Одним из простейших оснований для построек считается мелкозаглубленный ленточный фундамент. Несмотря на лёгкость в производстве работ, всегда остаётся вероятность сделать что-то не так, поэтому перед устройством МЗФЛ следует ознакомиться с общей технологией. Сегодня мы пошагово рассмотрим устройство мелкозаглубленной ленты.
Область применения МЗЛФ
Мелкозаглубленные фундаменты используют для построек с низкой нагруженной массой. Как пример, можно привести дома на стальном или деревянном каркасе, а также здания, сложенные из легковесных элементов (пенобетон, ПКБ). Обычно этажность строений на МЗЛФ не превышает двух.
В определении МЗЛФ мелкозаглубленный — означает полностью находящийся в промерзаемом слое грунта, подземная часть бетонной ленты редко превышает 500–700 мм. Силы морозного пучения при таком расположении не создают касательных (разрывающих) нагрузок, но всё здание вместе с фундаментом динамически перемещается вслед за расширением почвы. По этой и другим причинам мелкозаглубленную ленту не рекомендуется устраивать на участках с общим уклоном рельефа более 2%. На более крутых уклонах мелкозаглубленный фундамент можно строить только после перепланирования грунта с образованием горизонтальной террасы.
Целесообразность применения МЗЛФ заключается в гораздо меньшем расходе материалов и простоте проектирования. Если для здания не планируется цокольный этаж, мелкозаглубленная лента сократит объём бетонной смеси и арматуры в 2–3 раза, при этом обеспечит эквивалентную несущую способность.
Стоит, однако, отметить, что на рыхлых торфяных, илистых грунтах и селевой супеси мелкозаглубленный фундамент основать не получится. Такие грунты имеют слишком низкую плотность и высокую пластичность, поэтому требуют устройства свайно-ростверковых оснований, опирающихся на более плотные слои почвы. Не следует устраивать МЗЛФ на грунтах с показателями пучения более 4% или если УГВ находится выше глубины залегания при том, что дренирование участка не планируется, чтобы после не пришлось разбираться с последствиями.
Расчёт сечения и конфигурации
Поскольку МЗЛФ действует как балка, а не ребро жёсткости, обычно сечение ленты по форме близко к прямоугольнику или трапеции. Ленту в форме тавра или более изощренных сечений почти никогда не отливают из-за того, что экономия материала выглядит слишком незначительной в сравнении с монтажом более сложной опалубки.
Расчёт МЗЛФ ведут по двум направлениям: достаточной несущей способности грунта в плоскости залегания и собственной конструкционной прочности, которая позволит ленте сохранить жёсткость при полной расчётной нагрузке от стен, кровли, снега и т.д.
Ширина верхней части фундамента определяется максимально возможной толщиной стены с учётом слоя внутренней и фасадной отделки. При устройстве полов по лагам может потребоваться формирование выступа или расширение фундамента порядка 50 мм.
Ширина ленты в плоскости залегания определяется целиком по требуемой несущей способности. Достаточно разделить общую массу здания и вычислить нагрузку, приходящуюся в среднем на каждый метр периметра ленты, а затем вычислить достаточную площадь сечения опоры в соответствии с характеристиками грунта. Для создания достаточно высокого коэффициента надёжности толщина несжимаемой подсыпки в расчёт не берётся.
Схема мелкозаглубленного ленточного фундамента: 1 — материнский грунт; 2 — подсыпка гравием или гравийно-песчаной смесью; 3 — отмостка; 4 — армирование фундамента; 5 — мелкозаглубленный ленточный фундамент с широкой подошвой для равномерного распределения нагрузки; 6 — стена; 7 — гравийная подсыпка внутренней площади фундамента дома
Высота ленты определяется как составляющая её подземной и надземной частей. С надземной частью все просто — она должна быть не меньше 80 мм и не более четырёх значений ширины верхней грани ленты. В свою очередь высота подземной части может определяться с учётом нескольких факторов:
- фундамент не должен залегать на границе разнородных грунтов;
- минимальное заглубление фундамента составляет 35–40 см, но, в зависимости от интенсивности пучения и глубины промерзания высота подземной части может увеличиваться на дополнительные 60–80%;
- для сохранения требуемых прочностных характеристик ЖБИ отношение ширины к высоте должно быть не меньше, чем 3:5.
Земляные работы и подготовка
Профиль траншеи под устройство МЗЛФ должен иметь ширину в 2,5 раза больше, чем расчётная ширина ленты и глубину, большую, чем высота подземной части на два значения ширины. Связано это с тем, что МЗЛФ редко устраивают по грунтовой опалубке, используя дощато-щитовую из соображений сдерживания цементного молока и необходимости придать сечению трапециевидную форму. Сразу отметим, что отступ стен котлована от опалубки должен быть в два раза больше с наружной части, чем с внутренней.
Компенсация сил морозного пучения выполняется за счёт несжимаемой, непучинистой и гигроскопичной подсыпки, а также засыпки схожим материалом боковых пазух. В качестве подсыпного материала используют песчано-гравийную смесь с крупным песком и гранитным или базальтовым щебнем фракции 25–30. Для стабилизации фундамента подготовленное дно траншеи покрывается 30–50 мм подготовительным слоем бетона М 100 без армирования.
Подсыпка на дне траншеи помогает распределить нагрузку на опорный слой грунта, увеличить площадь опирания и привлечь в работу силы с горизонтальным вектором приложения. Рекомендация относительно толщины подсыпки, равной двум значениям толщины ленты, на практике соблюдаются редко, чаще на слабопучинистых грунтах ограничиваются подготовкой в 25–30 см.
