Ленточные фундаменты, предусматриваемые для несущих конструкций малоэтажных зданий бытового назначения, выполняются соответственно региональным показателям климата и влажности. Нормы обустройства сооружений, а также необходимые габаритные размеры и используемые для возведения материалы оговариваются техническими требованиями ГОСТ 13580-85. Однако часто, особенно в сельской местности, о каких-то нормах мало кто знает, поэтому закладывают фундамент для дома, что называется, «на глазок». Это часто приводит к трещинообразованию стен и прочим неприятностям, которые отрицательно сказываются на эксплуатационной долговечности дома.
Варианты обустройства
Фундаменты данного типа входят в группу фундаментов неглубокого залегания. Обычно уровень основания не превышает 3 м от поверхности земли. Их линейная структура предназначена для наиболее равномерного распределения веса элементов готового здания по поверхности подстилающего грунта.
Ленточные фундаменты также считаются наилучшими для зданий, которые не отличаются высокими эксплуатационными нагрузками. Например, малоэтажные домики возводят именно на таких видах оснований.
В частности, когда необходимо поддержать линейную панель за счёт равномерности распределения точек напряжения, применение такого фундамента часто является наилучшим решением.
В гражданском строительстве применение получили фундаменты, составленные из бетонных лент. Уложенная в траншею полоса бетона, даже если ее размеры будут небольшими, образует устойчивое основание для каждого элемента стены.
Считается, что такой ленточный фундамент подойдет для одноэтажного дома, но они могут использоваться и для возведения более высоких зданий, почва под которыми равномерно твёрдая и однородная.
Предназначение и состав
Фундамент для дома представляет собой непрерывную бетонную полосу без разрывов и проёмов, которая проходит под наружными стенами здания. Непрерывная полоса действует как опора, для которой возводятся стены, и имеет ширину не менее 150 мм, чтобы равномерно распределять нагрузку здания на землю под ним. Понятие равномерно распределённой нагрузки относится к равномерной передаче нагрузки конструкции, которая размещена под ним, без чрезмерного уплотнения.
Классификация
Существует несколько типов фундамента рассматриваемого типа:
- Глубокая лента. Когда она должна находиться на более низком уровне, чтобы достичь почвы с подходящей несущей способностью, то можно вырыть более широкую траншею для производства внутренних работ, а фундамент залить до необходимой ширины, начиная с нижнего уровня.
- Широкая полоса. Если почва имеет низкую несущую способность, можно использовать широкие ленточные фундаменты, которые распределяют нагрузки по большей площади. Часто они армируются сталью, чтобы сделать нагрузку на единицу площади минимальной.
- Полоса, которая углублена со смещением. Используется, если возводимое здание упирается в уже существующую конструкцию, или доступ к прилегающей территории недоступен, можно использовать ленточный фундамент со смещением. Какая величина смещения допускается? Допустимая ширина смещения составляет 750 мм при глубине 450 мм. Внизу укладывается сетка из стальной арматуры. Такой вариант используют при заливке фундаментов для одноэтажных зданий.
- Фундамент с засыпкой траншеи, при котором она заполняется готовым бетоном на глубину чуть ниже уровня земли. Это позволяет укладывать первый слой наружного облицовочного материала (обычно кирпича или камня) до уровня гидроизоляции. Это быстрое решение, но оно дороже из-за увеличенного объёма бетона, необходимого для заполнения траншеи по всей ширине. В местах, близких к деревьям, можно добавить стальную арматуру.
Достоинства и ограничения
Различают два основных исполнения ленточной конструкции, применяемой в практике современных строительных работ:
Сборный фундамент, основу которого составляют железобетонные блоки. Для сборки такой конструкции понадобится специализированное оборудование, а сами блоки производятся на заводе и имеют стандартные размеры.
Монолитный вариант, который производится непосредственно на строительной площадке (без промежуточных звеньев с оговоренными габаритами).
Фундамент, который собирается из стандартных железобетонных элементов, характеризуется двумя положительными особенностями. Во-первых, он использует доступные и, следовательно, более дешёвые материалы. Во-вторых, способен противостоять значительным внешним нагрузкам.
