Расчет ленточных фундаментов-Делай сам! Щелевой фундамент для дома

Щелевой фундамент по своей сути является одним из вариантов ленточного основания. Применяется такой вариант для малоэтажной застройки, являясь своеобразной адаптацией традиционного к ограниченным возможностям частного застройщика.

Общее описание технологии

Прежде всего, щелевые фундаменты отличаются от других разновидностей тем, что в их конструкции практически полностью отсутствует опалубка. По периметру будущего дома выкапывается траншея, стены которой и исполняют её роль. Отсюда происходит название данной технологии – так как заливка бетона производится не в заранее приготовленную опалубку, а в траншею («щель») в земле.

Глинистые почвы наиболее подходят для заливки данного типа основания

Оптимальным такой вариант можно признать лишь при соблюдении ряда условий:

• Если строительство дома производится на глинистой почве.
• Если грунтовые воды залегают достаточно глубоко (глубже нижнего уровня основания).
• Если сезонное пучение грунта невелико.

В связи с наличием ограничений в использовании, прибегать к такой методике следует очень осмотрительно. Предварительно нужно тщательно исследовать все характеристики грунта на участке.

Глинистая почва наилучшим образом сохраняет форму, не осыпаясь на дно траншеи. Следовательно, именно на таких почвах лучше всего возводить щелевой фундамент для частного дома. На песчаных грунтах или же на почвах, богатых гумусом (чернозёмом), прибегать к подобной технологии не стоит.

Дело в том, что слабые края траншей, вырытых на таких почвах, при заливке бетона будут неизменно осыпаться внутрь. Этим самым, во-первых, будет ухудшаться качество бетона. Во-вторых, будет образовываться ненужная прослойка из органики между бетоном и гравийной подушкой.

Плюсы и минусы

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

Недостатки

Данная технология не применяется в промышленном строительстве, т.к. она не принята СНиП

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

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

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

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

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

Преимущества

В некоторых случаях стоит отказаться от щелевого основания в пользу более надежного ленточного

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

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

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

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

Для разных регионов глубина зимнего промерзания грунта своя – так, для средней полосы России она составляет порядка 0,8-1,2 м. С этой же целью вокруг фундамента будущего дома обустраивается эффективная дренажная система, что позволяет отвести излишки подпочвенной влаги.

Этапы возведения щелевого фундамента

Технология устройства щелевых фундаментов мало чем отличается от строительства классических ленточных оснований. Однако имеет она и свои индивидуальные особенности.

Земляные работы

Рытье котлована можно осуществить с помощью техники или вручную

Первый этап – проведение необходимых земляных работ. Прежде всего снимается верхний слой, насыщенный органикой.

При необходимости его можно применить для выравнивания горизонта строительной площадки. После этого производится разметка. В соответствии с проектом дома, на местности забиваются колышки и на них натягиваются осевые линии, выполняющие роль ориентиров.

Затем, в соответствии с осевыми линиями, выкапывается траншея под будущее фундаментное основание дома. Поскольку при заливке бетона её стены будут заменять опалубку, следует уделить ей особое внимание. Ширина траншеи должна соответствовать ширине фундамента – то есть, составлять 30-60 см. Края её должны быть плотными и не осыпающимися, если накануне заливки бетона прошёл дождь и размягчил глинистые стенки траншеи, то их необходимо срезать до плотного грунта.

На дне траншеи сооружается подушка из щебня, гравия или крупного песка, толщиной порядка 7–10 см. Песчаную подушку желательно уплотнить ручной трамбовкой или виброплитой. При обустройстве заглублённого щелевого фундамента вполне можно обойтись без песчано-гравийной подушки.

Армирование

Армирование фундамента производится по той же технологии, что и . То есть, в данном случае можно прибегнуть к сводным таблицам, которые даны в сборниках строительных нормативов. Особое внимание при сооружении каркаса следует обратить на углы. Соединение вертикальных и горизонтальных нитей арматуры лучше всего выполнять с помощью вязальной проволоки – такая технология делает каркас подвижнее в бетонном массиве, исключая напряжения и разрывы.

Посмотрите видео, как произвести заливку щелевого основания самостоятельно.