Однако вы должны помнить, что чем сильнее выражено пучение, тем больше ответственности возлагается на подсыпку. Иногда целесообразно провести замену грунта вплоть до глубины промерзания и расширить внешние пазухи до формы перевёрнутого клина, основание которого соответствует ширине отмостки.
Армирование и анкеровка
Для МЗЛФ общее содержание стальной арматуры без предварительного напряжения устанавливается не меньше 0,1%, более реальный показатель в 0,17–0,2% обеспечит должное армирование без избыточной прочности, но с существенным запасом надёжности.
Минимальное значение защитного слоя для подземной части фундамента составляет 60 мм, максимальное — не более половины ширины ленты. Рабочая арматура выполняется стержнями с периодическим профилем такого диаметра, чтобы общее сечение арматуры можно было разделить на 4 стержня для верхней и нижней линии армирования.
Если в МЗЛФ расстояние между линиями армирования по вертикали превышает 450 мм, добавляют ещё один ряд со стержнями, толщина которых составляет не менее 60% от толщины основных линий.
Конструктивная арматура выполняется хомутами или проволокой для вязки с шагом в 2–2,5 значения средней ширины фундамента. Диаметр прутьев, используемых для изготовления конструктивной арматуры, не должен быть меньше 50% диаметра рабочей арматуры.
Помимо этого армирование МЗЛФ сопровождается рядом анкеровок. На поворотах и Т-образных примыканиях ленты каждый ряд арматуры в пересекающихся направлениях должен связываться гнутыми закладными того же сечения, перехлёст которых с основным армированием определяется как 25 номинальных диаметров арматуры. Может требоваться анкеровка закладными шпильками для связи с основанием каркаса или кладки стен.
Бетонные работы
Перед проведением бетонных работ внутреннюю полость щитовой опалубки рекомендуется устлать полиэтиленовой плёнкой, предотвращающей потерю бетонной массой жидкости до момента схватывания. После проводится установка сегментов армирования, их увязка и дистанцирование с помощью пластиковых пробок.
МЗЛФ заливают бетоном марки 350–450 в соответствии с расчётом ЖБИ по конструктивной прочности. Наполнитель должен использоваться тяжелый, фракция — не более десятой части наименьшего линейного размера ленты.
При заливке бетона параллельно проводится его штыревание, а затем виброусадка. Благо, что габариты и малая плотность армирования ленты не создают препятствий к растеканию бетонной смеси.
Опалубку допускается снимать через 10–12 дней после заливки, полной прочности бетон набирает через 4 недели. Однако для МЗЛФ рекомендуется усадка в течение года перед началом возведения стен кладкой, каркасные же конструкции можно начинать монтировать уже спустя 3 недели.
Гидроизоляция и уход за фундаментом
После схватывания бетонная лента нуждается в периодическом увлажнении для более равномерного протекания гидратации цемента. Вслед за срывом опалубки проводится высушивание бетона, затем — нанесение обмазочной или оклеечной гидроизоляции и утепление фундамента.
Наиболее часто для защиты от влаги применяют битумные мастики, поверх которых раскатывается изоляция на основе стеклохолста или более дешёвый рубероид. Если сплошной гидроизоляции фундамент не требует, достаточно оставшейся после заливки пленки гидробарьера.
Пазухи вокруг фундамента засыпают ПГС сразу после высыхания гидроизоляции. Засыпка проводится слоями по 30–40 см с тщательной трамбовкой. После этого останется только сделать отмостку вокруг дома, и МЗЛФ будет готов к дальнейшей многолетней эксплуатации.
Глубина ленточного фундамента – общее расстояние от поверхности почвы до подошвы основания и не стоит путать данный показатель с глубиной траншеи, ведь котлован может получиться больше за счет прокладки в нем подушки из песка/щебня. На глубину фундамента ленточного типа влияют такие основные факторы, как тип/глубина промерзания грунта, уровень прохождения почвенных вод, вес конструкции и т.д.
Сам ленточный фундамент представляет собой железобетонную конструкцию поперечного сечения обычно прямоугольной формы. Данный вид фундамента очень прочный, способен свободно выдержать сооружение, построенное из материалов с показателем плотности от 1000 кг/м3. Применение ленты позволяет основанию выдерживать серьезную тяжесть стен и перекрытий, обеспечивая зданию долговечность и надежность.
Ленточные фундаменты бывают незаглубленными, мелкозаглубленными и заглубленными
Заглубление ленточного фундамента
Сначала нужно определиться с тем, каким будет ленточный фундамент: глубина определяется после выбора типа основания. Для легких сооружений каркасного типа, из дерева и пенобетона, небольших кирпичных зданий подойдет мелкозаглубленный фундамент, который можно возводить на слабосыпучих грунтах. Обычно его глубина составляет до 70 сантиметров.
Заглубленный тип основания проектируют для сооружений, возводящихся на пучинистых грунтах, со стенами и перекрытиями, имеющими немалый вес. Данный тип конструкции также применяют в случаях проектирования домов с подвалом. Глубина ленточного фундамента для дома в таком случае составит показатель глубины промерзания почвы плюс 20-30 сантиметров. Под внутренние стены допускается закладывать основание меньшей глубины.
