Сплошной фундамент, заливаемый под всем зданием, имеет массу преимуществ перед другими конструкциями:
- плиту можно формировать поверхностно, а это даёт большую экономию на земляных работах;
- её можно построить практически на любом естественном основании, кроме сильно просадочного - в том числе, и в условиях высоких грунтовых вод;
- сметная стоимость плиты обычно меньше, чем у ленты глубокого заложения, так что выгода налицо.
Однако технические характеристики базовой конструкции зависят от того, насколько правильно устроена подушка под монолитную плиту фундамента. Именно о ней и пойдёт речь в данной статье.
Описание плитного фундамента
Фундаментная плита – это разновидность фундамента. Она имеет горизонтальную ориентацию в пространстве и по площади соответствует площади здания в плане, превышая её лишь на толщину утепления и облицовки стен. Толщина плиты определяется расчётом, исходя из величины нагрузок, пролётов между стенами, наличия колонн.
Существует несколько конструкционных различий такого фундамента, который может быть не только плоским, но и ребристым, опираться не только непосредственно на материковый грунт, но и на подстилающие слои из бетона, песка, щебня или ПГС, а так же быть холодным или утеплённым. Применительно к малоэтажному строительству, различают три основных типа фундаментных плит.
Плоская поверхностная плита
Такая плита не имеет вертикальных ответвлений, а потому называется плоской - а так как устраивается она только с мелким заложением или вообще поверхностно, строители часто именуют её плавающей. На непучинистых грунтах такая плита может формироваться непосредственно по естественному основанию, без промежуточных слоёв. Но такие идеальные условия встречаются редко.
Чаще всего поверхностная плита формируется поверх нежёсткого подстилающего слоя из уплотняемого песка, который насыпается взамен слоя вынутого, подверженного пучению грунта. Благодаря песку действие морозного пучения ослабляется, но не пресекается полностью. Остаточное действие всё равно есть, и чтобы успешно ему противостоять, плита должна быть достаточно толстой (в зависимости от габаритов здания от 25 до 50 см).
Такая толщина обеспечивает высокую сопротивляемость конструкции изгибающим нагрузкам, и позволяет обходиться без устройства цоколя. В этом случае поверхность плиты служит дому полом, и избавляет от необходимости его формирования по грунту или каркасу. А это, наряду с малым объёмом земляных работ, ещё одна статья для неплохой экономии.
Плита с направленными вниз рёбрами
На глинистых грунтах с высокой степенью пластичности, которые не только сильнее всего подвержены морозному пучению, но и набуханием провоцируют скольжение фундамента в подошве, плиты проектируют в ребристом варианте.
- При этом под плитой есть небольшие выступы с прямоугольным или трапециевидным сечением, связанные с горизонтальной частью арматурой. Эти выступы, именуемые рёбрами жёсткости, очень похожи на присоединённый к плите ленточный фундамент, поэтому такой конструктив часто именуют ленточно-плитным.
- Рёбра заходят в грунт, даже когда сама плита остаётся на поверхности, что и обеспечивает фундаменту наилучшую устойчивость. Если он заглублён, под стены дома приходится возводить ещё цокольную часть из кирпича.
- В этом случае, поверх цоколя формируется цокольное перекрытие, а пространство, образующееся между ним и фундаментной плитой, используется в качестве технического подполья. Устройство ребристой плиты на поверхности избавляет от необходимости устройства цоколя, и точно так же, как и в случае с плоской плитой, её поверхность может выполнять функции пола.
- Под такой плитой всегда устраивается песчаная подушка, так как глинистые грунты сильно подвержены пучению. При высоком уровне грунтовых вод может быть устроен и пластовый дренаж – слой щебня в 10-15 см, отсыпаемый не в смеси с песком, а послойно.
