последнюю описано здесь…

I. МЗЛФ на средне- и сильнопучинистых грунтах

Таблица 1: Отапливаемые здания со стенами из облегчённой кирпичной кладки или из газобетона (пенобетона) и с железобетонными перекрытиями.

Примечания:

— цифра в скобках указывает материал подушки: 1 — песок средней крупности, 2 — песок крупный, 3 — смесь песка (40%) с щебнем (60%);

— данную таблицу можно использовать и для дома с деревянными перекрытиями, запас прочности будет ещё больше;

— варианты конструкций фундаментов и варианты армирования смотрите ниже.

Таблица 2: Отапливаемые здания со стенами из утеплённых деревянных панелей (каркасные дома), брёвен и бруса с деревянными перекрытиями.

Примечания:

— цифры в скобках обозначают тоже, что и в таблице 1;

— над чертой значения для стен из утеплённых деревянных панелей, под чертой — для бревенчатых и брусовых стен.

Таблица 3: Незаглубленные фундаменты неотапливаемых бревенчатых и брусовых построек с деревянными перекрытиями.

Примечания:

— над чертой значения для бревенчатых стен, под чертой — для стен из бруса.

Варианты конструкции МЗЛФ на средне- и сильнопучинистых грунтах обозначенные в таблицах буквами показаны на рисунках ниже:

1 — монолитный железобетонный фундамент; 2 — песчаная засыпка пазух; 3 — песчаная (песчано-щебёночная) подушка; 4 — арматурный каркас; 5 — отмостка; 6 — черновой пол (показан условно); 7 — гидроизоляция; 8 — цоколь; 9 — поверхность грунта; 10 — песчаная подсыпка; 11 — дёрн.

Вариант а. — верхняя плоскость фундамента совпадает с поверхностью земли, цоколь выложен из кирпича.

Вариант б. — фундамент выступает над поверхностью на 20-30 см., образуя низкий цоколь или являясь частью цоколя.

Вариант в. — фундамент возвышается над грунтом на 50-70 см., при этом он же является и цоколем.

Вариант г. — незаглубленный фундамент-цоколь; в таблице 3 видно, что такие фундаменты используются для неотапливаемых деревянных построек.

Вариант д. — применяется вместо вариантов б. или в. , когда ширина подошвы фундамента значительно превышает толщину стены (более чем на 15-20 см).

Вариант е. — мелкозаглубленный ленточный фундамент на песчаной подсыпке используется довольно редко на слабых (заторфованных, заиленных) грунтах при высоком уровне грунтовых вод для деревянных построек. В зависимости от размеров постройки подсыпка делается либо под каждой лентой, либо под всем фундаментом сразу.

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента

Армирование МЗЛФ производится сетками из рабочей арматуры и вспомогательной арматурной проволоки. Рабочая арматура располагается в нижней и в верхней части фундамента, при этом она должна быть погружена в толщу бетона примерно на 5 см. Нижняя сетка работает на прогиб фундаментной ленты вниз, а верхняя — на выгиб ленты вверх. Располагать рабочую арматуру посередине ленты (как иногда можно увидеть в интернете) нет никакого смысла.

Таблица 4: Варианты армирования фундаментов.

Схемы армирования МЗФЛ показаны на следующем рисунке:

а. — сетка с двумя стержнями рабочей арматуры; б. — сетка с тремя стержнями рабочей арматуры; в. — Т-образный стык; г. — Г-образный угловой стык; д. — дополнительное армирование МЗЛФ с большой шириной подошвы, когда подошва шире цоколя более чем на 60 см (дополнительная сетка располагается только в нижней части.

1 — рабочая арматура (А-III); 2 — вспомогательная арматурная проволока ∅ 4-5 мм (Вр-I); 3 — стержни вертикальной арматуры ∅ 10 мм (А-III), соединяющие верхнюю и нижнюю сетки; 4 — арматура для усиления угла ∅ 10 мм (А-III); 5 — соединение проволочными скрутками (длина скрутки не менее 30-ти диаметров рабочей арматуры); 6 — дополнительная рабочая арматура ∅ 10 мм (А-III).

