Плита перекрытия в ленточном фундаменте

Фундамент является наиболее ответственной частью любого здания, и ошибки, допущенные при его сооружении, исправить очень трудно, а иногда и невозможно.

Пред началом строительства здания, следует знать, какие факторы влияют на выбор типа фундамента. Необходимо исследовать состояние и общие характеристики грунтов, глубину промерзания и наличие грунтовых вод.

Применяемый в частном домостроении ленточный вариант – самый невыгодный (как по трудозатратам, так и затратам средств). По этим причинам его стараются заменить другими типами основания. Дом, имеющий свайно-плитный фундамент, является весьма подходящим вариантом замены.

Факторы, влияющие на выбор типа фундамента

Схема образцов ленточных фундаментов.

Нагрузку, которую создает дом, основание должно равномерно распределять на грунт. При этом необходимо учитывать вес стен, перекрытия пролетов и крыши. Учитывают и все, что будет иметь дом внутри для жизнеобеспечения (отопление, водоснабжение, канализация и т. п.) и даже мебель. Обычно при расчете веса стен, площадь проемов окон и дверей, которые будет иметь дом, не вычитают, а вес мебели в этом случае не учитывают. Фундаментную нагрузку, то есть его собственный вес прибавляют к общему весу.

Для ориентировочного расчета веса стен и перекрытия, в таблице № 1 и 2 приведены веса материалов, из которого изготовлены стены и перекрытия, и учтена их толщина.

Таблица № 1. Нагрузка от 1 м² стены

Примечание. Эффективным строители называют пустотелый кирпич.

Таблица № 2. Нагрузка от 1 м плит перекрытий длиной 4-5 м

Физические свойства грунта

Схема закладки ленточного фундамента в промерзающем грунте.

От физических свойств грунта зависит его способность выдерживать вес, который создает дом. Этот параметр называют несущей способностью, и он определяет, какой вес, приходящийся на единицу площади, может выдержать грунт. Обычно единицей измерения применяют кг силы на /см².

В свою очередь, этот параметр зависит от плотности грунта и его влажности. Увеличение влажности ведет к уменьшению несущей способности. Для самостоятельного определения влажности грунта достаточно пробурить скважину с помощью рыбацкого бура или вскрыть грунт на глубину закладываемого фундамента. Появление в яме все увеличивающегося со временем объема воды свидетельствует о том, что грунт влажный, отсутствие воды свидетельствует в пользу сухого грунта.

От содержания влаги зависит величина пучности грунта в процессе замерзания в зимний период и его подготовка. Поэтому делить его на 2 состояния, влажный и сухой, недостаточно. В связи с тем, что влажность грунта существенно зависит от находящейся в нем глины, ее относительное содержание можно определить по некоторым субъективным признакам.

Если, раскатывая в ладонях комочек грунта, не получается придать ему удлиненную форму, на пальцах ощущается присутствие песка и при малейшем приложении усилий ладоней к шарику грунт рассыпается, то это свидетельствует, что он содержит менее 10 % глины. Такой грунт называют супесь, и его подготовка имеет свои особенности.

Конструкция фундамента в тяжелых грунтах.

Если в нем содержится до 30% глины, его называют суглинок. Субъективно определить такой грунт можно, придав в ладонях шарику форму чечевицы. Образование трещин по краям такой “чечевицы” свидетельствует о типе суглинок.

Если трещины по краям “чечевицы” не образуются, то это является признаком содержания в нем более 30% глины. Далее следует попытаться раскатать образец в шнурок. Если это удается, значит, в грунте действительно содержится более 30% глины.

Особое внимание необходимо уделять глубине промерзания грунта. От этого зависит подготовка грунта и высота, которую будет иметь ленточный фундамент. Низ его как минимум должен быть ниже глубины промерзания на 15‑20 см. Каждый см – это существенные расходы. В таблице 3 приведены глубины промерзания в достаточно близко расположенных друг от друга районах. Из таблицы видно, что глубина промерзания отличается существенно, при завышении этого параметра глубина заложения фундамента может быть существенно увеличена.

Таблица № 3. Глубина промерзания грунта, м

Зависимость несущей способности от грунта от его свойств

Несущая способность грунта зависит и от его пористости, которую можно определить самостоятельно. Для этого необходимо взвесить образец грунта известного объема в естественном состоянии и определить его плотность ρ_вл (г/см³), затем высушить и определить плотность ρ_сух. Коэффициент пористости С определяем по формуле:

С=(ρ_вл– ρ_сух)/ρ_сух,

Теперь определяем по формуле (1) коэффициент пористости для максимально разрыхленного грунта С_max и в минимально рыхлом состоянии, C_min.

По полученным значениям определяем коэффициент относительной плотности D

D=( С_max-C)/( С_max– C_min)

Теперь проверяя приведенные далее условия, находим расчетное сопротивление нагрузкам R:

0≤D≤1/3 – рыхлое состояние R=0, и дом строить нельзя
1/3≤D≤2/3 – средняя плотность R≈0,25 МПа = 2,5 кгс/см²;
2/3≤D≤1 – грунт плотный R≈0,5 МПа = 5 кгс/см².

Формулы (1) и (2) применяют для песчаных грунтов.

Конструктивная схема ленточного фундамента при высоком уровне грунтовых вод.