Для отапливаемых сооружений допускается рассчитывать, на сколько заглублять ленточный фундамент, без учета уровня промерзания грунта. Но тогда завершать все строительные работы нужно до окончания теплого сезона либо же задуматься о мерах, противодействующих промерзанию грунта, которые будут актуальны в процессе проведения работ.
Минимальный показатель глубины ленточного фундамента заглубленного типа для неотапливаемого здания составляет:
среднестатистический показатель уровня промерзания грунта + 10% + 20-30 сантиметров; для строения отапливаемых – уменьшение значения на 20-30%. Если предполагается обустраивать подвал, все измерения выполняют от его пола.
Решая, на какую глубину копать на песчаных и сухих грунтах, стоит учесть, что по нормативам допускается заглублять выше линии промерзания почвы. Но только при условии, что подошва основания располагается к уровню земли не ближе 50-60 сантиметров. При условии близкого прохождения грунтовых вод и необходимости в большей глубине ленточный кирпичный фундамент не применяют. На сильнопучинистых и глубокопромерзающих почвах от любого типа ленточного фундамента для дома вообще желательно отказаться.
Стоит помнить, что фундаменты здания основного и всех примыкающих к нему пристроек должны проходить на единой глубине. Если же есть разница в нагрузках на фундамент, допускается разность глубины закладки. В таком случае по всей длине основания делают уступы высотой 30-60 сантиметров с косыми углами любой величины, которые призваны соединять части конструкции на разных уровнях.
Факторы, влияющие на глубину закладки фундамента
Когда проектируется ленточный фундамент, глубина заложения играет основополагающую роль, поэтому параметр нужно просчитывать с особой тщательностью. Чем выше будет находиться подошва основания, тем меньшими будут затраты за счет уменьшения объемов бетонного раствора для заливки. Но экономия на качестве недопустима, поэтому учитывать нужно все.
Просчитывая, на какую глубину делать ленточный фундамент, берут во внимание такие основные факторы: граница промерзания почвы, близость прохождения грунтовых вод, точно определенный тип грунта на участке. Также желательно учитывать класс строения, планируемый срок службы, чувствительность конструкции здания к воздействию неравномерных осадок, общий рельеф участка.
Верхние слои почвы могут обладать сильной сжимаемостью, менять свойства по погоде. В таких случаях фундамент из ленты должен быть заглублен в устойчивые несущие грунты, независимо от глубины их прохождения.
Типы грунта по воздействию на прочность фундамента:
- Гравелистные пески средней/большой крупности, крупнообломочные породы с примесями песка, скальные почвы
- Пылеватые, мелкие пески
- Разного типа супеси
- Глины и суглинки, крупнообломочные породы с примесями глинистого заполнителя
Даже при условии заглубления фундамента существенно ниже уровня промерзания защита от воздействия пучения почвы при морозе не гарантирована. Если промерзающий слой не давит на подошву основания, он может воздействовать на стены, что учитывает расчет глубины заложения.
Способы уменьшения воздействия промерзающего грунта на конструкцию:
- Создание скользящего слоя по боковой поверхности фундамента из материала с минимальным коэффициентом трения
- Заливка основания в трапециевидной форме с выполнением сужения кверху
- Защита грунта возле фундамента экранами и системами против переувлажнения
- Засыпка пазух конструкции фундамента непучинистой почвой
Задумываясь о том, какой глубины должен быть ленточный фундамент, в качестве основной задачи следует выделять определение оптимальной глубины, где несущий слой грунта с подстилающими слоями сможет дать равномерную осадку здания, которая не превысит допустимые показатели.
Определение величины заглубления фундамента
Выбор глубины для закладки фундамента начинается с расчета глубины промерзания земли на участке при учете режима отопления. Вычисления проводят с использованием формулы:
Df = k × Dfn, тут:
- Dfn – нормативный показатель глубины промерзания
- Df – расчетный показатель глубины промерзания
- Kn – коэффициент, соотносящийся с режимом отопления строения (по СНиПу 2.02.01-83)
Потом определяют свойства почвы непосредственно на месте закладки основания. Достаточно выкопать шурф и взять образцы грунта.
Грунт можно выбрать даже после самостоятельного (но тщательного) изучения в поле. Достаточно взять землю в ладони, размять, скатать шнуром, попробовать сделать из него кольцо и посмотреть на результат: целое кольцо говорит о глинистой почве, распадающееся – о суглинке, рассыпающееся в процессе сворачивания – почва, скорее всего, из супеси. Но самый оптимальный метод – обратиться к специалистам.
Потом определяют, на какой глубине проходят грунтовые воды – для этого бурят отверстие глубиной до 3 метров, опускают в него трубу из металла или пластика, измеряют уровень воды в разную пору года – тут важно понять, способна ли вода подняться выше 2 метров до уровня промерзания земли.
Полученные данные позволяют определить, какой глубины делать ленточный фундамент. Обычно для вычислений используют таблицу 2 СНиП 2.02.01-83. При условии, что уровень грунтовых вод расположен на 2 (и более) метра ниже границы промерзания земли, фундамент закладывают на определенную глубину в соответствии с типом грунта.
Оптимальная глубина фундамента:
- Гравелистые, средние/крупные пески – 50 сантиметров
- Мелкие пески, супеси – минимум 50 сантиметров
- Суглинки, глины, грунты крупнообломочные – минимум 0.5 Df
В случае, когда грунтовые воды расположены ближе 2 метров к границе промерзания Df, основание проектируют на глубине минимум величины Df.
