Оптимальное решение для сруба — это заложение фундамента на промерзающем слое почвы, но выше уровня подземных вод. Такой вид основания эффективен при строительстве на пучинистых грунтах, при близком залегании грунтовых вод. Это оптимальный вариант по критериям: эффективность/финансовые вложения. Единственный недостаток: невозможно сделать подвал/цокольный этаж.
При проектировании ленточного основания нельзя уменьшать показатели прочности для экономии на материалах, потому что это критическая ошибка. Также нет необходимости завышать технические характеристики, что станет причиной лишних трудовых и финансовых затрат. Наши расчеты являются максимально оптимальными.
Конструкция ленточного фундамента
Главным критерием является тип грунта именно в “пятне застройки”. Точный анализ почвы дают геологические изыскания, стоимость которых в нашей компании составляет 3000 р. - м.п.
Пример расчета показателей ленточного мелкозаглубленного фундамента
Показатели зависят от типа грунта, рельефа и особенностей сруба.
- Высота (H) всегда рассчитывается индивидуально. В среднем, общая высота при ровном рельефе составляет 1,1 м, при этом 0,6 м приходится на подземную часть. При строительстве на проблемных грунтах или при наличии неровного рельефа этот показатель увеличивается.
- Ширина (A) связана с диаметром стенового бревна. Если диаметр венцов до 350 мм, толщина ленты - 300 мм, при ø бревна от 350 до 450 мм - 400 мм, ø более 450 мм - 500 мм.
- Длина ленты (B) и ее конфигурация рассчитывается индивидуально: к длине наружных стен приплюсовывается длина всех внутренних перегородок, террасы, веранды и крыльца.
Кубатура бетонного раствора
Кубатура рассчитывается по формуле: V = A*B*H.
К примеру, длина фундамента равна 100 п.м., для строительства используется бревно диаметром 300 мм, а высота ленты составит 1,1 м.
Таким образом, при подстановке заданных значений в формулу получаем:
V = 100*0,3*1,1 = 33 м3 бетона. К полученному числу нужно добавить коэффициент потерь, равный 15%.
Значит, итоговый объем бетона составит - 33*1,15=37,95 м3.
Расчет объёма траншеи
Под ленточный фундамент вырывают траншею, размеры которой превышают показатели самой ленты: по каждой из сторон по всему периметру прибавляется по 100 мм. В глубину котлован больше ориентировочно на 400 мм, чтобы была возможность сделать песчано-гравийную подушку.
Регулируемые насыпи позволяют корректировать поведение грунта в “пятне застройки”, в частности, это позволяет уменьшить влагонасыщение прилегаемой почвы и снизить степень морозного пучения.
За смену работы экскаваторщик вынимает до 50 м3 земли. Чтобы понять, сколько смен потребуется оплатить, можно подсчитать объем траншеи для фундамента из предыдущего примера.
Используем такую же формулу: V = A*B*H, где
- V - объем земли.
- А - ширина, которая равна 0,3+0,2=0,5 м.
- В - длина, условно равна 100 м.
- H - глубина, которая равна 1,1+0,5=1,6 м.
Подставляя данные, получаем
V = 0,5*100*1,6 = 80 м3. Значит, потребуется 1,6 смены работы экскаватора.
Армирование
Чтобы усилить бетонную конструкцию делают армирование. Добиться увеличения несущей способности дает правильная схема армирования и выбор достаточного диаметра арматуры.
Основная сила, действующая на фундамент, имеет продольный вектор приложения. Это связано с морозным пучением и неравномерной нагрузкой самого сруба. Поэтому, продольные пруты выбирают ребристыми, чтобы обеспечить максимальную силу сцепления с бетонным раствором. Поперечные прутья могут быть гладкими. Для связывания элементов каркаса используют стальную проволоку диаметром 1,2 мм.
Мелкозаглубленную ленту усиливают ребристыми и гладкими прутами диаметром 6-12 мм. Согласно действующих норм, минимальное количество арматуры составляет от 0,1% от общей площади.
Варианты армирования ленточного фундамента
Для армирования ленточных фундаментов предполагает использование продольной арматуры А-III диаметром 12-14 мм, поперечная арматура может быть меньшего диаметра - от 6 до 10 мм. Типичные схемы армирования и частные случаи представлены в схема внизу.
Расчет параметров армирования (количество и диаметр арматуры)
Рассмотрим на примере. Длина фундамента (l) равна 12000 мм, а ширина (a) – 500 мм. По формуле, площадь сечения (S) = lхa.В нашем случае, это 600000 мм2. Значит, минимальная площадь всей арматуры согласно нормам составляет 0,01% от 600000 и равняется 600 мм2.