Устройство гидроизоляции и утепление

Щелевой фундамент, как и любой другой лучше всего изолировать от контакта с грунтовыми водами. Это значительно увеличит время его службы. Вследствие особой конструкции, гидроизоляция щелевого фундамента – дело довольно сложное.

Для проведения полноценной работы пришлось бы после заливки вновь раскапывать стенки основания. Однако это свело бы на нет все преимущества данной технологии, связанные с её скоростью и дешевизной. Поэтому рекомендуется применять особые добавки для бетона, повышающие его гидрофобность и устойчивость к сырости.

Чаще всего гидроизоляция данного основания осуществляется с помощью пленки

Возможно устройство импровизированной гидроизоляции из полиэтиленовой плёнки. Плёнкой застилается дно траншеи, с отворотом и закреплением краёв на её стенках. При желании можно полностью выстелить траншею полиэтиленом, выведя его края на поверхность.

Если же в проекте дома не предусмотрено сооружение цокольного этажа или подвала, то устройством гидроизоляции можно вовсе пренебречь – это не скажется кардинальным образом на технических характеристиках и сроках службы постройки.

Возможно произвести утепление основания, установив в яму по внешнему краю будущего основания вертикальные листы пенополистирола или минеральные плиты.

Заливка бетона

Заливку щелевого фундамента желательно производить сразу после копки траншеи. Это необходимо сделать в ближайшие 1-3 дня во избежание осыпания краёв траншей. При заливке щелевых фундаментов необходимо в обязательном порядке произвести уплотнение смеси с помощью вибратора. Это необходимо как для придания всей конструкции прочности, так и для заполнения бетоном всех неровностей грунта.

В результате заливки получается бетонное основание, верхний край которого находится на одном уровне с поверхностью почвы. Однако, согласно строительным нормативам, основание должно возвышаться над поверхностью минимум на 30 см. Поэтому прежде чем приступить к непосредственному возведению стен дома, нужно будет поднять основание до необходимого уровня. Сделать это можно при помощи кирпичной кладки.

Другой вариант – установка опалубки на нужную высоту и доливка бетона. Производить эту работу можно и одновременно с заливкой щелевого основания, смонтировав опалубку поверх траншеи.

Посмотрите видео, как производится заливка бетонного раствора в подготовленную щель.

Заключение

Несмотря на запрет использования щелевых фундаментов в промышленном строительстве, в частной застройке он продолжает пользоваться достаточной популярностью. Экономичность и быстрота возведения доказали возможность применения такой технологии в частном малоэтажном строительстве. Но хочется ещё раз добавить, что применение такой технологии требует основательного подхода, иначе ошибки проектирования могут дорого обойтись в ходе эксплуатации здания.

В нарушение требований существующих СП 22.13330 индивидуальными застройщиками часто возводится щелевой фундамент , не обеспечивающий необходимый ресурс дома. Укладка смеси при бетонировании в земляную опалубку позволяет снизить бюджет. Однако недостатков у этого метода значительно больше, поэтому специалисты не рекомендуют его категорически.

Технология фундамента щелевого

Для сокращения бюджета/сроков строительства частные застройщики и, даже специализированные компании часто «гонят брак» по технологии:

• армирование – каркасы из продольных 8 – 16 мм стержней, перевязанных поперечными хомутами из гладкой арматуры 6 – 8 мм
• опалубка – щиты для цокольной части МЗЛФ монтируются на край траншеи, распираются бруском, шпильками, подпираются наружи укосинами
• бетонирование – фундамент дома заливается в один прием, смесь укладывается в одном направлении слоями 40 – 60 см, уплотняется наконечником глубинного вибратора

Внимание: Адекватных рекомендаций, как построить щелевой фундамент дома самостоятельно, не существует. Изготовить узкие траншеи глубиной от 40 см с идеально вертикальными стенками можно лишь в глине, в крайнем случае – суглинке. Супесь будет осыпаться, потребуется расширение траншей кверху, что резко повысит расход бетона при укладке в земляную опалубку.

