Технология и особенности фундамента «перевернутая чаша»

В наше время при строительстве используют тип основания, которое называется «фундамент перевернутая чаша» (ФПЧ). Основание получило такое название из-за того, что ее разрез похож именно на перевернутый элемент посуды, так как вдоль всего периметра монолита располагаются ребра жесткости. За счет использования такой конфигурации монолитный фундамент получает дополнительную жесткость. При этом несущие возможности основания существенно улучшаются. Далее в этом материале расскажем — что такое ФПЧ, плюсы и минусы такого основания, используемая технология строительства.

ФПЧ — обзор достоинств и недостатков

Плитное основание на данный момент — это лучший вариант фундамента. Основной недостаток этой технологии — высокая стоимость строительных работы. Чтобы уменьшить стоимость обустройства основания без какого-либо ухудшения несущих свойств и срока службы, была разработана технология строительства, при которой используется монолитная чашеобразная плита, перевёрнутая на ребра жесткости. У этого комбинированного основания есть свои плюсы и минусы.

Преимущества такого комбинированного фундамента следующие:

• Можно уменьшить бюджет, выделенный на строительство. Ребра жесткости, которые являются аналогом ленточного основания, позволяют понизить объем расходуемого бетонного раствора, арматурных прутьев. При этом толщина монолитной плиты составляет около 100-150 мм.
• Наличие готового пола по грунту, позволяют понизить затраты на отделочные работы.
• Подвал при таком варианте основания не обустраивается. Расходы на отопление снижаются, т.к. теплопотери сокращаются.
• Если вмонтировать в плитное основание фольгированный гидростеклоизолон, можно обеспечить защиту от радона, который содержится в почве и может проникать в жилище.
• Грунт под подошвой основания дома не промерзает, поэтому здесь отсутствуют силы морозного пучения.
• Присутствие качественного дренажа, который представляет собой отсыпку из щебенки и песка не дает возможности бетонному основанию насыщаться влагой.

У этой технологии однако есть и свои определенные минусы, которые нельзя не упомянуть. Наличие нулевой ремонтопригодности участков ввода различных инженерных коммуникаций, внутри здания требуется дополнительное пространство, чтобы разместить их. Частично такую проблему можно решить за счет монтажа дополнительной канализационной системы и водопровода. Они закладываются под монолитной плитой, глушатся. Использовать их начинают только тогда, когда произойдет засорение основных систем.

В строительных правилах «»Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» указано, что такая комбинированная монолитная плита разрешена к применению при следующих вариантах:

• Высокое расположение подземных вод. При этом пол по грунту располагают на максимально возможной высоте от земли. Слой пенополистирола или рулонной гидроизоляции позволяет защитить его от воздействия влаги. Плита монтируется на щебеночно-песчаной подушке, которая имеет отличные дренажные свойства.
• Площадка с пучинистой почвой. Выполняется комплекс вышеуказанных мероприятий (дренажная система, монтаж утеплителя и гидроизолятора). При этом проводится дополнительная теплоизоляция отмостки. За счет этого промерзание жилища по всему периметру и вспучиваемость почвы исключаются.
• Возведение малоэтажных построек (до 2 этажей с мансардой). Допускается возведение таких построек из любых стройматериалов. В том числе это может быть пено- и газобетон, кирпичная кладка.
• Среднегодовые температуры ниже нуля градусов. При этом надо учесть, что этот тип мелкозаглубленной основы нельзя использовать в регионах с вечной мерзлотой.

Как рассчитать параметры плиты

Монтаж перевернутой чаши потребует вложения приличной суммы денег. Поэтому любой строитель ищет возможность сэкономить там, где это возможно. Однако надо понимать, что только наличие крепкого и надежного основания позволит обеспечить продолжительный срок службы всей постройки в целом.

Проектное решение дает возможность определить толщину плитного фундамента и габариты ребер жесткости. Рассчитывается толщина плиты при помощи следующих параметров: максимальная масса постройки, приходящаяся на 1 м² основы; расчетное сопротивление грунтов; несущая способность монолита с ребрами жесткости. Выполнение расчетов с учетом этих данных позволяют определить габариты монолита, необходимый тип и объем цементного раствора, характеристики элементов, количество арматурных прутков и вязальной проволоки. Практический опыт показал, толщину основания можно уменьшить на 100-150 мм за счет наличия в нем ребер жесткости.