При практических расчетах нормативное значение может увеличиваться или уменьшатся в зависимости от конфигурации фундамента и марки бетона. Отклонение не должно превышать 20%.
Чтобы проверить правильность расчетов, можно воспользоваться табличкой 1.
Таблица 1. Площадь всей арматуры для усиления ленточного фундамента
Диаметр арматуры, мм | Количество рядов, шт/площадь всей арматуры, мм2 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
6 | 28,3 | 57,0 | 85,0 | 113,0 | 141,0 | 170,0 | 198,0 | 226,0 | 254,0 |
8 | 50,3 | 101,0 | 151,0 | 201,0 | 251,0 | 302,0 | 352,0 | 402,0 | 453,0 |
10 | 76,5 | 157,0 | 236,0 | 314,0 | 393,0 | 471,0 | 550,0 | 628,0 | 707,0 |
12 | 113,0 | 226,0 | 339,0 | 452,0 | 565,0 | 679,0 | 792,0 | 905,0 | 1018,0 |
14 |
154,0 |
308,0 | 462,0 | 616,0 | 769,0 | 923,0 | 1077,0 | 1123,0 | 1385,0 |
16 | 201,0 | 402,0 | 603,0 | 804,0 | 1005,0 | 1206,0 | 1407,0 | 1608,0 | 1810,0 |
18 | 254,5 | 509,0 | 763,0 | 1018,0 | 1272,0 | 1527,0 | 1781,0 | 2036,0 | 2290,0 |
20 | 314,2 | 628,0 | 942,0 | 1256,0 | 1571,0 | 1885,0 | 2199,0 | 2513,0 | 2828,0 |
Продолжим расчеты для нашего фундамента. К примеру, в проекте были заложены 8 рядов арматуры, диаметром 10 мм. По таблице видно, что общая площадь арматуры в этом случае составит 628 мм2. Что не меньше, чем предусмотрено СНИП для нашего фундамента (высота 1200 мм и ширина 500 мм). Выше мы посчитали, что минимальная площадь должна быть 600 мм2. Подобрать нужный диаметр арматуры можно с помощью таблицы 2.
Таблица 2. Минимально допустимый диаметр арматуры для ленточных фундаментов
Условия, для которых выбирается арматура |
Минимально допустимый диаметр арматуры, мм |
Нормативный документ |
Продольная арматура вдоль стены до 3-х метров |
10 |
Приложение 1 к Пособию "Армирование элементов монолитных железобетонных зданий". М., 2007 г. |
Продольная арматура вдоль стены более 3-х метров |
12 |
Приложение 1 к Пособию "Армирование элементов монолитных железобетонных зданий". М., 2007 г. |
Поперечная арматура (хомуты) вязанных каркасов высотой до 800 мм |
6 |
п. 3.106 Руководства конструирования бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). М., 1978 г. |
Поперечная арматура (хомуты) вязанных каркасов высотой более 800 мм |
8 |
п. 3.106 Руководства конструирования бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). М., 1978 г. |
Этапы строительства ленточного фундамента
При возведении ленточного фундамента есть определенные этапы работы, которые проводятся в строгой очередности. Иногда к перечню могут добавляться другие работы, например, выравнивание и укрепление грунта, обогрев мерзлой земли с помощью шатров, защита залитого бетона от замерзания (при строительстве зимой) и другие работы.
Цикл возведения ленточного фундамента состоит из следующих этапов:
На земле делают разметку осей будущего дома, фиксируют узлы фундамента. Для разметки используют колья, бечевку или проволоку. Если на участке неровный рельеф, для работ необходим лазерный уровень.
После окончания разметки проверяют прямые углы - они должны быть ровно 90 градусов. С помощью теодолита проверяют отметку низа траншеи, уделяя внимание углам сруба и точкам пересечения.
Размеры выровненной и подготовленного участка на 3-5 метров больше размеров будущего дома в каждую из сторон.
На выровненном дне траншеи и ее стенках укладывают нетканый геотекстиль Дорнит с плотностью 300 г/м2. Материал укладывают внахлест, чтобы добиться герметичности.
Следующий слой — это гравий с фракцией 20-40. Гравийная насыпь также уплотняется вибротрамбовкой, коэффициент уплотнения 1,1.
Каждый слой утрамбовывается до плотности 1,6 т/м2.
Сверху укладывается гидроизоляционная полиэтиленовая пленка, которая предотвращает уход воды из раствора в грунт.