Лучшей защитой такого фундамента от морозного пучения (если он устраивается в зоне промерзания грунта или на поверхности), является утеплитель. Это слой экструзионного пенополистирола, укладываемый под рёбрами, и заполняющий всё пространство между ними (шведская технология УШП).
Плита с ростверком
Ростверк – это опорная конструкция ленточного типа для стен, которая располагается выше фундамента и опирается на него. Он может не только связывать головы свай, но и формировать монолитное основание под стены поверх фундаментной плиты, играя при этом роль цоколя. По сути, это тоже рёбра жёсткости, только здесь они направлены не вниз, а вверх.
Главное достоинство такого конструктива заключается в том, что ростверк, так как он есть под всеми стенами, воспринимает основные нагрузки на себя, а потому горизонтальная часть плиты может иметь меньшую толщину. При этом плиту можно заложить на любую величину, а за счёт увеличившейся высоты рёбер сформировать стены цокольного этажа.
При глубоком заложении подошва фундамента приближается к зеркалу грунтовых вод, поэтому в качестве подстилающего слоя предусматривают не только утрамбованную песчаную подушку, но и бетонную подготовку. Несмотря на то, что выполняется она из тощего неармированного бетона, подбетонка прекрасно противостоит и подпору грунтовой воды в момент её сезонного подъёма, и помогает компенсировать воздействие сил морозного пучения.
Для чего нужна подушка под плиту фундамента
В принципе, подушкой под фундамент можно назвать любой слой, который укладывают вместо вынутого грунта. Существует несколько разновидностей подушек, и у каждой своё назначение. У одной - защита гидроизоляции, у другой - дренаж, у третьей – замещение пучинистого грунта на непучинистый. Подушкой так же можно назвать и подошвенную теплоизоляцию из ЭППС, которая тоже призвана защитить фундамент от морозного пучения, и в том числе обладает неплохими гидроизоляционными свойствами.
Говорить о подфундаментных подушках обобщённо не получится, так как для их устройства используются разные материалы. Поэтому рассмотрим каждый вариант в отдельности.
Разновидности подушки
Если не считать утеплитель, под фундаментом может быть устроено три вида подушек:
- Жёсткая, из тощего бетона. До недавнего времени подготовительное бетонирование было обязательным этапом устройства фундаментных плит, так как только с помощью подбетонки можно выполнить качественную подошвенную гидроизоляцию. С появлением плотных, практически не рвущихся поливинилхлоридных мембран, полотна которых можно монтировать путём простого сваривания краёв, стало возможно устроить гидроизоляцию и без подбетонки. Однако при строительстве цокольных этажей всё же используется классический способ формирования подфундаментного пирога – с подготовительным бетонированием.
- Щебневая, применяется в мокрых грунтах. Щебень может использоваться под фундаментом в двух ипостасях: для более качественной утрамбовки песка, и в качестве самостоятельного слоя при устройстве пластового дренажа. Устраивают его в грунтах с небольшим коэффициентом фильтрации (менее 2 м в сутки). Таким показателем обладают пылеватые пески, глины и их смеси, а так же средне- и сильно разложившийся торф. Здесь согласно требованиям СП 45.13330 должно предусматриваться два слоя: снизу подушка из крупнозернистого песка толщиной 150-200 мм, а сверху - из щебня или гравия превышающего по объёму толщину нижней подушки 50-100 мм. При отсутствии в грунте глинистой составляющей, пластовый дренаж может состоять из одного щебёночного слоя.
- Песчаная, применяется для замещения пучинистого грунта. Это основной вид подушек, устраиваемый в грунтах с нормальной гидрогеологической обстановкой. В том числе, песчаная или гравийно-песчаная подушка предусматривается и под упомянутой выше бетонной подготовкой. Главная задача этого слоя состоит в том, чтобы компенсировать воздействие нормальных сил пучения под подошвой плиты, заложенной в пределах границ промерзания грунта. Если плита заглублена ниже отметки УПГ, роль песчаной подушки сводится в основном к выравниванию дна котлована.