Возведение этого варианта фундамента на только что отсыпанном грунте запрещено. Свеже отсыпанный грунт не может обеспечить требуемое расчетное сопротивление, поэтому каждый год конструкция основы будет давать усадку. Расстояние от края монолита до внешней грани несущей стенки из кирпича должно составлять 300 мм. Когда запланирован монтаж колонн, расположение опорных осей на плане должно быть таким, чтобы вектор под углом 45° от центра колонны, не выходил за границы Ж/Б плиты.

Расчет глубины закладки основания

При определении этого параметра, нужно учесть один важный нюанс. Боковую грань плитного основания надо приподнять над поверхностью грунта, как минимум на 15 см. Такое расположение позволяет обеспечить изоляцию кирпичной кладки цоколя от отмостки или грунтов. Многочисленные расчеты для фундамента перевёрнутая чаша в различных условиях показали, что средняя глубина закладки такой плиты составляет от 10 до 20 см. За счет этого можно определить, что заглубление ребер составляет от 35 до 40 см.

Подбор арматурного прутка

Продольная арматура испытывает основные нагрузки внутри бетонного массива. Для легких построек подойдет стальная арматура сечением 1.2 см. Когда фундамент для дома должен выдержать давление от более тяжелого строения, тогда используются металлические прутки сечением 1.6 см. Поперечная арматура для армокаркаса делается из отрезков точно таких же стержней. Допускается использование в этом случае и гладких стержней сечением 8 мм.

Строительство ФПЧ своими руками

Далее будет подробно описана технология обустройства данного типа фундамента. Она включает несколько этапов строительства. Для удобства в статье приведено отдельное описание каждого этапа.

Комплекс земляных работ

С этим видом работ застройщики сталкиваются при закладке любых видов основы здания. В этом случае комплекс мероприятий включает следующее:

• Используя спецтехнику удаляют плодородный слой грунта. Это позволит обеспечить необходимую глубину заложения основания.
• Далее делают вынос угловых точек основания. Устанавливают колышки на расстоянии 70-100 мм от мест расположения углов основания.
• Потом между колышками натягиваются шнуры в тех местах, где будут располагаться оси стен, наружный и внутренний периметр основания. Чтобы видеть верхний край плиты, на колышки забивают горизонтальные доски.
• Вдоль всего периметра стройплощадки откапывают траншею, которая потребуется для монтажа ребер жесткости. Глубина заглубления может составлять от 30 до 70 см. Дно траншеи тщательно выравнивают и трамбуют. Ширина траншеи определяется на основании несущих способностей грунтов в конкретном регионе.

Подушка основания

На следующем этапе на дно траншеи отсыпается подушка толщиной около 40 см (20 см щебня и 20 см песка). Контроль отсыпки подушки осуществляется при помощи реперных отметок на колышках. Затем подушка выравнивается и уплотняется. Для проверки горизонтальности отсыпки используют тахеометр. В проблемных местах делают дополнительную отсыпку и повторно трамбуют. Аналогичные действия делают там, где планируется устанавливать ребра жесткости.

Гидроизолирование

Гидроизоляция позволяет сформировать защитный слой, который защитит фундамент дома от подземных вод. Для этого подготовленную площадку и траншеи застилают пленкой из полиэтилена или геотекстильным материалом. Последний вариант по цене будет более дорогим, однако сам слой гидроизоляции получается более надежным.

Монтаж опалубки

Для монтажа щитов опалубки используется обрезные доски и крепежные элементы. Влагоотталкивающая фанера также может использоваться для опалубки такого основания. Этот материал отличается очень высокой прочностью и надежностью. При этом возможно многократное использование таких элементов конструкции опалубки. Можно сэкономить определенные средства, если получится взять в аренду опалубку для фундамента.