При отсутствии изоляции вода уходит в землю, что ухудшает прочностные характеристики бетонной конструкции.
Деревянный каркас очищается от мусора и смачивается водой. При монтаже достигается жесткая фиксация с помощью распорок. Такая конструкция не будет деформироваться под весом раствора.
При установке деревянных опалубок стены проверяются на вертикальность с помощью лазерного уровня или отвеса. Наземная часть опалубки возвышается над землей на высоту цоколя + 200 мм.
Диаметр прутов, схемы вязания и количество указываются в проекте. Чаще всего используется арматура А-III ø 12 мм и А-III ø 10 мм. Для фиксации используется проволока 1,2 мм.
Стандартный вариант - это два ряда вертикальных прутьев, скрепленных с горизонтальными. Шагом между ними 100, 150, 200 или 250 мм.
Наличие арматуры усиливает несущую способность фундамента и позволяет получить монолитную конструкцию, устойчивую к пучению грунта и другим механическим воздействиям по всем направлениям.
Вентиляция позволит добиться циркуляции воздуха в подпольном пространстве, исключив тем самым риск появления сырости и грибка.
Лучше использовать готовый раствор с завода, который имеет однородную консистенцию, что достигается тщательным перемешиванием в промышленных условиях. Количественные и качественные характеристики готового раствора полностью отвечают действующим СНИП.
Заливать раствор в опалубку нужно слоями по 150-200 мм. В процессе работы раствор трамбуется глубинным вибратором, что позволяет избежать появления пустоты в готовой конструкции. Для этих же целей делают простукивание стенок опалубки.
Использование очень жидкого раствора - это причина расслоения и оседания заполнителя на дне траншеи. Такая ситуация приводит к уменьшению прочностных характеристик. Увеличивает риск расслоения заливка раствора с высоты более полутора метров.
Демонтаж опалубки производится после того, как бетон наберет 70 и более процентов своей марочной прочности. Обычно, для этого требуется от 7 до 10 дней. Сроки увеличиваются при низкой температуре и высокой влажности воздуха, при использовании состава неправильной консистенции и при нарушении правил заливки. На время застывания конструкция закрывается полимерной пленкой и раз в несколько дней обильно поливается чистой водой.
При заливке бетонного фундамента при минусовых температурах нужны морозостойкие присадки, а после окончания работ необходимо обеспечить утепление бетона во время его схватывания.
Для этих целей используют подручные материалы — ветошь, солому. Иногда требуется создание шатра из воздухонепроницаемой ткани над конструкцией и прогрев воздуха тепловыми пушками.
Для максимального эффекта грунт по периметру ленточного фундамента обрабатывают полимерными составами с вяжущими свойствами.
Использование искусственной насыпи (песок, гравий) уменьшит давление на боковую поверхность фундамента со стороны грунта во время морозного пучения.
В стоимость ленточного фундамента входят такие работы:
- Геодезические работы, вынос осей.
- Разработка грунта вручную (выемка грунта под ленту, песчаную и гравийную подготовку).
- Укладка нетканного материала (геотекстиль) на дно и стенки котлована.
- Создание песчаной подготовки с послойным трамбованием виброплитой.
- Устройство гравийной подготовки с послойным трамбованием виброплитой.
- Устройство горизонтальной гидроизоляции.
- Устройство ленточного монолитного ж/б фундамента с изготовлением арматурного каркаса.
- Монтаж/демонтаж опалубки.
- Вибрирование бетона с помощью глубинного вибратора.
- Устройство вентиляционных отверстий с учетом аэродинамической тени.
- Уход за бетоном.
В стоимость ленточного фундамента входят такие материалы:
- Бетон М350, В25, F150, W8.
- Армирование А-III ø 12 мм.
- Армирование А-III ø 10 мм.
- Вязальная проволока 1,2 мм.
- Геотекстиль нетканый Дорнит 300 г/м2.
- Крупнозернистый песок, фракции более 2,5 мм.
- Гравий фр 20-40.
- “Технониколь Стеклоизол ХПП-2,5”.
- Пиломатериалы для изготовления опалубки 25х150х6000 мм.
- Пиломатериалы для изготовления опор 50х100х6000 мм.
- Фиксаторы-звездочка 25 мм.
- Гвозди, метизы (крепеж для опалубки).
- Шпильки для стяжки.
- Труба ПВХ, 110 мм.
- Пленка полиэтиленовая 200 мкм.
- Расходный материал (перчатки, диски отрезные и т.д.).
- Бензин АИ -92 для вибротрамбовки.
- Аренда автобетононасоса.
- Доставка материалов, ГСМ, такелажные работы.