Способы уменьшения необходимой глубины фундамента
Бывают случаи, когда есть смысл понижать затраты на закладку основания на большую глубину. Так, если глубина ленточного фундамента для одноэтажного дома из пеноблока не слишком большая, то серьезные тяжелые строения порой требуют огромных затрат, которые застройщики стараются уменьшить.
Наиболее радикальный метод
рают, заменяют его песком, тщательно трамбуют. Земляные работы масштабные, но зато обеспечивают надежный результат.
Можно сконструировать отмостки для понижения глубины промерзания земли и препятствования ее переувлажнению. Отмостки – это бетонные площадки, которые проходят под стены дома и имеют уклон до 10 градусов. Их ширина выбирается в соответствии с почвой, размерами свеса крыши. Так, для просадочных почв достаточно спроектировать отмостку шириной до метра.
Можно понизить уровень вод под объектом благодаря обустройству кюветов с отводом воды, выполненных по уклону рельефа. Конструкции хорошо работают и отводят воду во время таяния снегов, ливней. Если уровень грунтовых вод на участке повышен постоянно, делают серьезные дренажные системы.
Уменьшить глубину промерзания почвы можно путем укладки под отмостку специального фундамента, сделанного из пенополистирольных плит. Так, если взять плиты толщиной до 5 сантиметров, удастся уменьшить промерзание грунта до глубины в 30 сантиметров.
Если строится не очень массивный дом из дерева, можно установить фундамент непосредственно в промерзающий слой. При условии качественного армирования и закладки выше границы пролегания вод фундамент перераспределит неравномерные нагрузки и выступит в качестве единой монолитной конструкции.
Таким образом, в моменты вспучивания почвы в одной из зон под основанием конструкция не деформируется, а приподнимается, но вес здания держит и обеспечивает сохранение плоскости фундамента. Обязательно выполняют подсыпку основания гравием и песком с целью сглаживания неравномерного пучения почвы. В то время, как рама из железобетона обеспечит распределение нагрузок по периметру и не позволит конструкции покоситься.
Теплоизоляция мелкозаглубленного ленточного фундамента
Когда производится выбор глубины для закладки основания, следует подумать о теплоизоляции, особенно если речь идет о мелкозаглубленном типе. Чтобы не дать земле промерзать под основанием и избежать сдвигов грунта.
Для теплоизоляционного слоя используют экструдированный пенополистирол
Качественная вертикальная и горизонтальная изоляция позволяет обеспечит прочность и надежность строения, даже если закладывается фундамент даже на глубине до 40 сантиметров.
Глубина ленточного фундамента – очень важный параметр, который должен просчитываться по технологии, с учетом основных факторов и показателей. Лишь в таком случае удастся построить долговечное и надежное здание.
При устройстве фундаментов одной из основных проблем являются пучинистые грунты, которые имеют широкое распространение на территории нашей страны. Для того чтобы предотвратить негативное воздействие сил, возникающих при морозном пучении, в малоэтажном строительстве успешно применяются мелко заглубленные ленточные фундаменты (МзЛФ).
Конструкция МзЛФ
Для условий России особую актуальность имеет определение наиболее надежной конструкции фундаментов в условиях, когда в основании залегают грунты, обладающие свойством морозного пучения.
Особое свойство пучинистых грунтов состоит в способности увеличивать свой объем при сезонном промерзании .
При вспучивании грунта его объем может значительно увеличиться – на десятки сантиметров, причем усилия, с которыми силы морозного пучения будут воздействовать на конструкции фундаментов, могут достигать десятков тонн. От негативного действия пучинистых сил не спасает заглубление низа фундаментной подошвы на отметку, расположенную ниже глубины зимнего промерзания, так как воздействие происходит еще и по боковой поверхности.
Разрушение стен дома от сил морозного пучения
Для предотвращения негативных последствий воздействия пучинистых сил была разработана специальная конструкция – мелко заглубленный ленточный фундамент, или МзЛФ, который можно соорудить своими руками.
Особенности МзЛФ, в отличие от обычного ленточного фундамента, состоят в следующем:
- глубина мелко заглубленного ленточного фундамента принимается вне зависимости от глубины промерзания на отметке не более 30-40 см от поверхности грунта после планировки. Это сводит к минимуму действие негативных пучинистых сил на боковые поверхности конструкции;
- под подошвой фундамента устраивается своими руками подушка из сыпучих материалов – песка или ПГС – смеси песка и гравия, толщина которой рассчитывается в зависимости от комплекса условий участка строительства. С помощью замещения грунта под подошвой устраняются его пучинистые свойства, несущая способность уплотненного основания увеличивается, уменьшаются его деформации, связанные с оттаиванием весной;
- фундамент обязательно армируется пространственными каркасами, превращающими ленточный фундамент в рамную систему балок, лежащую на упругом основании. Система балок, жестко скрепленных между собой, воспринимает и компенсирует все неравномерные воздействия пучинистых сил.
Приводим для демонстрации ленточный мелко заглубленный фундамент по СНиПам в разрезе:
Устройство МзЛФ
Мелко заглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах можно соорудить своими руками, пользуясь указаниями типовой технологической карты ТТК «Устройство мелко заглубленного ленточного железобетонного фундамента».
Технология МзЛФ почти полностью соответствует технологии сооружения ленточного монолитного фундамента и включает следующие операции:
- подготовительные работы – вертикальная планировка участка, разметка и закрепление осей здания, земляные работы по отрывке траншей под фундаменты;
- устройство подушки под МзЛФ;
- установку опалубки;
- армирование;
- бетонирование;
- ухаживание за уложенной в опалубку бетонной смесью;
- снятие опалубки.
