что понимается под подошвой фундамента
Подошва для фундамента — достоинства и недостатки, монтаж конструкции
Важным конструктивным элементом любого сооружения, от которого зависит продолжительность его эксплуатационного периода, является фундаментная основа. Чтобы нагрузочное воздействие железобетонной конструкции равномерно передавалось на почвенный состав, под ним устраивается подошва фундамента. Сооружается подошва в случаях, если предстоит строительство на слабом почвенном составе.
Что такое подошва фундамента
Итак, подошва ленточного фундамента – это железобетонная платформа, основным предназначением которой является равномерное распределение нагрузки. Размеры подошвы фундамента по ширине в два раза превышают аналогичный параметр фундаментной конструкции, высота варьируется в пределах тридцати сантиметров. Как правило, при заливке подошвы устраивается армирование из металлических арматурных стержней.
Особенности устройства
Как показывает мировая практика строительства, прочность фундаментной основы увеличивается за счет ширины его железобетонной подошвы.
Важным условием считается расположение подошвы ниже уровня промерзания почвенного состава.
Такая особенность соблюдается с той целью, чтобы предотвратить повреждения постройки из-за подвижек грунта.
Чтобы с максимальной точностью определить параметры фундаментного основания, учитывают определенные факторы, к которым относятся:
Строительные работы любого сооружения начинают с возведения фундамента, и очень важно осознавать всю ответственность и важность правильно проведенным расчетов. Лучше всего такую работу доверить опытным специалистам, чтобы избежать в дальнейшем неприятностей.
Расчет
Для определения размеров подошвы ленточного фундамента и самой железобетонной основы, следует выполнить несложные действия. Для начала определяются с местом, на котором предстоит выполнять строительные работы. Одновременно необходимо изучить тип грунта.
Если таким видом работ занимается опытный строитель, то сначала берутся пробы почвы с ее разных уровней, чтобы в лабораторных условиях точно определить состав.
Затем, пользуясь специальными таблицами с максимальной нагрузкой, легко определить по формуле давление под подошвой фундамента на грунт и определить, по каким размерам заливать основание.
Для определения площади подошвы потребуются данные о состоянии почвы и сопротивлении почвы. Кроме того, необходимо сделать выбор глубины заложения подошвы фундамента, определить приблизительный вес всего сооружения.
Для расчета параметров фундаментной подошвы используется следующая формула
Sф =1,1 х (Мд : Рг) в которой:
Sф – значение площади фундаментной подошвы;
Мд – примерный вес здания;
Pr – показатель сопротивления почвы;
1,1 – специальный коэффициент, определяющий степень надежности для малоэтажных объектов.
Подготовка
С уточнением размеров подбор подошвы фундамента закончен. Можно приступать к практическим этапам и непосредственно заняться устройством ленточного фундамента с подошвой. Для этого роется котлован, на дне которого выполняется разметка, максимально четко обозначающая, расположение железобетонной конструкции.
Для удобства ориентирования рекомендуется задействовать вешки, выставленные геодезистами в момент «разбивки» строительной площадки, выполняемой перед началом земляных работ.
Угловые точки внизу находятся с помощью разметочного шнура, натянутого по вешкам и отвесу.
На дне ямы, по ее отвесной стене, забивается пара вешек, изготовленных из отходов арматуры, так как при бетонировании фундамента вынимать их не следует. Промежуток между такими вешками должен быть равен длине стены, определенной архитектурным проектом.
Чтобы было легче разметить оставшиеся угловые участки, рекомендуется определить значение их диагонали. Такие вычисления не вызывают сложностей, но, если нет лишнего времени для математических вычислений, следует воспользоваться услугами специалистов.
Для удобства выполнения расчетов необходима бригада из трех человек. Вся процедура заключается в следующих действиях: в точках, обозначенных вешками, два рабочих удерживают по ленте от рулеток, а третий их растягивает с таким расчетом, чтобы добиться их пересечения в точке обозначения длин диагонали и стены. В месте, где ленты пересекаются, устанавливается очередная вешка.