Таким образом, если усилия, воспринимаемые внешними стенами дома, ожидаются высокими, то следует выбрать вариант с типовыми железобетонными конструкциями по ГОСТ 13580-85. Недостатком такого варианта будет увеличение продолжительности строительных работ.
Заливка бетоном производится в подготовленную траншею. В процессе заполнения траншеи бетонная смесь дополнительно дополняется гравием, щебнем, боем кирпича или мелкой галькой. После такого способа заливки и уплотнения бетонной смеси основание также приобретает значительную механическую прочность и жёсткость.
Вариант обустройства фундамента с применением кирпича — менее распространённый вариант. Находит применение только тогда, когда реализация других разновидностей ленточного фундамента для дома затруднительна или вообще невозможна.
В числе положительных особенностей ленточного фундамента — удобство во время осуществления необходимых монтажно-сборочных операций и возможность использования х железобетонных панелей стандартных размеров при обустройстве цоколя.
Ограничением в применении можно считать обязательное наличие на строительной площадке специализированной техники.
Размеры и расположение
Размеры и расположение ленточных фундаментов обычно пропорциональны ширине конструкции стены. Глубина ленточного фундамента для одноэтажного дома при этом должна быть равна ширине стены или быть чуть больше ее.
Полоса ширины основания часто в три раза больше ширины опорной стены, обеспечивая угол 45 градусов между основанием стены и почвой. Заглублённые ленточные опоры должны быть достаточно глубокими, чтобы избежать замерзания, хотя при работе с более мягкими почвами может потребоваться увеличение ширины.
Ширина ленточного фундамента должна быть рассчитана таким образом, чтобы грунт адекватно выдерживал вес здания, а также, чтобы фундамент не сдвигался при его нагружении внешними силами. Глубина заложения ленточного фундамента будет зависеть от грунтовых условий, но не может быть меньше, чем 450 мм. Это условие необходимо для соблюдения показателей морозостойкости основания.
На какую глубину копать ленточный фундамент? Ленточный фундамент — стандартная глубина заложения составляет 600 мм. Для лёгкой конструкции на устойчивом твёрдом грунте можно использовать основание, ширина которого будет равна толщине стены. Тогда как для более тяжелой конструкции, которая, к тому же, размещена на более мягком грунте, потребуется более широкий ленточным фундамент.
Для зданий со стандартными размерами общее правило состоит в том, что ширина ленточного фундамента должна быть в три раза больше толщины стены. Однако в настоящее время внешние стены часто проектируются полыми. Например, полая стена с внутренними и внешними створками 100 мм, полостью 200 мм потребует по общим нормам ширину фундамента 1200 мм. Вот почему важно проектировать работы в соответствии с условиями грунта и ожидаемыми нагрузками, создаваемыми возводимой конструкцией.
Хотя ленточные фундаменты обычно формируются на небольшой глубине, они могут заливаться в глубокую траншею, выкопанную до несущего грунта. Фундамент может быть и ступенчатым, но колебания уровня земли должны быть небольшими.
Факторы, предопределяющие заглубление фундамента
На схеме ниже представлены основные составляющие, глубина закладки которых при возведении ленточного фундамента имеет решающее значение для гарантии его высокой эксплуатационной способности.
Какой должна быть глубина заливки такого фундамента? Заглублять ленточный фундамент надо с учетом следующих факторов, которые перечислены ниже:
- Несущей способности почв;
- Глубины усадки и набухания (в основном касается грунтов типа суглинков);
- Наибольшего промерзания;
- Интенсивности проводящихся в непосредственной близости земляных работ;
- Уровня заглубления подпочвенных вод.
Чтобы обеспечить удаление поверхностного слоя грунта, и сохранить соответствующее значение нулевого уровня, минимальная глубина фундамента должна быть не менее 500 мм. Следовательно, рекомендуемое заглубление должна находиться в пределах 1000–1500 мм от исходного уровня земли.