Для супеси введены такие определения, как твердая, пластичная и текучее состояние, а для суглинков и глин между твердым и текучим состояниями дополнительно введены полутвердое, тугопластичное, мягкопластичное и текуче-пластичное состояния. Разделение по состояниям определяется через показатель текучесть

J_L=(W-W_P)/(W_L-W_P),

где W – фактическая влажность грунта.

W_P – влажность, малейшее уменьшение которой переводит грунт в сухое состояние.

W_L – влажность, малейшее увеличение которой переводит грунт в текучее состояние.

Теперь, проверяя приведенные далее условия, находим расчетное сопротивление нагрузкам R:

J_L < 0 R=0,4 МПа = 4 кгс/см²
J_L < 0 R=0,2 МПа = 2 кгс/см²
J_L > 1 R=0 – строить нельзя.
Чтобы определить, выдержит ли грунт нагрузку, которую создает дом, необходимо проверить условие:

R > P/S_Ф, где (1)
Р – вес сооружения
S_Ф – площадь нижнего основания фундамента.

Если условие (1) не выполняется, необходимо бетон залить так, чтобы увеличить ширину нижнего монолитного основания, при этом в целях экономии материала сечение следует делать трапецеидальным.

Для ориентирования в правильности расчетов, в таблице № 4 приведены значения несущей способности R некоторых типов плотных и средней плотности грунтов

Таблица № 4.

Строительство ленточного фундамента

Рис. 1. Схема поперечного сечения ленточного незаглубленного фундамента.

Ленточный фундамент можно залить в виде сплошного монолитного железобетонного основания, либо бетонная лента может иметь сборный тип и состоять из отдельных блоков. На такое основание и укладывают плиты перекрытия пб. Если конструкция имеет сборный тип, то перед размещением плит перекрытия, бетонная поверхность должна быть выровнена. Во-первых, это необходимо, так как укладка плит обычно не ровная в горизонтальной плоскости, а во-вторых, специалисты не рекомендуют, чтобы бетонные плиты перекрытия укладывали на бетонные же плиты фундамента.

Рассмотрим 2 варианта основания: мелкого и глубокого заложения.
Дом с относительно легкими стенами возводят, применяя мелкозаглубленное основание. Глубина его заложения обычно не превышает 60 см. Преимущества такого монолитного фундамента состоит в его дешевизне. Это и понятно, ведь потребуется залить меньше бетона.

Естественно, что в большинстве районов России глубина промерзания грунта значительно превышает 60 см. Поэтому укладка такого типа монолитного фундамента может быть применена либо на непучинистых грунтах, либо следует предусмотреть предварительное утепление грунта с целью уменьшения глубины его промерзания. Под основанием монолитного фундамента должна быть предусмотрена укладка песчаной подушки толщиной 20 см.

Рис. 2. Схема строительства заглубленного ленточного фундамента.

Применяя песчаную подушку, необходимо принять меры, чтобы в нее не попала грунтовая вода, ибо сырой песок нисколько не лучше любого пучинистого грунта. Песок необходимо обязательно уплотнить. Для этого используют катки или площадочные вибраторы. Утрамбовка необходима для предотвращения неравномерного оседания монолитного фундамента.

На рис. 1 показан вариант (поперечное сечение) конструкции мелкого заглубления.

Это армированная монолитная лента готова для укладки плит перекрытия. Она лежит на песчаной и щебеночной полушке. Слои подушки насыпаны в траншею, имеющую дренаж. Видно, что с внутренней стороны щебень не укладывают.

1. Вот основные этапы строительства.
2. Разметка периметра.
3. Разметка ширины траншеи.
4. Подготовка территории и рытье канавы в верхней части участка для защиты от дождевой воды.
5. Рытье траншеи.
6.  Укрепление грунта слоем песка и гравия. Песок трамбуют. Суммарная толщина слоев не должна превышать 1/3 высоты фундамента.
7. Монтаж опалубки.
8. Обвязка или сварка арматуры.
9. Заливка бетона.
10. Снятие опалубки после полного высыхания бетона.

http://youtu.be/B0qKNFeXRgo

Преимущества монолитного фундамента

В индивидуальном строительстве ленточные заглубленные фундаменты имеют преимущества перед другими типами, если дом будет иметь массивные стены (кирпичные, каменные, бетонные). Иногда этот тип применяют и для сравнительно легких домов (дерево, брус). Глубина их обычно составляет 1,5-2 м и определяется глубиной промерзания грунта. Такой вариант применяют при планировании подвалов, подземных гаражей или цокольных помещений.

На рис. 2 показано начало строительства заглубленного ленточного фундамента, на который затем и будут уложены плиты перекрытия. На подвижных почвах его обязательно армируют, чем обеспечивают равномерное распределение нагрузки на грунт. Он должен иметь одинаковое сечение как для наружных, так и для внутренних несущих стен.

На неустойчивых и болотистых грунтах для сооружения фундаментов применяют сваи и фундаменты плитного варианта. Плитный фундамент занимает площадь, превышающую площадь самого здания. Если грунт перемещается, то вместе с этой массивной плитой, а значит, вместе с ними перемещается и весь дом.

Если материал для строительства выбран правильно и все выполнено в соответствии со строительными нормами, то самостоятельно построенный дом будет радовать жильцов и послужит им длительное время.