Когда речь заходит о подфундаментной подушке, в первую очередь на ум приходит песчаная отсыпка, так как данный вид подготовки можно считать классическим. Именно о нём и пойдёт речь далее.
Изготовление подушек под плиту фундамента
Чем большую площадь имеет здание в плане, тем больше предстоит объём работ, связанный с устройством подстилающего песчаного слоя под фундаментом. Для этой цели применяется песок крупной фракции 2-5 мм, с коэффициентом фильтрации минимум 3 м в сутки. Доставляют его на объект самосвалами, распределяют по поверхности и планируют бульдозером или грейдером. Для уплотнения песка при больших объёмах работ используют вибрационные катки, в условиях малоэтажного строительства – виброплиты.
Весь процесс работ можно разделить на такие этапы:
- подготовка участка, завершаемая удалением плодородного слоя почвы;
- подготовка трасс для подведения коммуникаций;
- завоз песка и его распределение по пятну застройки;
- профилирование подушки с целью получения равномерной толщины по всей площади;
- трамбование песка с применением щебня или без него.
Укладку песка начинают после того, как будет вырыто земляное корыто, ведь песчаная подушка во избежание расползания должна быть утоплена в грунт естественной плотности. Предварительно роют траншеи и закладывают в них необходимые коммуникации: вводы электричества, воды и канализации. Если подушка достаточно толстая, прокладку коммуникаций производят прямо в её толще.
При устройстве песчаного полотна нужно:
- обеспечить водоотвод с поверхности земляного корыта;
- подготовить временную дорогу для подвоза песка;
- проверить документы и осуществить визуальный входной контроль привезённого песка;
- выполнить геодезическую съёмку отсыпанного полотна.
Толщина подушки из песка
После выгрузки песка из самосвала, он распределяется бульдозером с припуском толщины, которая позволит после уплотнения получить нужную отметку. Вычисления требуемого объёма песка рассчитываются с помощью насыпного (0,98) и транспортировочного (1,15) коэффициентов уплотнения. Например, вам надо получить подушку площадью 120 м² и толщиной 0,2 м:
- 120 м² х 0,2 м² = 24 м³ - объём уплотнённой подушки;
- 24 м³ : 0,98 х 1,15 = 28,163 м³ – объём насыпной подушки;
- 28,163 м² : 120 м² = 0,235 м – такой слой песка нужно насыпать, чтобы после уплотнения получить подушку толщиной 0,2 м.
Уплотнение производится после максимально точного распределения песка по площадке. В идеале, чтобы определить необходимое количество проходов виброплиты, предварительно выполняется пробное уплотнение.
Трамбовку песка под всем фундаментом начинают от краёв к середине, с перекрытием следа каждого предыдущего прохода на 1/3 ширину уплотняющей плиты или катка. Подходить при этом к бровке насыпи ближе 50 см нежелательно, чтобы подушка не разминалась по бокам и не теряла свою форму.
Всего обычно делается три прохода: первый с минимальной скоростью, второй быстро, а третий – со средней скоростью. Между проходами песок обязательно увлажняется, если он сухой - но иногда его требуется и подсушить. Оптимальная влажность песка при уплотнении равна естественной влажности, и составляет 8-12 %.
Засыпка щебня – заключение
Чем лучше утрамбовано насыпное основание, тем более стабильной в пространстве будет фундаментная плита. Поэтому большинство подрядчиков, дабы к их работе не было претензий, предпочитают уплотнять песок с помощью щебня или гравия. При этом щебень можно насыпать как поверх песка, так и смешать с ним в пропорции 60:40. Камень более крупной фракции заполняет при уплотнении песчаных зёрен освобождающееся пространство, и практически расклинивает засыпку между стенками земляного корыта. Подушка получается более плотной и меньше поддаётся размыванию и заиливанию – а именно это и есть основная цель подготовки основания перед бетонированием плиты.