Рассматриваемый заглубленный ленточный фундамент подойдет для большинства почв, если они обладают подходящей несущей способностью. Суть такова, что ленточные опоры могут обеспечивать непрерывную поверхность контакта с грунтом. Чаще всего эта поверхность бывает ровной, но также может быть и ступенчатой, чтобы поддерживать линейные конструкции — несущие стены, на грунтах со сложным рельефом.
Типы почв
Выбор наиболее экономичного решения по ленточному фундаменту с минимальной глубиной зависит от условий грунта на площадке, включая тип почвы, используемые заполнители, а также их основные составляющие. Лучший способ установить эти факторы до начала работ на месте. Для этого надо провести геотехническое исследование, которое включает в себя рытьё или бурение пробных скважин вокруг площадки строительства. Основная цель таких изысканий — определение несущей способности почвы на разной глубине.
Образцы собираются и проверяются на:
- Пластичность (усадку);
- Уровень pH;
- Наличие сульфатов;
- Сезонный уровень грунтовых вод.
Могут устанавливаться и прочие показатели, по которым можно установить наилучшую марку бетона. Игнорирование возможностей грунта — наиболее существенный из недочётов, обычно допускаемых будущими застройщиками.
В результате тестирования физико-механических характеристик грунтов должен быть получен ответ — пригодна ли данная почва для закладки фундамента или нет.
Начнём с типа грунта. Большинство вариантов могут быть сведены к следующим типам:
- Скалистый грунт, к которому относятся базальты, граниты, шпаты, кварцы и им подобные твёрдые породы. Поскольку их прочность и твёрдость имеют максимальные показатели, по сравнению с другими типами грунтов, то и особой подготовки тут не потребуется. Достаточно провести очистку и выравнивание под копку траншей и укладку бетона.
- Мел. Ширина ленточного фундамента для одноэтажного дома обычно не превышает 450 мм. При этом глубина траншеи должна превышать глубину зоны промерзания не менее, чем на 150–200 мм. В случае, если твёрдость мела недостаточна, то дно траншеи придётся углубить. Следует принять во внимание, что все мелосодержащие почвы, чувствительны к выветриванию, поэтому на боковых стенках могут образовываться пустоты или каверны.
- Щебень и/или песчаные почвы и песок. Лучше всего возводить заглублённый ленточный фундамент на грунтах с пониженной влажностью и повышенной плотностью основного состава почвы. В этом случае глубина закладки не превышает 750–800 мм. Однако при высоком уровне подпочвенных вод несущая способность грунтов такого типа снижается на 50%. Поэтому углублять дно не стоит, зато целесообразно расширить стенки траншеи. Для песка ситуация – иная: повышенную плотность имеет не сухой, а увлажнённый песок. Стенки такой траншеи выполняют с небольшим уклоном, не превышающим 1–15°. Если уклон по каким-то причинам выполнить невозможно, для укрепления стенок используют сваи шпунтового исполнения.
- Глина, которая в свою очередь классифицируется по своей пластичности: чем она ниже, тем больше риск обрушения стенок траншей. Однако верхние участки глинистых грунтов склонны к самопроизвольным перемещениям, которые являются следствием усадки и расширения глины или суглинка. Наилучшая глубина 850–1100 мм. С увеличением глубины содержание влаги возрастает. Существенно и то, что влажность глинистых грунтов не является постоянной и колеблется в зависимости от показателей влажности воздуха. С глубиной 900–1200 мм подвержен перемещению из-за расширения и усадки, поскольку влагоёмкость такого грунта подвержена сезонным колебаниям. Наименьшее заглубление ленточного фундамента, который обустраивается на глинистых грунтах, составляет 750–800 мм для малопластичной глины, 950–1100 мм – для глинистых грунтов с повышенными показателями пластичности. Важным фактором считается также наличие или отсутствие растительности на участке, где подготавливается фундамент. Если деревья ранее были посажены, но их уже выкорчевали, то даже в этом случае глубина траншеи должна быть увеличена (иногда увеличение может составлять 1.5–2.0 м.) Причина заключается в том, что корневая система деревьев переувлажняет грунт, что приводит к расширению почвы и, соответственно, к снижению несущей способности фундамента. Укрепить заглубленный ленточный фундамент можно при помощи дополнительного усиления стенок, например, прокатными стальными профилями (перед укладкой сталь следует защитить от коррозии, которую наводят в почве блуждающие токи).