Сборка щитов и их складирование выполняется в специально подготовленном месте на участке. После того как все щиты будут подготовлены, их монтируют вдоль всего периметра планируемого фундамента. При монтаже учитывают такой момент — верхняя часть опалубки должна быть выше уровня монолита примерно на 150-200 мм. Во время монтажа контролируется вертикальность опалубки и уровень верхней отметки. Чтобы уменьшить расход бетона, внутри опалубки выстилают полиэтилен. Такой подход позволяет исключить вытекание раствора сквозь щели в опалубке. Для укрепления конструкции опалубки, снаружи монтируют укосы и распорки. Такой вариант исключит расползание опалубки из-за давления, возникающее при заливке бетона.

Армокаркас

Армирующий каркас делают в виде 2-ух горизонтальных сеток, отделяемых друг от друга поперечными металлическими стержнями. При этом арматурные стержни монолитной плиты постепенно переходят в армирование ребер жесткости основания.

Скрепляют горизонтальные и вертикальные каркасные элементы вязальной проволокой. Когда надо залить основание, которое может выдерживать большое по величине давление, для монтажа армокаркаса используется сварочный агрегат.

Процесс бетонирования

При заливке такого основания надо учесть один важный момент — обеспечение непрерывной заливки цементного раствора. В требованиях нормативной документации указано, что технологический перерыв между заливками бетонной смеси не может превышать два часа, если температура окружающего воздуха равняется +18°C. Вручную подготавливают и заливают бетонный раствор тогда, когда запланированный объем строительных работ будет довольно небольшим. Если площадь плитного фундамента составляет 50 и более квадратов, рекомендуется использовать готовый товарный бетон, который продавец поставляет с завода на специальном автотранспорте.

После завершения заливки основания, потребуется около 4 недель, чтобы оно могло нормально просохнуть и набрать нужную прочность. При этом ходить по поверхности фундамента можно через 5-6 дней с момента окончания заливки.

Уход за бетоном и демонтаж опалубки

Заливается основание только в теплую погоду, когда температура воздуха составляет не менее +20°C. Жаркая погода на улице приводит к тому, что влага с поверхности бетонного основания начинает интенсивно испаряться. Чтобы исключить это, поверхность основания накрывают пленкой. Можно также использовать для этих целей брезент, опилки и другие подручные материалы. Это позволит защитить залитую основу от прямых солнечных лучей и ветра. При этом бетон будут равномерно просыхать и набирать требуемую прочность. Для поддержания нормальной влажности при застывании бетона, его надо увлажнять. Для этого поливают сам укрывочный материал, который дает возможность поддерживать необходимый уровень влажности основания. Первую поливку делают через 8 часов после заливки основания, если температура на улице более +5°C. Ниже данной температуры поливка основания не требуется.

Демонтируют опалубку после того как бетон наберет нужную прочность (примерно 70%). Обычно это происходит через 28 дней с момента заливки основания.

Рекомендации специалистов

Ниже приведен ряд рекомендаций специалистов, которые позволят возвести крепкое и надежное основание

• Выполнять строительство основания можно на участках, где подземные воды располагаются довольно близко к поверхности земли. Полы строения будут располагаться относительно высоко, поэтому исключается негативное воздействие на них стороны подземных вод. Защитный слой гидроизоляции лучше всего делать из пенополистирола или рулонных материалов. Применение мелкофракционного щебня для отсыпки подушки позволит обустроить отличную дренажную систему.
• Наличие надежного дренажа позволяет защищать основание строения от вспучивания грунтов. Монтаж теплоизолирующего слоя при обустройстве отмостки позволит избежать промерзания стен возводимой постройки.

• При строительстве фундамента перевернутая чаша, используются различные строительные материалы.

Подводя итоги

Главное преимущество фундамента перевернутая чаша перед классическим плитным основанием — меньший размер затрат на возведение. Это связано с тем, что толщина плиты ФПЧ в среднем составляет около 20 см. В этом случае расход бетона, арматурных стержней и других строительных материалов намного ниже, если сравнить это со стандартным монолитом. Другой плюс такого основания заключается в том, что выполнять дополнительные отделочные работы для поверхности пола не требуется. Под основанием располагается гидроизолирующий слой, который защищает жильцов данного дома от действия радиоактивных элементов, содержащихся в почве. Если взвесить все достоинства недостатки такого основания, можно констатировать, что ФПЧ является надежным и крепким фундаментом как для небольшого сооружения, так и для более крупного объекта.

Видео по теме