С другой стороны силы вспучивания максимальны как раз в почвах с максимальным процентом глины. Заглубить узкую траншею ниже отметки промерзания нереально:

• минимальная ширина ковша экскаватора составляет 60 см
• вручную грунт невозможно выкинуть из траншеи меньшей ширины уже с глубины 1 м

Поэтому щелевые фундаменты, отливаемые в земляную опалубку, чаще делают малозаглубленными. Основные нюансы методики рассмотрены ниже.

Недостатки метода

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

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

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

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

Гидроизоляция

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

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

Утепление

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

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

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

Дренаж

Основными требованиями СП 32.13330 по обустройству дренажной системы являются:

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

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

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

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

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

Обратная засыпка

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

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

Консервация на зиму

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

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

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

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

Щелевой фундамент является одним из наглядных примеров адаптации традиционного ленточного основания к глинистым грунтам. Отсутствие опалубки по всей высоте заливки и сокращение земельных работ существенно удешевляет стоимость строительства объекта. Щелевые фундаменты популярны для жилых домов малой этажности, гаражей, построек хозяйственного назначения и других строений.

Конструктивно щелевые фундаменты сопоставимы с монолитными ленточными основаниями, только вместо опалубки используется траншея. Внешне траншея чем-то схожа с щелью в земле, отсюда и название «щелевой» фундамент. Неровные борта земляной траншеи обеспечивают прочное сцепление грунта и залитой бетонной смеси.

Формирование нижней части щелевой опоры происходит посредством грунта, выполняющего роль опалубки под подошву фундамента. Таким образом, нагрузки на грунт со стороны строения передаются всеми поверхностями фундамента – опорной плоскостью и боковыми стенками, то есть фундамент передает полный спектр нагрузок вертикального и горизонтального направлений.

Закладку щелевых оснований производят в глинистых почвах. Заливкой бетонной смеси в распор траншеи создается жесткая пространственная конструкция, обеспечивающая устойчивость строения к весовым нагрузкам и выталкивающим усилиям морозного пучения. Изготовление щелевых фундаментов для домов, возводимых на песчаных почвах, не рекомендуется. Песок не удерживает геометрическую форму стенок, в результате осыпающийся грунт резко ухудшает качество заливаемой бетонной смеси и не способствует созданию работоспособного фундаментного монолита.

К достоинствам щелевых фундаментов относят:

• Существенное снижение трудоемкости строительных работ. Статистика утверждает, что переход на закладку щелевого фундамента сокращает объемы проводимых земляных работ практически в два раза, объемы работ с опалубкой – до 60-70%;
• Снижение затратной части по бетону — до 6% и по арматуре – до 20%;
• Возможность использования траншейных технологий в стесненных условиях при запрете проведения динамических воздействий на грунт, например, вблизи коммуникаций или около построенных зданий.

Главным недостатком оснований щелевого типа является ограничение его применимости:

• Допускается заливать только в глинистых грунтах, чтобы обеспечивалось сохранение формы траншеи при заливке бетонной смеси и ее уплотнении;
• Использовать только на непучинистых грунтах, поскольку морозные пучения высокой интенсивности способны выпучить и перекосить возведенный дом, за счет бокового сцепления фундамента с грунтом;
• На щелевых опорах не возводятся массивные постройки.

Взаимодействие щелевых оснований с почвой

При охлаждении воздуха в холодный период зимнего сезона начинается процесс промерзания почвы. В пучинистых грунтах характерен следующий процесс: по мере углубления фронта промерзания от поверхности земли в грунтовую толщу возникают касательные силы пучения, приложенные к боковым поверхностям фундаментов. При понижении температуры грунта величины удельных касательных и, соответственно, суммарных сил пучения Qf возрастают практически до 30 тс/м. Смерзание грунта в единое целое поддерживает лед, однако при весеннем потеплении лед теряет свои связующие свойства. При понижении температуры замерзшего грунта значения суммарных сил Qf достигают своего максимума и потом начинают снижаться. В процессе изменения касательных нагрузок пучения возможны два варианта событий:

1. При превышении нагрузок воздействия со стороны построенного дома над значениями показателей Qf будет соблюдаться устойчивость опоры, деформация пучения – нулевая;
2. При превышении значений Qf над нагрузками со стороны постройки фундамент теряет устойчивость и начинает перемещаться вверх вместе с замерзшим грунтом. При этом происходит отрыв подошвы фундамента от грунтового основания с образованием под ней объемной мини-полости. В процессе весеннего оседания постройки, связанного со снижением сил пучения, в образовавшуюся полость попадает грунт со стенок траншеи. Опора фундамента уже НЕ МОЖЕТ вернуться в исходное положение. Начинается крен всего строения, с годами все нарастающий.