- Твёрдая глина в сочетании с более мягкой. Если с углублением дна траншеи грунт становится более мягким, увеличивать глубину закладки ленточного фундамента не стоит, поскольку с увеличением нагрузок риску деформации будут подвержены именно более мягкие слои. Часто выход находят в копке траншей для более широких фундаментных лент, когда можно предусмотреть установку усиливающей стальной арматуры.
- Если почва под фундамент ранее перекапывалась, то её плотность понижается. Поэтому рытьё траншеи необходимо продолжать до тех пор, пока под лопатой или ковшом не покажется первичный плотный грунт (на 300–400 мм ниже слоя первичной засыпки).
- На наклонных участков заглубленный ленточный фундамент делают ступенчатым.
На неоднородных грунтах делать ленточный фундамент надо с учетом насыпной плотности почв на всех участках, особенно угловых, а затем усреднять полученные данные. Таким образом можно установить наилучшую глубину для закладки фундамента.
Глубина промерзания
Как учитывается степень морозостойкости почвы? Кривая участка промерзания представляет собой глубину промерзания грунтовых вод. Застройщику и специалистам, которые занимаются подготовкой ленточного фундамента с учётом глубины промерзания, необходимо понимать, что такое линия промерзания и как определить её месторасположение, чтобы иметь представление о рисках, связанных со строительством зданий. На глубину промерзания влияет много факторов. Например, земля всегда содержит влагу, которая используется растениями и животными для своего существования. Однако в момент наступления холодов, грунтовые воды начинают замерзать и расширяться, при этом толкая и раздавливая предметы, находящиеся в замёрзшей почве.
Средние линии промерзания обычно определяются влажностью и содержанием почвы, а также средними температурами в регионе. Как определить, на сколько глубоко промерзает грунт в вашем регионе? Для определения точной глубины потребуются измерительные трубки. Они состоят из небольшой полой трубы, вставляемой в просверлённое в мёрзлом грунте отверстие. Трубку потом помещают в пакет с водой и с индикаторами измерения. После чего определяют глубину по линии, на которой вода замерзает.
Глубина линии промерзания по регионам сильно различается, поэтому имеет смысл только то, что более холодные районы страны будут иметь другую глубину линии замерзания, чем более теплые районы. Принимая во внимание эту изменчивость, необходимо ознакомиться с региональными строительными нормами и правилами, а также картами глубин линии промерзания, чтобы получить точное представление о том, насколько глубоко придётся копать траншею под фундамент.
Морозное пучение грунта может повредить фундаменты, опоры и другие важные элементы конструкции. Когда они устанавливаются выше линии промерзания, конструкции становятся уязвимыми к значительным повреждениям, которые могут быть вызваны морозным пучением. Этот процесс происходит, когда вода в почве замерзает и расширяется, образуя ледяной карман, называемый линзой мороза. Эта линза, постепенно расширяясь, выталкивает вверх грязь, камни и любые другие предметы.
В результате возникает хаотическое движение затвердевшей земли, которая обладает достаточной силой, чтобы сгибать столбы, ломать скалу и сдвигать фундамент дома.
Даже после того, как морозная линза растает, позволяя грязи вернуться на свое место, конструкция останется разбалансированной и поврежденной. Установка структурных опор в точке, по крайней мере, на 0.8 м ниже максимальной глубины промерзания, выполнит роль анкера, который предотвратит сдвиг конструкции вверх и её смещение. Поможет также установка влагонепроницаемых элементов под плиты ленточного фундамента.
Итог
Какой же глубины должен быть ленточный фундамент? Когда существует несколько возможных вариантов закладки ленточного фундамента для данного проекта, решающим фактором часто является экономический. Тем не менее выбор оптимального решения не должен ставить под угрозу безопасность, качество изготовления, прочность и долговечность возведённого дома.
