Возведение монолитного фундамента: рекомендации специалистов

Подвижные, водонасыщенные грунты, а также рельеф с перепадами высоты заставляет строителей искать новые технологии организации фундамента. Одной из таковых является монолитная система, которая позволяет вести строительство на подвижных и склонных к сезонному переувлажнению, вспучиванию грунтах.

Монолитный фундамент представляет собой мелкозаглубленную плиту, являющуюся неразрывной конструкцией из армирующего каркаса и бетона. Образуя единое целое, арматура и бетон обеспечивают надежность и высокую несущую нагрузку.

Такое основание подходит для неустойчивых и водонасыщенных грунтов, поскольку оказывается довольно подвижным, но при этом обеспечивает равномерное распределение нагрузки. Иначе говоря, даже испытывая некие колебания и колеблясь вместе с грунтом, такая плита уберегает дом от проседания и нарушения геометрии.

Главным преимуществом монолитного основания считается возможность строительства на подвижных грунтах с небольшой несущей способностью. Он спасает, если строительство частного дома на свайном или ленточном фундаменте невозможно или невыгодно на данном типе грунта. Установить это можно только при анализе почв, в том числе во время их сезонных изменений.

Ошибочным является мнение о том, что плитный фундамент подходит для всех типов почв. Это неверно, хотя плита и способна нивелировать некую неустойчивость грунта.

Плавающий плитный фундамент незаменим при значительных колебаниях грунта. Он движется в небольшой амплитуде (незаметной для жильцов дома) вместе с ним. Однако, если под плитным фундаментом и вблизи него замечены значительные изменения в перемещении грунта, это значит, что нагрузка на почву приходится неравномерной, что опасно для объекта. Предотвратить подобные явления, повторимся, поможет только тщательный анализ состава и свойств почв.

Преимуществом монолитного основания является возможность возведения на нем довольно массивных, многоэтажных конструкций.

Плитный фундамент не имеет швов, поэтому при движении почв он сохраняет надежность, монолитность.

Нередко среди преимуществ монолитной фундаментной системы указывают небольшой объем земляных работ. Подобное утверждение справедливо, когда речь идет о типовом плитном основании. Однако в ряде случаев необходимо наращивать толщину песчаного слоя, поэтому необходимо копать более глубокий котлован, что влечет увеличение объема земляных работ. Аналогичная ситуация наблюдается и при устройстве подвала.

Плюсом фундамента-монолита является простота монтажа пола, что обусловлено возможностью использовать плиту в качестве чернового пола. Если монтаж выполняется по шведской технологии, предполагающей теплоизоляцию плиты, то дополнительного утепления не потребуется. С одной стороны, это упрощает процесс устройства пола, с другой – требует ответственного и профессионального подхода к организации каждого слоя плиты.

В целом плитный фундамент подходит для любых типов строений, в том числе необычных форм. Достаточно вырыть котлован нужных размеров и добиться необходимой конфигурации с помощью опалубки, чтобы построить, например, дом с эркерами.

Среди недостатков данной системы можно назвать необходимость привлечения спецтехники и оборудования, что ведет к увеличению сметы. При возведении больших по площади зданий произвести качественную трамбовку грунта своими руками проблематично, следует обзавестись бензиновой или электрической трамбовкой.

Укладка арматуры должна вестись под определенным углом, поэтому для получения нужной формы прутов желательно иметь специальный станок. Наконец, заливка плиты должна осуществляться за один этап без перерывов, бетон должен подаваться равномерно на всю площадь. Естественно, без бетонного миксера или насоса сделать это невозможно.

Особенностью плитного фундамента является то, что все его части должны равномерно лежать на грунте. При появлении пустот о надежности подобной конструкции не может быть и речи, что делает невозможным организацию подвальных помещений под монолитом. Однако это не значит, что от него придется совсем отказаться. Данная задача решается путем организации более глубокого котлована и устройства подвала непосредственно на плите.

Нельзя назвать это минусом, скорее, особенностью – необходимость тщательно спланировать способы прокладки и разводки коммуникаций на этапе планирования. Это связано с тем, что большая часть коммуникаций прокладывается в толще плиты. При возникновении ошибки или желании что-либо изменить сделать это будет проблематично.