Чтобы проверить правильность выполненной разметки, несколько раз уточняются расстояния между вешками. После этого натягивается шнур, обозначающий контур будущей железобетонной конструкции.
Установка опалубки
Продолжаем разбираться, как устраивается ленточный фундамент на подошве.
Установка вешек завершена, остается соорудить опалубку. Для этого следует использовать пиломатериал, размеры сечения которого составляют 50 на 300 мм, соединяя его металлическими скобами в виде буквы «П», удерживающими опалубочные щиты снаружи и внутри конструкции. Оптимальный интервал их установки – около пятнадцати сантиметров.
Опалубка выставляется с таким расчетом, чтобы фундаментные стены распределились по центру подошвы. После этого под прямым углом соединяется пара досок, которая выносится от разметочного шнура на удаление в 17.5 см. Такие действия необходимы, чтобы сформировать наружные углы.
Выполнив указанное мероприятие, устанавливаем и фиксируем доски под внутреннюю опалубочную стену. Крепежные скобы выставляются с каждой стороны стыковочного участка щитов.
Если доски стыкуются не слишком плотно, разъемные участки заделываются накладными дощечками, набитыми снаружи. Длинные концы накладываются на соседний щит и прибиваются внахлест.
Опалубочные доски следует выравнивать и корректировать, так как данный фактор оказывает непосредственное влияние на показатель прочности обустраиваемого элемента и на способность выполнять предназначенные ему функции.
Закончив установку опалубки, наиболее слабые ее участки частично подсыпаются грунтовым составом. Как правило, данная мера предосторожности необходима на стыковочных участках или в местах, где отсутствуют крепежные элементы. Засыпание песка предотвратит протечку бетонного раствора под опалубочные доски.
Заключительный этап – установка верхнего уровня края фундаментной подошвы. Выполнять такую разметку необходимо с применением теодолита. Уточняя уровень, делаются фиксаторы маленькими гвоздиками, забитыми до половины длины с шагом в один метр. Эти ориентиры помогут ровно залить бетонный раствор.
Армирование
Подошва фундаментной конструкции армируется с таким расчетом, чтобы рабочие металлические прутья легки вдоль по три – четыре штуки, а элемента монтажа, обеспечивающие этим стержням рабочее положение, располагались поперек.
Под строительство дома в два – три этажа на грунтовом составе со средним показателем несущих возможностей используют арматуру сечением 1.2 – 1.2 см, укладывая ее с шагом в двадцать сантиметров. Для соединения основных каркасных элементов применяется «катанка» диаметром шесть миллиметров, все соединения выполняются вязальной проволокой, использование сварочного агрегата запрещается.
Подготовленная каркасная конструкция выкладывается на подкладки из кирпичного боя или крупного гравия, чтобы все металлические элементы находились внутри бетонной массы.
Заливка бетоном
Закончив подготовительные мероприятия, переходим к основному этапу – бетонированию. Кстати, предлагается рассмотреть второй способ армирования подошвы.
Залив в опалубку бетон, раскладываем двумя ровными рядами арматурные прутья, удаляя их от опалубочных стен на пятнадцать сантиметров. Арматуру просовываем под перегородочные элементы из крепежных скоб. Закончив раскладку, штыковой лопатой «топим» металл на двадцать сантиметров в бетонную смесь, аккуратно выполняем «штыкование», чтобы устранить оставшийся внутри бетона воздух.
Как только поверхность бетона поднимется до вбитых по верхней кромке будущей подошвы гвоздиков, П-образные скобы приподнимают на пять – семь сантиметров.
Остается две операции – сооружение подошвы и затирка ее поверхности. Первый этап считается важным и ответственным, шпоночную канавку необходимо прорезать с особым вниманием. Выполняется такая работа сверху, по центральной оси кромки. Шпоночная канавка поможет обеспечить прочность и качество сцепления подошвы и стены фундаментной основы.
Работы по устройству канавки начинаются, когда залитый бетонный раствор немного затвердеет.
Для работы потребуется маленький брусок, который вдавливается равномерно по прямолинейному участку фундаментной подошвы.