Методики расчета

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

• Глубоко заглубленные — заложенные ниже глубины промерзания почвы;
• Мелкозаглубленные — применяемые на непучинистых почвах.

Применительно к опорам ленточного щелевого типа необходимо использовать указания свода правил «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*», регламентирующие расчеты фундаментов по двум группам предельных состояний (п.5.1.2):

• Расчеты по несущей способности, относимые СП к первой группе предельных состояний, куда вошли разрушения конструкции, потеря устойчивости положения и т.п.;
• Расчеты по деформациям, отнесенные СП ко второй группе предельных состояний, в число которых вошли недопустимые перемещения и т.п.

Щелевые конструкции оснований дома, залитые ниже глубины промерзания необходимо рассчитывать на устойчивость от касательных сил пучения и по деформациям осадок. Мелкозаглубленные щелевые основания, залитые в пучинистых почвах, дополнительно рассчитывают по деформациям пучения. Справочные значения удельных касательных сил пучения приведены в табл. 6.10 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». По ним определяется расчетная нагрузка на фундамент для принятия решения о применимости щелевого ленточного основания.

Этапы строительства

При изготовлении щелевых оснований выполняются следующие этапы работ:

1. Земляные работы по рытью траншеи в соответствии с проектом;
2. Установка опалубки надземной части на необходимый уровень – будущий цоколь дома;
3. Армирование в соответствии с проектом;
4. Заливка бетонной смеси;

Земляные работы

Копаем траншею.

Прокладка траншеи начинается со снятия верхнего плодородного слоя и использования его (при необходимости) для выравнивания площадки.

Траншея выкапывается такой же ширины, как ширина фундамента. Глубина траншеи определена в проекте. Боковые грани траншеи должны быть ровными и не обрушаться во время всех подготовительных работ. Если прошел дождь, то образовавшиеся лужи обязательно осушаются. А «поплывший» грунт срезается до сухого слоя.

Допускается расширение нижней части траншеи для опорной подошвы ленточного монолита. Устройство песчаной подушки не является обязательным для монолитных фундаментов глубокого заложения, а иногда может навредить. Если подушка из песка укладывается, необходимо виброуплотнение.

Обустройство опалубки надземной части

Выставляем опалубку и укрепляем боковыми подпорами.

Для подготовки цоколя дома выставляют опалубку по высоте цокольной части от уровня поверхности грунта. Допускается изготовление цоколя как самостоятельной конструкции из кирпичной кладки или блочного типа.

Армирование

Укладываем арматурный каркас в траншею.

Армирование производится вязкой арматуры. Особое внимание уделяется углам. Более подробно смотрите в материалах: , как подобрать .

Укрепляем опалубку дополнительными поперечными перемычками сверху.

Заливка бетонной смеси

Заливаем бетон.

При подготовке бетонной смеси принято ее готовить, как минимум, на 10% больше расчетной потребности, полное заполнение раствором всех неровностей в грунте.

В подготовленную траншею заливают приготовленную бетонную смесь. Оптимальным вариантом считается заливка непосредственно после подготовки траншеи, пока подсыхающие глинистые края не начали осыпаться. Для укрепления бетонной основы проводится процесс уплотнения, в результате щебень/гравий ложатся максимально плотно с удалением излишков воды и воздуха. Вариантами уплотнения являются штыкование либо виброуплотнение.

Снимаем опалубку и убираем плодородный слой почвы внутри фундамента.

Заключение

Практика строительства легких зданий подтвердила экономичность использования щелевых ленточных оснований. Однако специфика применения этого типа оснований в зависимости от категории грунта требует высокой квалификации проектировщиков в части выполнения расчетов на устойчивость и деформации фундаментов домов. Нередко строители не проводят изыскания для определения свойств грунта на новостройке, а конструкцию фундамента принимают, перестраховываясь, как для сильнопучинистых грунтов, что приводит к удорожанию строительства. Грамотно обоснованное решение щелевого фундамента уменьшит трудоемкость строительства и сократит сроки возведения дома.

Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.

Щелевым называют монолитный ленточный железобетонный фундамент прямоугольного сечения, особенностью которого является укладка бетона непосредственно в выкопанную траншею - "в распор" грунта . Изготавливают их обычно в связанных глинистых грунтах, в песчаных грунтах их не применяют, так как стенки траншеи в них будут осыпаться. Цоколь можно делать как единую конструкцию с фундаментом или раздельно - из кирпичной или блочной кладки (рис. 1 а, б ). В первом случае опалубку выставляют от поверхности грунта на высоту цоколя.

Щелевые фундаменты более экономичны по сравнению с традиционными, устроенными в траншеях с применением опалубки (рис. 1в ). Поэтому они более привлекательны при строительстве малоэтажных зданий. До последнего времени применяли только конструкции, заложенные ниже расчетной глубины промерзания.
В традиционных ленточных фундаментах нагрузка от дома на основание передается через подошву. Сопротивление грунта обратной засыпки в расчетах не учитывают. При устройстве щелевых фундаментов за счет неровности бортов траншей и плотной (с виброуплотнением или штыкованием) укладки бетона получается хорошее сцепление боковой поверхности конструкции с грунтом, который может воспринимать значительную часть нагрузки от дома. Поэтому для получения экономичных конструкций в расчетах учитывают сопротивление грунта как по их подошве, так и по боковой поверхности. Как будет показано ниже, это достижимо не во всех грунтовых условиях.
Щелевые фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания, рассчитывают по деформациям осадок и на устойчивость против воздействия касательных сил пучения.
При применении мелкозаглубленных щелевых фундаментов в пучинистых грунтах помимо указанных расчетов следует выполнять расчет по допустимым деформациям пучения. Если размеры подошвы щелевых конструкций определяют по допустимому сопротивлению грунта, рассчитанному на основе физико-механических характеристик, то осадки будут в допустимых пределах и отдельного расчета не требуют.
Так как подавляющее большинство строительных площадок представлено пучинистыми грунтами, для заглубленных щелевых фундаментов под малоэтажными домами основным является расчет на устойчивость, а для мелкозаглубленных - расчет на устойчивость и по деформациям пучения.
Для заглубленных конструкций устойчивость обеспечивается превышением расчетной нагрузки от дома над максимальными суммарными касательными силами пучения (рис. 2, кривая 2 ). В этом случае деформации пучения равны нулю.

Для мелкозаглубленных фундаментов деформации пучения должны быть равны нулю при промерзании грунта на глубину заложения их подошвы. Устойчивость в этом случае обеспечивается при гораздо меньших, чем у заглубленных фундаментов, суммарных силах пучения.