II. МЗЛФ на непучинистых и слабопучинистых грунтах

Мелкозаглубленные ленточные фундаменты на непучинистых и слабопучинистых грунтах не обязательно делать только из монолитного бетона. Можно использовать и другие местные материалы, например, бутовый камень, красный керамический кирпич. МЗЛФ закладывается на 0,3-0,4 метра без песчаной подушки. Причём для деревянных зданий и одноэтажных кирпичных (или газобетонных) фундаменты можно даже не армировать.

Для 2-х и 3-х этажных домов со стенами из каменных материалов МЗЛФ армируется. Фундаменты из бетона усиливаются по 1-му варианту армирования (см. таблицу 4 выше). Фундаменты сложенные из бута или кирпича усиливаются кладочными сетками из арматуры Вр-I ∅ 4-5 мм с размером ячеек 100х100 мм. Сетки кладут через каждые 15-20 см.

Конструкции МЗЛФ на непучинистых и слабопучинистых грунтах показаны на рисунке ниже:

1 — фундамент; 2 — цоколь; 3 — отмостка; 4 — гидроизоляция; 5 — черновой пол (показан условно); 6 — сетки из проволочной арматуры, 7 — армирование по 1-му варианту (см. таб.4)

Варианты а. и б. — для деревянных и одноэтажных кирпичных (газобетонных) зданий.

Варианты в. и г. — для двух- и трёхэтажных кирпичных (газобетонных) зданий.

Ширина подошвы b определяется в зависимости от этажности здания и материала стен и перекрытий.

Таблица 5: Значения ширины подошвы МЗЛФ на непучинистых и слабопучинистых грунтах.

Этапы строительства мелкозаглубленного ленточного фундамента и рекомендации

1) Перед тем как приступать к строительству фундамента, при необходимости нужно обеспечить качественный отвод поверхностных дождевых вод с соседних участков от пятна застройки. Делается это путём отрывки водоотводных канав.

2) Размечается фундамент и отрываются траншеи. Рекомендуется приступать к земляным работам только после завоза на стройплощадку всех необходимых материалов. Процесс отрывки траншеи, заливки ленты, обратной засыпки пазух и сооружения отмостки желательно организовать непрерывным. Чем менее он растянут по времени, тем лучше.

3) Вырытые траншеи застилаются геотекстилем. Делается это для того, чтобы песчаная подушка и песчаная засыпка пазух со временем не заиливалась окружающим их грунтом. При этом геотекстиль свободно пропускает воду и не даёт возможности прорастать корням растений.

4) Послойно (слоями 10-15 см) засыпается песчаная (песчано-щебёночная) подушка с тщательной утрамбовкой. Пользуются либо ручными трамбовками, либо площадочными вибраторами. Не стоит относиться к трамбовке легкомысленно. Мелкозаглубленные фундаменты не такие мощные, как фундаменты залитые на всю глубину промерзания и поэтому халява здесь чревата появлением трещин.

5) Выставляется опалубка и вяжется арматурный каркас. Не забывайте сразу предусматривать подвод к дому воды и канализации. Если фундамент является и цоколем помните о продухах (не относится к постройкам с полами по грунту).

6) Заливается бетон. Заливка всей ленты должна производиться непрерывно, как говорится, в один заход.

7) После схватывания бетона (летом 3-5 дней) снимается опалубка и делается вертикальная гидроизоляция фундамента .

8) Производится обратная засыпка пазух крупным песком с послойным трамбованием.

9) Сооружается отмостка. Желательно (особенно при небольшой высоте фундаментной ленты) делать отмостку утеплённой. Эта мера дополнительно уменьшит силы морозного пучения, воздействующие на МЗЛФ зимой. Утепление производят экструдированным пенополистиролом.

Как уже говорилось в начале статьи, не допускается оставлять МЗЛФ незагруженным или недогруженным (здание построено не полностью) на зиму. Если всё же такое произошло, сам фундамент и грунт вокруг него нужно укрыть любым теплосберегающим материалом. Использовать можно опилки, шлак, керамзит, солому и т.п. Чистить снег на пятне застройке также при этом не нужно.

Возводить мелкозаглубленный ленточный фундамент в зимнее время года в промёрзшем грунте крайне не рекомендуется.

В комментариях к данной статье Вы можете обсудить с читателями свой опыт в строительстве и эксплуатации МЗЛФ либо задать интересующие Вас вопросы.