Опалубочная система аккуратно демонтируется, все отметки, выполненные на ее щитах, переносятся, чтобы удобней было возводить фундаментные стены.
Преимущества и недостатки
Теперь предельно ясно, что понимается под названием «подошва фундамента». Остается рассмотреть достоинства и недостатки конструкции.
Считается, что ленточную фундаментную основу на подошве возводят при любых погодных условиях, в том числе – в зимнее время. Такое основание считают универсальным, пригодным для строительства несущих стен из кирпичного или каменного материалов, бетона, древесины.
В качестве недостатка многие отмечают сложный технологический процесс обустройства фундаментной подошвы.
Следует отметить, что подошва заливается под блоки фбс, а при установке свайного фундамента опорные подошвы устраиваются в десяти – пятнадцать местах (по количеству опорных элементов).
Материалы и инструменты, необходимые для работы
Как правило, для заливки фундаментной подошвы под ленточную конструкцию необходимы:
Заключение
Что такое подошва фундамента и с какой целью она заливается, теперь предельно ясно. Конструкция универсальная, для ленточного фундамента используется на любом почвенном составе. Технологически процесс сопровождается некоторыми сложностями в предварительных расчетах и выполнении разметки, но при наличии определенных навыков, с такими рабочими этапами справиться можно самостоятельно. В случае, если возникают сомнения в собственных силах, подготовительный этап рекомендуется поручить опытным строителям.
Что понимается под подошвой фундамента?
1. Горизонтальная плоскость сопряжения с основанием.
Как определяется глубина заложения фундаментов под внутренними стенами в отапливаемых зданиях?
2.Назначается по конструктивным соображениям не менее 0,5 м от спланированной поверхности земли.
Какие фундаменты называют ленточными?
2.Это подземные сплошные конструкции, на которых расположены стены здания.
В каком случае ленточные фундаменты в зданиях выполняют с уступами?
3.Для перехода с одной отметки подошвы фундамента к другой (на косогорах, от наружных стен к внутренним).
Когда применяют столбчатые фундаменты в зданиях?
3.При небольших нагрузках или сосредоточенном приложении нагрузки от стен, несущего остова и т.п.
В каких случаях применяются плитные фундаменты?
4.При строительстве зданий на слабых основаниях, в сейсмических районах, для строительства зданий башенного типа.
Каково назначение фундаментальных балок (рандбалок)?
2.Для передачи нагрузки от стен на столбы фундамента.
В каком случае фундамент оборудуется деформационным (осадочным) швом?
3.При разной высоте частей здания и неоднородных грунтах в пределах длины здания.
Какой назначается высота подвальных и цокольных помещений?
2.Не менее 1,8 метра.
16.22. Для каких целей устраивают приямки?
2.Для освещения подвальных помещений.
Как конструктивно устраивают приямки подвала и загрузочные люки?
2.На консольных балках или плитах, заделанных в стену подвала.
Какая вертикальная гидроизоляция делается для стен подвалов при отсутствии грунтовых вод?
2.Обмазочная битумом за 2 раза, с устройством глиняного замка.
Как обеспечивается гидроизоляция подвалов при устройстве дренажа?
2.За счет понижения уровня грунтовых вод.
Для каких целей устраиваются отмостки вокруг здания?
3.Для отвода поверхностных вод от стен и фундаментов.
Каким образом маркируются фундаментные блоки?
Каким образом маркируются фундаментные подушки?
Тема 17. Стены зданий. Требования. Классификация. Составные части стен из мелкоразмерных элементов. Детали стен
Каково назначение стен гражданских зданий?
2.Ограждать помещение друг от друга и внешней среды, воспринимать нагрузки, формировать внешний облик здания.
Как классифицируются стены по характеру статической работы?
3.Несущие, самонесущие, ненесущие (навесные).
Если здание имеет продольные несущие стены, то торцевые стены здания по характеру восприятия нагрузок являются какими?
17.5. Каково назначение карнизного участка стены?