Все эти операции подробно описаны в вышеуказанной статье, поэтому здесь более детально остановимся на пунктах, касающихся непосредственно МзЛФ.
Устройство подушки
Подушка, за счет которой устраняются пучинистые свойства грунта и компенсируются возможные неравномерные деформации основания, – главный элемент, отличающий МзЛФ от обычного ленточного фундамента. Толщина подушки определяется расчетом (см. раздел “Расчет МзЛФ”).
Материалом для устройства подушки могут служить следующие сыпучие материалы:
- крупный песок и песок средней крупности;
- песок гравелистый;
- щебень мелкий;
- доменный или котельный шлак;
- смесь крупного песка (не более 40 %) и гравия (не менее 60 %).
Перед устройством подушки дно траншеи зачищают, затем укладывают сыпучий материал послойно, с толщиной слоя, не превышающей 20 см. Каждый слой необходимо тщательно затрамбовать с помощью электротрамбовок, затем засыпается следующий слой и снова трамбуется. Плотность подушки после трамбовки должна составить не меньше 1,6 т/м³.
Если грунтовые воды находятся на высоком уровне и существует возможность замачивания верховодкой, предусматривают укладку подушки на слой геотекстиля, которым также укрывают конструкцию с обеих сторон и сверху. Это предотвращает заиливание сыпучего материала подушки.
Армирование фундамента
Армирование МзЛФ осуществляется пространственными каркасами, в которых рабочая арматура располагается в верхней и нижней частях сечения фундамента.
Покажем на примере, как производится армирование фундамента.
Условный фундамент сечением 400х400 мм заглубляется на 400 мм от поверхности грунта, при этом армируется пространственным каркасом КП-1. Защитный слой бетона от подошвы фундамента составляет 65 мм, от боковых поверхностей по 30 мм, от верхней плоскости – 30 мм.
Подушка из ПГС – смеси гравия и песка (40% крупного песка, 60% гравия), толщина подушки принимается по расчету, ширина подушки на 200 мм больше, чем ширина фундамента, то есть она выступает на 100 мм от боковых поверхностей МзЛФ.
Пространственный каркас собирается из шести продольных стержней рабочей арматуры диаметром 12 класса А3. В этом случае соединение каркасов по длине между собой следует производить внахлестку. Длина нахлестки не должна превышать 20 диаметров стержней, которые соединяются, и быть не менее 250 мм. Стержни следует соединять в разбежку, то есть в одно поперечное сечение не должно попадать более 50 % соединений.
Вместо арматуры класса А3 можно использовать арматуру класса А500С, которая стоит на 30% дешевле и позволяет производить соединения с помощью сварки, что упрощает арматурные работы. При соединении рабочих стержней при помощи сварки длина шва не должна превышать 10 диаметров, в данном случае – не меньше 120 мм.
Рабочие стержни соединяются в объемные каркасы посредством хомутов из гладкой арматуры класса А1, устанавливаемых с шагом 200 мм по длине.
В местах, где стены пересекаются или примыкают друг к другу и на углах во время эксплуатации здания происходит концентрация напряжений, поэтому эти места усиливают с помощью установки дополнительных стержней.
Усиление углового соединения каркасов
Усиление производят установкой дополнительных стержней того же рабочего диаметра 12 мм, что и рабочая арматура, в верхнем и нижнем уровнях каркаса. Дополнительные стержни, согнутые под прямым углом, прикрепляют к пересекающимся рабочим стержням каркасов с внешней стороны углового соединения с помощью вязальной проволоки. Дополнительные трапециевидные стержни устанавливают ближе к внутренней и приваривают к соединяемым стержням согласно ГОСТ 14098-91-С23-Рэ на сварочные работы.
Усиление Т-образного примыкания
Усиление Т-образного примыкания производится дополнительными трапециевидными стержнями, которые привариваются к основным стержням в двух уровнях соединяемых каркасов.
Усиление на пересечении стен
Усиление на пересечении стен осуществляется приваркой дополнительных трапециевидных стержней в двух уровнях пересекающихся каркасов.
В данном примере ширина стены равна ширине фундамента. Если ширина фундамента будет по расчету принята на 600 мм большей, чем ширина стены, то необходимо дополнительно армировать подошву плоскими сетками, рабочая арматура которых должна располагаться поперек подошвы. Диаметры рабочей арматуры принимаются в пределах 10-12 мм классом А3 или А500С, шаг 600 мм.
В качестве конструктивной арматуры для сеток используют гладкую арматуру класса А1 (А240) диаметром 6 мм, или из высокопрочной проволоки классом Вр-1 диаметром 4-5 мм, которую укладывают с шагом 300 мм по длине. Соединение рабочих и конструктивных стержней сетки производят с помощью вязальной проволоки на каждом пересечении.
Все работы по армированию следует выполнять с учетом требований нормативных документов: СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции».
Правила производства работ и специальные мероприятия
Помимо основного решения – устройства МзЛФ с компенсирующей подушкой, необходимо придерживаться определенных правил производства работ и предусмотреть дополнительные мероприятия, которые будут способствовать уменьшению негативного воздействия пучинистых сил.