Закономерности взаимодействия щелевых фундаментов с пучинистыми грунтами

Промерзание грунта начинается с поверхности. По мере продвижения фронта промерзания в толщу грунта в пучинистых грунтах по боковой поверхности фундаментов возникают касательные силы пучения, удельные значения которых возрастают с понижением температуры воздуха и грунта (рис. 2, кривая 1 ).
Цементирующим составляющим в грунте является лед, величина смерзания которого с бетонной поверхностью зависит от температуры грунта. Например, в Московской области отрицательные среднемесячные температуры достигают максимума в январе (рис. 2, кривая 3 ). В этот же период достигают своего максимального значения удельные касательные силы. В дальнейшем, при снижении среднемесячной температуры в феврале, удельные касательные силы уменьшаются, но суммарные силы еще некоторое время продолжают увеличиваться за счет увеличения глубины промерзания, а затем тоже снижаются (рис.2, кривая 2 ).
Если расчетные нагрузки от дома равны или превышают расчетные суммарные касательные силы пучения, то фундамент будет устойчив, а деформации пучения равны нулю. Если нагрузки от дома меньше суммарных касательных сил пучения, то фундамент будет перемещаться вместе с грунтом. При этом подошва отрывается от основания, и под ней образуется полость, которая становится причиной накопления остаточных деформаций пучения, так как в нее может попасть грунт со стен траншеи при весеннем оседании дома. Фундамент весной может не прийти в исходное положение и в том случае, если нагрузка от дома окажется меньше сил трения грунта. Это явление часто наблюдается при применении заглубленных щелевых фундаментов для малоэтажных домов, строящихся на пучинистых грунтах . Во всех случаях подвижка здания вверх свидетельствует о неустойчивости и, следовательно, о ненадежности фундамента.
Если щелевой фундамент выполнен в виде пространственной жесткой рамы и сопротивление на изгиб поперечного сечения достаточно для сохранения надфундаментных конструкций, то при деформациях пучения повреждения кладки стен в кирпичных домах или в домах, построенных из других кладочных материалов, не происходит. Однако образуется крен всего дома, который с годами может нарастать.
При применении мелкозаглубленных щелевых фундаментов устойчивость здания обеспечивают, выбрав соответствующую глубину заложения (рис. 3 б ), а допустимые деформации пучения - устроив в траншее под фундаментом противопучинную подушку. В результате получают значительную экономию бетона.
Однако следует иметь в виду, что по мере выглубления фундаментов может потребоваться увеличение ширины их опорной части. При этом цоколь можно оставить прежней ширины (см. рис. 3 б ).
Если грунтовые воды во время производства работ расположены выше глубины промерзания, то устроить надежное основание трамбованием противопучинной подушки не получится. Поэтому траншею следует разрабатывать глубиной на 10...20 см выше уровня воды, а допустимые деформации пучения обеспечить за счет уширения траншеи. То есть в этом случае переходят к устройству обычных мелкозаглубленных фундаментов.

Особенности проектирования щелевых фундаментов

Нагрузка от дома воспринимается грунтом по боковой поверхности фундамента и под его подошвой. Если грунты основания - непучинистые, то допустимую нагрузку на фундаменты можно рассчитывать как сумму расчетных сопротивлений грунтов. Если грунты - слабопучинистые, то допустимую нагрузку на фундаменты следует принимать только по расчетному сопротивлению грунта под подошвой. Если же грунты - средне- или сильнопучинистые, то допустимую нагрузку следует принимать по расчетному сопротивлению грунта под подошвой с учетом увеличения нагрузки на фундаменты за счет негативного трения грунта, возникающего весной на их боковой поверхности.
Это - первая особенность проектирования щелевых фундаментов, которая требует пояснений. Весной при оттаивании распученного грунта начинается процесс его консолидации (уплотнения) и оседания. За счет увеличенной шероховатости боковой поверхности происходит зависание части грунта на фундаментах. Появляется так называемое отрицательное (негативное) трение, общая методика определения которого изложена в СНиП 2.02003-85 "Свайные фундаменты", п.п. 4.11-4.13. Общая нагрузка на фундаменты возрастает.
Такое взаимодействие фундаментов с грунтом продолжается лишь короткое время в весенний период, но происходит оно из года в год и может стать причиной повышенных осадок фундаментов.
Вторая особенность , которую следует учитывать при проектировании щелевых фундаментов, состоит в том, что за счет той же шероховатости боковой поверхности возрастают касательные силы пучения, которые следует учитывать при расчете фундаментов на устойчивость.
Методика расчета ленточных фундаментов подробно изложена в статье "Устойчивость фундаментов малоэтажных домов в пучинистых грунтах" в журнале "Советы профессионалов", №6, 2005 г., с. 21. Поэтому отметим только отличие расчетов для щелевых фундаментов.