Подошва фундамента
Подошва фундамента – конструктивный элемент основания. Строится независимо от технологии (ленточная, плитная, свайная, столбчатая). Она выполняет функции распределения весовой нагрузки бетонного массива на грунт. Чем «слабее» почвы на объекте, тем важнее провести расчеты, учесть особенности эксплуатации фундаментой подошвы. Например, если участок систематически подтапливается или, наоборот, владелец сделал хороший дренаж.
Плюсы такой опорной конструкции:
Из минусов отмечают более дорогое строительство за счет роста объема расходуемых материалов, необходимости привлечения к работе спецтехники. Плюс несколько увеличиваются сроки, которые требуются на завершение проекта, особенно, если здание планируется строить на рыхлых песчаных и илистых грунтах. Зато при строительстве в соответствии с расчетами прочность основания будет в разы выше, чем при заливке фундамента без подушки.
Устройство подошвы фундамента
В строительстве принято отталкиваться от определенных сводов правил как при проектировании, так и во время проведения работ. Так, применительно к основаниям специалисты ссылаются на СП 50-101-2004, СП 45.13330.2017. В частных случаях, например, при строительстве индивидуальных жилых домов при планировании учитывается ТТК (типовая технологическая карта) «Устройство бетонной подошвы фундамента индивидуального жилого строения».
Расчеты ведутся с учетом:
Важно учитывать расположение здания – на ровной поверхности, недалеко от откоса, на скальном или пучинистом грунте. В зависимости от этого возможны различные виды деформаций. Например, просадка, оседание, осадка, провалы, горизонтальное смещение. На инциденты влияет нагрузочная способность фундамента, реальный вес здания или сооружения. Например, при замене материалов для строительства стен нужно проверять расчеты, чтобы не превысить заданные проектом лимиты.
К чему приводит несоблюдение технологии при изготовлении подошвы фундамента
Хорошо просчитанный проект и правильно закупленные материалы иногда не помогают создать прочное основание. Все дело в том, что подошва той же фундаментной плиты должна строиться по технологии. Любые «нововведения» в ней приводят к непредсказуемому изменению характеристик конструкции. Например, если попытаться сэкономить и вместо песчано-гравийной смеси на слабом грунте засыпать только песок. Или плохо утрамбовать «подушку».
Типовые проблемы:
Последнее считается наиболее критичным. Технические недочеты можно исправить усилением или частичной перестройкой здания, а отказные документы иногда приводят к невозможности продажи объекта. Если устранить недочеты не получится, придется полностью демонтировать сооружение, выгоднее изначально чуть больше вложиться в строительство. И предусмотреть под фундаментное основание качественную подушку.
Как подобрать и рассчитать подошву фундамента для строительства
Цель расчета – подобрать ширину подошвы фундамента и толщину песчаной подушки между ним и грунтом. Габариты конструкции должны обеспечивать равномерное распределение давления от веса здания во избежание любых типов деформаций (перечислены выше). Рассчитывать значения лучше специальным калькулятором, чтобы исключить ошибки. Плюс понадобится проект, откуда специалист берет цифры по весовой нагрузке и пр.
Общая методика:
Остается скорректировать объем стройматериала, необходимый для закупки вместе с «подушкой» из песка и/или гравия, щебня. Средним значением по толщине считается 60 см, но в зависимости от особенностей грунта оно меняется в обе стороны. Например, на сильно пучинистых оно возрастает до 80 см и более. По ширине подушка обычно выступает на 15-20 см в обе стороны. Если под домом планируется строительство подвала, ее организуют по всей площади будущего помещения.
Подошва столбчатого фундамента
Глубина заложения столбчатого фундамента обычно не превышает уровня промерзания грунта, поэтому он оказывает сдавливающее воздействие на него (плюс обратное при замерзании зимой). При расчете конструкции, включая подошву, нужно учитывать особенности распределения весовой нагрузки от здания. Вариант основания лучше подходит для каркасных, брусовых, бревенчатых домов или сооружений другого типа.
Особенности:
Плюсом к высоте столбов обычно добавляют минимум 30-50 см, чтобы перекрытие поднималось над поверхностью для монтажа гидро-, теплоизоляции. Это в итоге сказывается на общем давлении под подошвой фундамента. Частично оно компенсируется тем, что нижняя платформа выполняется на 20-25 см шире самой стойки. Точный расчет ведется исходя из весовой нагрузки, характеристики грунта и количества столбов.