Правила производства работ следующие:
- все работы по устройству МзЛФ следует производить преимущественно в летнее время. Не допускается сооружать фундаменты на замерзших грунтах основания;
- для предотвращения замачивания грунтов основания необходимо выполнить вертикальную планировку участка с обеспечением уклона на каждом склоне величиной не меньше 0,03 для отвода поверхностных вод после атмосферных осадков от места застройки и выемок под фундамент;
- если участок находится в пониженном месте, то нужно защитить его от опасности затопления поверхностными водами с соседних, повышенных участков с помощью устройства водоотводных канав;
- процесс сооружения фундаментов – от подготовительных работ до устройства отмостки – должен быть произведен в самое короткое время, для чего к земляным работам можно приступать только после выполнения всех подготовительных работ и на участок доставлены все материалы, необходимые для строительства;
- на участке необходимо максимально сохранить растительный покров почвы, который служит природным утеплителем грунтов;
- после устройства МзЛФ пазухи траншей нужно засыпать непучинистым грунтом или тем же материалом, который использовался для сооружения противопучинной подушки – песком, щебнем или ПГС – смесью песка и гравия с послойным уплотнением. Это предотвратит воздействие пучинистых сил на вертикальные поверхности фундамента;
- нельзя оставлять фундамент после устройства ненагруженным на зимний период, то есть необходимо сразу же возвести стены здания на полную проектную высоту и перекрыть.
Для того чтобы минимизировать возможное негативное воздействие пучинистых сил, предусматривают дополнительные мероприятия:
- при близком к фундаментам уровне подземных вод устраивают пристенный дренаж по периметру здания с укладкой дренажных труб и отводом по уклону в пониженное место;
- эффективно дополнительное утепление основания под подошвой фундамента, которое устраивается путем укладки утеплителя под отмосткой. В качестве утеплителя лучше всего использовать экструдированный пенополистирол – ЭППС, специально предназначенный для использования в подземных конструкциях. О свойствах ЭППС и его применении мы писали в статье «Обзор технологий утепления домов различными видами пенопласта (ПСБ, ЭППС) с разбором плюсов и минусов, технических характеристик»;
- отмостку из бетона рекомендуется заармировать сеткой из высокопрочной проволоки класса Вр-1 диаметром 4 мм с ячейкой 150х150 мм. Через каждые 6 м по длине отмостки и на углах нужно устроить деформационные швы с помощью вставки деревянной доски. Кроме того, для более эффективного отвода поверхностных вод по краю отмостки нужно сделать водоотводные канавки с уклоном, предусматривающим сброс в пониженное место;
- места вокруг строения, с которых был снят плодородный слой почвы, после окончания строительных работ следует незамедлительно покрыть дерном и желательно посадить кустарники. Это будет способствовать утеплению грунта и задержанию снежного покрова зимой, который также уменьшает глубину промерзания грунта.
Расчет МзЛФ
Ширину малозаглубленного фундамента и толщину противопучинной подушки необходимо принимать по расчету.
Рассмотрим на примере, как производится расчет МзЛФ. Возьмем вариант для малоэтажного строительства – одноэтажный жилой дом из бруса с двумя крайними и одной средней несущей стеной с размерами в осях 8х8 м, средняя стена расположена посредине, то есть с шагом 4 м. Для деревянных легких домов проблема пучинистости грунтов особенно актуальна.
- конструкция наружных стен – стена из массивного бруса толщиной 150 мм;
- средняя стена – массивный брус толщиной 150 мм;
- высота этажа 3 м;
- покрытие – с деревянными несущими балками;
- цоколь высотой 600 мм из монолитного бетона;
- грунты – суглинки полу твердые, сильно пучинистые, так как участок расположен в низине.
Вначале определяем нагрузку на 1 погонный метр фундамента для двух расчетных сечений: 1 – крайних стен, несущих покрытие, 2 – по средней стене, куда опираются балки покрытия с двух сторон. Для самонесущих стен расчет делать не будем, примем ширину фундамента конструктивно.
q1 – нагрузка на фундамент по крайним осям;
Pc – удельный вес цоколя на 1 м2 = 1,5 т/м² (по таблице А);
hc – высота цоколя, равная 0,6 м;
Pbr – удельный вес стен из бруса на 1 м² = 0,12 т/м² (по таблице А);
he – высота этажа (3 м);
Pper = вес деревянного покрытия 0,223 т/м² (с учетом веса снега по таблице А);
L – пролет несущих стен (4 м).
Получаем: q1 = 0,6 х 1,5 + 0,12 х 3 + 0,223 х 4/2 = 1,72 т/м
Для средней стены:
q2 – нагрузка на среднюю стену;
Pbr – удельный вес средней стены из бруса, принимаем по таблице А = 0,12 т/м²;
Pc – вес цоколя в средней части = 1,5 т/м².
q2 = 1,5 х 0,6 + 0,12 х 3 + 2 х 0,223 х 4/2 = 0,9 + 0,36 + 0,892 = 2,15 т/м.п.
Определяем ширину подушки фундамента по формуле:
b – ширина фундамента;
q – нагрузка на 1 м. п. ленточного фундамента;
R – расчетное сопротивление грунтового основания, которое принимаем по таблице Б, в нашем случае для суглинка полу твердого R = 22,8 т/м².
Получаем для двух сечений:
- 1b1 = q1 / R = 1,72 / 22,8 = 0,07 м
- 2b2 = q2 / R = 2,15 / 22,8 = 0,09 м
В результате принимаем ширину фундамента из конструктивных соображений для всех стен = 0,3 м.