В общем случае условие устойчивости определяется из выражения:

γ 1 Q f = γ 2 Q д, (1)

где γ 1 , γ 2 - коэффициенты надежности, равные 1.1 и 0.9 соответственно;
Q д - нормативная нагрузка от дома;
Q f - суммарные касательные силы пучения, действующие по боковой поверхности фундаментов, определяются по формуле:

Q f = τ н · k · m · ω · S ф, (2)

где τ н - удельные касательные силы пучения, определяются по таблице 6.10 СП 50-101-2004 "Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений", 2005 г.;
к - коэффициент, учитывающий отношение среднемесячной температуры воздуха при промерзании грунта на глубину заложения мелкозаглубленных фундаментов или на расчетную глубину промерзания для заглубленных фундаментов к отрицательной среднемесячной максимальной температуре за зимний период, для заглубленных фундаментов к = 1;
m - коэффициент, учитывающий ширину пазухи и вид грунта, используемого при обратной засыпке; для щелевых фундаментов m = 1;
ω - коэффициент, учитывающий тепловой режим дома; для неотапливаемых домов ω = 2, для наружных фундаментов отапливаемых домов ω = 1, для внутренних фундаментов отапливаемых домов ω = 0;
S ф - площадь одной стороны боковой поверхности фундамента, находящейся в грунте.

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

Таблица: Значения нагрузок от дома, при которых обеспечивается устойчивость заглубленных щелевых фундаментов в пучинистых грунтах

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

Опыт многолетних расчетов малоэтажных домов показывает, что диапазон характерных нагрузок для всех домов составляет 2,0...14,0 тс/м. В кирпичных двухэтажных домах нагрузки на отдельные фундаменты могут достигать значений 18,0 тс/м. Как видим, область надежного применения заглубленных щелевых фундаментов в пучинистых грунтах под малоэтажными домами существенно ограничена.

Условия надежного применения щелевых фундаментов

1. Вертикальные стенки траншей не должны обрушиваться вплоть до окончания укладки бетона.
2. Уровень грунтовых вод во время производства работ должен быть ниже дна траншей. Если в результате прошедших дождей на дне траншей образовались лужи, их необходимо вычерпать. Если грунт в этих местах пришел в текучее или текучепластичное состояние, его необходимо срезать до уровня первоначального состояния.
3. Заглубленные щелевые фундаменты применимы по устойчивости под всеми домами независимо от теплового режима дома в непучинистых грунтах, а также под кирпичными отапливаемыми домами в 2 (и выше) этажа в слабопучинистых грунтах. Во всех остальных случаях по условию надежности под малоэтажными домами в пучинистых грунтах заглубленные щелевые фундаменты не применимы. Контактный телефон 353-55-75

Л. Гинзбург, кандидат технических наук, журнал "Дом" №10/2006 г.

Выбор типа фундамента (какой тип фундамента в каких случаях используется. Преимущества)

Буронабивной (свайно-ростверковый)

Буронабивной - это фундамент, в которых нагрузки от здания на грунт используют буро набивные сваи. Буро набивной фундамент целесообразно возводить тогда, когда несжимаемый слой грунта находится настолько глубоко, что другие типы фундаментов применять нельзя, а именно в случае строительства дома на слабых грунтах (например, в торфяной или в болотистой местности). А так же можно закладывать такой фундамент при строительстве деревянных и каркасных домов. При строительстве дома на склоне применение буро набивных свай является наиболее лучшим. Технология устройства фундамента на буро набивных сваях заключается в бурении скважины и заливки туда бетона. Сначала в грунте бурят скважину на глубину заложения сваи, это делают с помощью мотобура или ручного бура нужного диаметра. Затем в скважину ставится опалубка. Если грунт плотный, то опалубку устанавливать не обязательно, и заливать бетон прямо в скважину, при этом опалубку ставят только над поверхностью земли, чтобы сделать оголовок сваи. Если скважина проходит сквозь сыпучие грунты, то устройство опалубки будет необходимо. Для опалубки можно установить свернутый рубероид или асбестоцементную трубу. Буро набивная свая работает на сжатие и на разрыв. Сжимающая нагрузка действует на нее со стороны дома, нагрузка на разрыв может действовать со стороны пучинистого грунта, когда нижняя часть сваи будет зажата в нижнем слое грунта, а верхнюю часть будет тянуть верх промерзший грунт. Поэтому необходимо армирование буро набивных свай.

Конструкции ленточных фундаментов:

а) и б) щелевые фундаменты;

в) традиционный фундамент.