Последовательность расчета подошвы фундамента:
Получается, что один столб квадратного сечения 40 см в суглинках можно нагружать не более 4 000 кг. Зная общий вес строительных конструкций здания, легко рассчитать общее количество стержней и их расположение (этот расчет обычно проводится на этапе проектирования). Плюс стоит учесть, например, вес снежного покрова, эксплуатационные нагрузки вроде предметов интерьера, людей, промышленного оборудования, ветровую нагрузку.
Диаметр самого столба допускается меньше подошвы. Это экономит стройматериалы и позволяет добиться расчетной нагрузочной способности фундамента. Отчасти на габариты подошвы влияют правила расстановки столбов – под всеми углами, в местах примыкания и пересечения перегородок между собой и с несущей стеной, на прямых участках ростверка не далее двух метров друг от друга. Поэтому расчет ведется обязательно с учетом проекта будущего здания.
Ленточный фундамент с подошвой
Подошва фундамента мелкого заложения ленточного типа рассчитывается аналогичным образом. Работа условно разбивается на несколько этапов – определить общую весовую нагрузку здания, выбрать характеристики основания (глубину залегания, ширину ленты), скорректировать цифры с учетом параметров грунта на участке. Выгоднее отталкиваться от проекта и типового назначения здания, чтобы точно определить совокупный вес стройматериалов.
Суммируется масса стен, перекрытий, стропильной системы, кровли, отделочных материалов на фасаде, внутри помещения. Существуют таблицы усредненных нагрузок от различных типов узлов, например, деревянные перекрытия по балкам из древесины плотностью 300 кг/куб. м давит на грунт с силой 150 кгс/кв. м. Плюс желательно закладывать запас на вес людей, предметов интерьера или промышленное оборудование (зависит от назначения здания).
Пример расчета подушки фундамента:
где L – общая длина фундаментной ленты, R – несущая способность грунта, P – общий вес здания с учетом постоянной и переменной нагрузки.
Пример: вес здания 82 450 кг / периметр фундамента 3 000 см * нагрузочная способность грунта 3,5 кгс/кв. см = ширина подошвы 7,85 см.
При отсутствии проектной документации рекомендуется ориентироваться на свод правил СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Там указаны средние значения уровня промерзания грунта по регионам. По другим характеристикам отталкиваются от СП 22.13330.2016. Рассчитывать же вес придется самостоятельно исходя из типа стройматериалов, объема, весовых характеристик, переменной составляющей вроде средней толщины снежного покрова зимой.
Плитный фундамент
Заметно отличается от других типов оснований – монолитный железобетонный, армированный как ЖБ-плита, но залитый по месту. Такие фундаменты имеют самый низкий показатель давления на грунт из-за большой площади. Обычно она соответствует размерам здания, которое будет строиться поверх основания. Единственный недостаток монолита заключается в сложности строительства подвала (цоколя), отчасти проблема решается подъемом первого этажа над поверхностью.
Особенности:
Если на участке доминируют слабые грунты вроде супеси, рекомендуется делать котлован метр или даже глубже, вплоть до прочного слоя. Перед армированием подошвы фундамента дно обязательно выравнивается по горизонтали. Это исключает в дальнейшем перекос по давлению, риски смещения основания под собственным весом. Все ямы и неровности желательно засыпать песком, который не дает усадку, послужит дополнительным дренажом.
Песок же используется в качестве «подушки», необходимой для компенсации пучения грунта при замерзании-оттаивании во время смены времен года. Если котлован получился глубоким, засыпать его следует послойно и качественно трамбовать каждый слой. Водопроводные и канализационные трубы обычно укладываются в песок заранее, чтобы впоследствии не рыть траншеи. Последним из слоев перед заливкой фундаментного бетона становится геотекстиль.