Можно также рассчитывать ширину фундамента по расчетному сопротивлению противопучинной подушки, когда величина R будет меньше, чем величина Rп, где Rп – расчетное сопротивление грунта противопучинной подушки, которое зависит от вида сыпучего материала:
- 14 т/м² – для песка средней крупности;
- 16 т/м² – для крупного песка;
- 21 т/м² – для песчано-гравийной смеси.
В нашем примере в любом случае из-за небольших нагрузок принимается ширина фундамента из конструктивных соображений.
Определяем толщину подушки, для чего используются две формулы:
Из условий сопротивления подстилающего грунта:
где: R – прочность подстилающего грунта (суглинок туго пластичный R = 22,8 т/м²), определяем по приведенной здесь таблице Б.
t = (A – C x D x q) / 1 – (0,4 х C x D x q/b)
С – коэффициент, который равен 0,1 – для отапливаемых зданий, 0,06 – для неотапливаемых зданий;
D – коэффициент, который определяем по таблице Г, среднее значение для отапливаемых зданий между шириной 0,2 и 0,4 м = 1,70 + 1,29 / 2 = 1,49
Примечание: значения над чертой коэффициента А приведены для наиболее оптимальной глубины заложения подошвы фундамента 0,3 м, под наклонной чертой – для фундаментов, лежащих на поверхности, то есть не заглубленных.
Рассчитываем толщину подушки, исходя из условий сопротивления подстилающего слоя грунта для несущих стен:
Получилась отрицательная величина, в этом случае толщина подушки принимается равной нулю.
Производим расчет по второй формуле:
Толщина подушки принимается по большему из значений, полученных при расчете по двум формулам.
В результате принимаем подушку из конструктивных соображений толщиной 400 мм.
Примечание: то же, что и для таблицы В.
Проявление сил морозного пучения возможно только в условиях залегания на площадке строительства грунтов глинистых или песчаных, исключая скальные и крупнообломочные грунты, гравелистые и крупные пески при следующих условиях – достаточной глубине зимнего промерзания, которая должна составлять не менее 0,5 м, близком присутствии подземных вод от подошвы фундамента и других возможностей увлажнения или замачивания грунтов.
Принимая решение об использовании МзЛФ, следует внимательно проанализировать все условия. Конструкцию фундамента – ширину подушки, армирование, толщину противопучинной подушки необходимо точно рассчитать.
Расчет ленточного фундамента
Калькулятор Лента-Онлайн v.1.0
Калькулятор предназначен для проектирования ленточного фундамента. Расчет сопротивления грунта основания, длины, ширины и высоты ленты, расчет арматуры и бетона.
Шаг1. Параметры проектируемого фундамента
Если вам неизвестна ширина проектируемого фундамента, либо вы хотите узнать минимально допустимую ширину фундамента , то выбираем данный пункт меню.
В данном калькуляторе ширина подошвы фундамента и обреза (верхнее основание фундамента) совпадают.
Если ширина фундамента задана конструктивно, то выбираем данный пункт меню.
Если выбран пункт меню «Ширина фундамента известна (задана конструктивно)» — вносим значение.
Если выбран пункт меню «Ширина фундамента неизвестна (определяется методом последовательных приближений)» — поле становится не активным. Единица измерения – метры.
Вносим значение глубины заложения фундамента. Единица измерения – метры.
Глубина заложения фундамента, как правило, является расстоянием от уровня планировки до подошвы фундамента.
Глубина заложения фундамента будет завесить от 4 основных факторов:
- Геологического. В качестве основания необходимо использовать прочный слой грунта. Необходимо предусмотреть погружения фундамента на 10-15см в несущий слой грунта.
- Конструктивного. Глубина заложения спроектирована с учетом конструктивных особенностей здания (сооружения): наличие подвала, подполья, подводка коммуникаций и др.
- Климатического. Зависимость от глубины промерзания грунта. Для расчета данного показателя можно воспользоваться калькулятором: Расчет нормативной и расчетной глубины промерзания грунта.
- Гидрогеологического. Зависимость между уровнем подземных вод и расчетной глубиной промерзания грунта.
В загородном строительстве используется два основных типа фундамента: мелкозаглубленный (МЗЛФ) и заглубленный ниже глубины промерзания грунта.
Для расчета МЗЛФ можно воспользоваться некоторыми методиками. Для примера книга Сажина: Не зарывайте фундаменты вглубь. Средняя глубина заложения: 0.5м Достоинства данного типа: меньший расход бетона, меньшее влияние касательных сил при пучении грунта (для пучинистых грунтов).
Вносим значение высоты фундамента. Единица измерения – метры.
При известной глубине заложения фундамента определяем высоту надземной части и складываем обе величины. Высота надземной части задается конструктивно.
Расчет фундамента. Длина ленты
В онлайн-калькуляторе реализован конфигуратор ленты, по которому можно сконфигурировать подходящую вам схему ленточного фундамента. Если вдруг вы не найдете своего варианта, то можете рассчитать длину ленты самостоятельно и внести свои значения. Как это сделать будет описано ниже.
Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями А и Г. Новые оси будут проложены параллельно осям А-Г. Можно добавить до 2 новых осей.
0 – между осями А-Г нет дополнительных осей. Имеем фундамент без внутренних несущих стен.
1 – между осями А-Г одна дополнительная ось Б. При выборе данного варианта становятся доступны два списка: «Добавить перпендикулярные оси между А-Б» и «Добавить перпендикулярные оси между Б-Г».
2 – между осями А-Г две дополнительные оси Б и В. При выборе данного варианта становятся доступны три списка: «Добавить перпендикулярные оси между А-Б», «Добавить перпендикулярные оси между Б-В» и «Добавить перпендикулярные оси между В-Г».
Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями Б и Г. Новые оси будут проложены перпендикулярно осям Б-Г. Можно добавить до 2 новых осей.
Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями Б и В. Новые оси будут проложены перпендикулярно осям Б-В. Можно добавить до 2 новых осей.
Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями В и Г. Новые оси будут проложены перпендикулярно осям В-Г. Можно добавить до 2 новых осей.
При установке флажка будет рассмотрена схема ленты Г-образного фундамента. При выборе флажка станут доступны два поля для указания размеров новой части фундамента.
Размеры фундамента
При указании размеров стоит обратить внимание на то, что размеры необходимо указывать по внешним границам фундамента. То есть оси проходят не по середине ленты, что более распространено, а по внешним границам фундамента. Выбор данного варианта указания размеров упрощает расчет фундамента при неизвестной ширине ленты.
Указываем размеры между осями А-Г. Оси проходят по внешним краям фундамента.
Указываем размеры между осями 1-2. Оси проходят по внешним краям фундамента.
Указываем размеры между осями А-Е. Оси проходят по внешним краям фундамента.
Указываем размеры между осями 2-3. Оси проходят по внешним краям фундамента. Так как ось 2 является общей для 1-2 и 2-3, то считаем так:
Если вы не нашли свой вариант в конфигураторе ленты, то можно указать рассчитанную самостоятельно длину ленты. Если флажок поставлен, то расчет будет осуществлен только по вашим значениям длины.
Меню: Расчет бетона и арматуры для фундамента
При выборе данного типа меню в результатах не будет указан расчет бетона и арматуры для проектируемого фундамента.
При выборе данного пункта меню становятся активными поля по выбору арматуры и параметров для расчета бетона на фундамент.
При выборе данного пункта меню в результатах отобразятся расчеты арматуры, количества бетона и состава бетона, рассчитанного по входным данным.
Расчет бетона осуществлен по методике описанной в книге В.П. Сизова: Руководство для подбора составов тяжелого бетона.
Алгоритм расчета можно посмотреть на странице калькулятора Бетон-Онлайн v.1.0
При выборе данного типа меню становится активным поле «Бетономешалка», где необходимо указать объем бетономешалки для замеса бетона.
При выборе данного пункта меню в результатах отобразятся расчеты арматуры, количества бетона, состава бетона и расчет по количеству замесов в бетономешалке.
Расчет арматуры
При выборе данного типа меню становятся активными поля: «Диаметр арматуры» и «Количество продольных стержней».
Если у вас есть расчет арматуры на ленту и вы знаете диаметр и количество продольных стержней, то выбираем данный тип меню. Кол-во стержней указывается общее в сечении ленты. То есть если у вас 2 ряда по 2 стержня в каждом ряду, то указываем 4.
При выборе данного типа меню поле «Кол-во продольных стержней» становится не активным.
Вам необходимо будет указать лишь диаметр арматуры и калькулятор посчитает кол-во стержней согласно нормам по СП 52-101-2003.
Если сечение растянутой арматуры будет ниже 0.1% от сечения ленты (минимально допустимое по СП), то в результатах вы увидите предупреждение: Сечение арматуры меньше минимального. Необходимо увеличить либо диаметр арматуры, либо кол-во стержней.
При выборе данного типа меню мы можем увеличить только диаметр арматуры и проверить еще раз. Если предупреждения не появилось, то диаметр подобран верно.
Выбираем диаметр арматуры. Доступны для выбора следующие диаметры: 10, 12, 14 , 16, 18, 20, 22, 25, 32, 36, 40мм. Для ленты в загородном строительстве используются в основном 10-12мм для продольной арматуры, и 6-8мм для поперечной арматуры (хомуты).
Выбираем количество продольных стержней на сечение ленты. Поле активно при выборе пункта меню: «Кол-во стержней продольной арматуры на ленты известно (задано конструктивно)»
Расчет бетона
Заполняем все списки и поля для получения количества и состава бетона. Алгоритм расчета можно посмотреть на странице калькулятора БетонОнлайн v.1.0
Шаг 2. Основные сведения о грунтах основания
Для получения более достоверных и надежных данных рекомендуется использовать прочностные характеристики грунта, полученные в результате испытаний. Это также приводит, как правило, к уменьшению ширины фундамента при его проектировании (при расчете минимальной ширины фундамента).
Рекомендуемый вариант. Если вам известны прочностные характеристики грунта, конструктивная схема здания (сооружения), длина и высота здания (сооружения), то выбираем данный пункт меню.
Расчетное сопротивление грунта в данном калькуляторе определяется для бесподвальных сооружений.
Если вы обладаете минимальными данными о параметрах здания (сооружения) и о грунте основания, то выбираем данный пункт меню.
Самостоятельное определение типа грунта
Самостоятельное определение плотности грунта
Самостоятельное определение коэффициента пористости
Самостоятельное определение показателя текучести
Шаг 3. Нагрузки на фундамент
Расчет нагрузок на вверх (обрез) фундамента собирается на 1 погонный метр фундамента: ширина ленты на1 метр ленты. Расчет производится в кН/м. 10кН/м = 1 т/м Данный параметр необходим для расчета ширины ленты.
Выбираем данный пункт меню, если у вас посчитаны вертикальные нагрузки на 1пм ленты.
Данный раздел в разработке.
Указываем вертикальную нагрузку на 1пм ленты. Важно! Нагрузки считаем без учета фундамента.