Щелевой (стена в грунте)

Щелевым называют фундамент прямоугольного сечения, залитый в подготовленую траншею, в данном случае, является опалубкой нижней части фундамента, опалубка подвальной части изготавливается из обрезной доски или других подручных материалов. Нагрузка на грунт передается нижней и боковыми поверхностями фундамента. Щелевой фундамент применяется при строительстве легких домов, небольших построек на глинистых, связных грунтах. Грунт не должен сыпаться в траншею при заливке бетонного раствора, а также должен иметь ровные грани. Желательно выполнять заливку сразу после подготовки траншей т.к. при высыхании траншеи, происходит осыпание грунта и при заливке он смешивается с раствором, что отрицательно скажется на строительстве. Щелевой фундамент наиболее экономичен, по сравнению с классическим ленточным фундаментом т.к. не требуется ставить опалубку на всю высоту и сокращается объем работ. Глубоко заглубленные щелевые фундаменты закладываются ниже глубины промерзания, при этом расчет ведется на устойчивость и принимается нагрузка подошвы фундамента на грунт, а также боковое давление пучинистого грунта.

Применение щелевых фундаментов

Мелкозаглубленный щелевой фундамент обычно применяют для не пучинистых грунтов. Если опалубка отсутсвует то боковые грани фундамента имеют неровную поверхность и, поэтому, происходит большое сцепление с грунтом, который при морозном пучении может поднять строение и в результате чего дом будет перекошен или, при недостаточной прочности, разрушить ленту фундамента.

Ленточный

применяют при строительстве сооружений с тяжелыми стенами (каменные, бетонные, кирпичные), либо с тяжелыми перекрытиями. Ленточный фундамент устраивается под всеми внешними и внутренними несущими стенами. По всему периметру ленточного фундамента форма сечения закладывается одинаковая. Такой фундамент необходим, если под домом вы решили сделать гараж, подвал или какое либо другое помещение. Если присутствует опасность деформирования основы здания в случае его неглубокого заложения, ленточный фундамент следует усилить армированным поясом. Подошва ленточного типа должна находиться на 0,2 м ниже глубины промерзания. Если грунт сухой или песчаный, то строительство фундамента можно начинать не меньше, чем на 0,5 м от уровня земли. Если грунты вспучиваются или промерзают, то ленточные фундаменты применяются очень редко или вообще не применяются. Толщину песчаной подушки для ленточного фундамента лучше делать до 60 см, но она не должна быть больше половины общей высоты фундамента.

Ленточный фундамент отличается большой надежностью, но при этом и серьезным расходом материалов. Если строение планируется возводить из железобетона - 0,1 м, бетона - 0,25 м, бутобетона - 0,35 м, для кладки из натурального камня - 50 см. Необходимую ширину ленточного фундамента под несущими стенами строения считают исходя из нагрузки, предельно допустимой на грунт. На грунтах глинистых и суглинистых, на глубине около 80 см, нагрузка, допустимая на основании не должна быть более 1,5-2 кг/см².

Плита

относится к не заглубленным или мелко-заглубленным фундаментам. Он представляет собой железобетонную плиту, уложенную на слой утрамбованного щебня или песка, толщиной 15-35 см, под которым находится выровненный грунт.Толщина плиты составляет, около, 20-40 см. Возможно применение как монолитной плиты, возводимой на месте проведения работ, так и сборного железобетона например: дорожных плит. В этом случае поверх плит укладывается выравнивающая стяжка из цементного раствора или обычного бетона. Монолитный фундамент имеет большую пространственную жесткость, очень надежен и долговечен в эксплуатации нежели сборный. Бетонирование плитного фундамента может обойтись куда дешевле чем покупка, доставка и монтаж дорожных плит. А так же их придётся "накрывать" цементной стяжкой из раствора.

Плюсы плитного фундамента. Благодаря своей площади и пространственному армированию, такой фундамент снижает давление на грунт до 0,1 кг/см2, а также выдерживает нагрузки, которые возникают при различном движении грунта. Ввиду того, что сплошной железобетонный фундамент располагается под всем зданием, его возведение наиболее оправдано в случае строительства сравнительно небольших объектов.

Случаи при которых целесообразно возводить плитный фундамент

Если сравнивать плитный фундамент с ленточным или свайным, то первый целесообразно применять:

• на сложных грунтах
• для домов без подвалов
• в сооружениях где основанием пола служит сам фундамент.