Толщина плиты под основание:
При расчете давления на грунт, помимо веса конструкций зданий, важно учитывать увеличенную массу самого основания. Это большой объем бетонной массы, арматурная сетка из металлических стержней. Нагрузка на почву от такого фундамента значительно превышает любые другие варианты оснований. Зато монолитная плита равномерно распределяет общий вес на площадь, занимаемую зданием и позволяет строиться рядом с прудом, на речном берегу и т.д.
Подошва свайного фундамента
При выборе в качестве фундаментного основания свай придется разбираться в массе особенностей. Например, подошва здесь будет располагаться поверх стержней, наподобие ленточного фундамента вокруг каждой точки заглубления. Бетонная масса армирующим каркасом соединяется с металлом сваи и представляет собой монолитный узел, который удерживается за счет нижней части стержня, ввинченного в плотные слои грунта.
Особенности:
Компоновка основания из свай зависит от строящегося объекта. Так, под многоэтажные здания или тяжелые сооружения принято ставить «свайные поля», когда стержни монтируются по сплошной линии с повторением контура постройки. Если речь идет об индивидуальном строительстве, будет достаточно организовать «свайные ленты», расположенные под несущими стенами. В любом случае они объединяются в единую конструкцию ростверками из швеллеров.
При небольшом заглублении такого основания появляется возможность заливки поверх «обычной» ленты. Осадка такого фундамента будет незначительной даже при небольшом превышении весовой нагрузки, рассчитанной для ленточной конструкции. То же относится к заливке ростверка бетоном над поверхностью грунта, при помощи заранее установленной опалубки. Такие приемы позволяют организовать мелко заглубленный цокольный этаж, подвал даже на подтапливаемых участках.
Высота подошвы свайного фундамента независимо от выбора конструкции обычно составляет 20-30 см. Этого достаточно, чтобы равномерно распределить вес от несущих стен, столбов, строящихся поверх установленных свай. По диаметру отталкиваются от размера стержней. Так, 76 мм свая легко выдержит массу до 1000 кг, 89 мм – до 2000 кг, 108 мм – до 2500 кг. Выбор зависит от расположения свай под периметром будущего здания, расчетной весовой нагрузки.
В каких случаях производятся работы с подошвой фундамента
Подушка под фундамент – это искусственное основание. Оно требует затрат на закупку материала, аренду спецтехники, оплату дополнительной работы по изъятию части грунта. Поэтому «просто так» ее никто не строит, проект всегда содержит обоснование, которое объясняет необходимость организации подошвы. Например, предусматривается утепление, гидроизоляция или утепление за счет конкретных материалов.
Усиление
Заливка подошвы фундамента увеличивает площадь соприкосновения основания с грунтом на 30-60 см в ширину. Это повышает его нагрузочную способность, снижает риски осадки, уменьшает вероятность потери несущей способности, если произошло подтопление участка, промывание «русла» под зданием из-за талой, дождевой воды. Также уменьшается склонность фундаментного основания к крену по причине ветровых нагрузок, оползней и других горизонтальных нагрузок.
Утепление
Если в доме будет сделано теплое подвальное помещение основание закладывается значительно выше глубины промерзания, по всей площади подошвы фундаменты закладывается теплоизолятор. Например, керамзит или иные стройматериалы с подобными свойствами. Это обеспечивает более качественную энергоэффективность здания, исключает промерзание фундаментных блоков в мороз (также будет полезным утепление по внешней стороне основания).
Гидроизоляция
Подушка из песка или песчано-гравийной смеси отчасти выполняет функции дренажа – отводит грунтовые, дождевые воды немного в сторону от основания. В результате при промерзании земля будет меньше выдавливать конструкцию из-за расширения при образовании льда. Глинистый грунт иногда увеличивается в объеме до 9%, поэтому засыпка песком и/или щебнем, гравием спасает от деформации фундамента, остальных элементов здания.
Независимо от типа основания, свайного, столбчатого, ленточного или плитного, подошва заметно увеличивает прочность конструкции. Если не экономить и сделать достаточно толстую песчаную или песчано-гравийную подушку, она будет хорошо отводить воду, выполнять роль амортизатора при пучении. Главное, придерживаться расчетов, приведенных в проектной документации, чтобы подушка «работала» в соответствии с заданными функциями.