Недостатком системы данного типа является высокая стоимость монтажа. Связано это с необходимостью заливки бетоном большой площади, а также увеличенным по сравнению с числом для ленточного основания, например, количеством требуемой арматуры.

Выделяют несколько разновидностей монолитного основания.

• Ленточный. Являет собой железобетонную плиту, которая монтируется по периметру здания, а также под несущими стеновыми конструкциями объектов. Данная система подходит для грунтов со средними несущими способностями.

• Плитный. Железобетонный монолит, заливаемый под всей поверхностью дома. В классическом виде представляет собой единую плиту без швов. Впрочем, существует также сборно-разборный вариант, собираемый из частиц. В отличие от монолита такая конструкция имеет меньшую несущую способность, поэтому не рекомендована для жилых объектов. Подходит для слабых грунтов, склонных к сезонным колебаниям, а также в сейсмоопасных районах.

• Свайно-ростверковый. Представляет собой бетонные основания, врытые в землю и связанные друг с другом единой плитой.

Наконец, к монолитным относят также монолитные фундаменты под дорожные знаки, обозначаемые ФМ 1. Они представляют собой круглые основания из железобетона.

В зависимости от типа заглубления плитный фундамент бывает двух видов.

• Мелкозаглубленный. Погружается в землю не более чем на 50 см. При этом требуется толстая песчаная «подушка», чтобы нивелировать пучение грунта. Мелкозаглубленное основание применяется в основном на непучинистых грунтах под небольшие строения со стенами из дерева или легких строительных блоков.

• Заглубленный. Глубина закладывания плиты может достигать 150 см. Точная глубина залегания определяется точкой промерзания грунта – фундамент должен быть на 10-15 см глубже точки промерзания и при этом опираться на твердые слои.

Обычно используется при строительстве массивных объектов на плите или строений выше двух этажей.

Как уже говорилось, плитный фундамент не требует большого заглубления, под него роется небольшой глубины котлован по своим размерам соответствующий плите. Далее дно котлована засыпается слоем утрамбованного грунта, который дополнительно приминается и выравнивается.

Следующий слой – песчаная «подушка», которая помогает правильно и равномерно распределить нагрузку. Особенности материала (мелкие песчинки) предотвращают крен фундамента и его просадки, а также нивелирует последствия пучения грунта. Чистый песок можно также заменять песчано-гравийной смесью или несколькими слоями гравия различной фракции.

Поверх слоя песка укладывается геотекстиль, выполняющий армирующую и гидроизолирующую функцию.

Существует также вариант предварительной гидроизоляции, когда монтаж геотекстиля ведется сразу по котловану – он укладывается непосредственно на утрамбованный грунт. Поверх него укладывается песчаная «подушка». Подобный вариант устройства актуален для нестабильных заболоченных грунтов. В ряде случаев геотекстиль может укладываться между песчано-гравийными слоями. Обычно вниз насыпают щебень или гравий крупной фракции, сверху – геотекстиль, на который насыпается песок. Для устойчивости нижнего гравийного слоя под него также может насыпаться некоторое количество песка. Подобная технология строительства позволяет обеспечить лучший дренаж участка под фундамент.

Следующий слой не всегда укладывают даже профессиональные строители в силу стремления сократить смету и ускорить сроки монтажа. Однако это не означает, что данный слой не имеет своего функционала. Речь идет о тонком бетонном слое, раствор которого заливается по маякам. Предварительное бетонирование позволяет добиться идеального уровня, а значит, и точности геометрии всей конструкции. Кроме того, по бетонной прослойке легче вести утепление и гидроизоляцию пола.

Следующий слой – финишная гидроизоляция, которая выполняется с использованием рулонных битумных материалов. Они клеятся или наплавляются в несколько слоев и внахлест. Под слой рулонного материала может наноситься битумная мастика.

После выполнения гидроизоляционных работ монтируется железобетонный монолит. Стандартное армирование ведется в 2 уровня с переплетением посредством вертикальных армирующих элементов.

В ряде случаев приведенная типовая схема монолитного фундамента может меняться. Так, при совпадении бетонного уровня с линией грунта прибегают к увеличению толщины плиты или использованию ребер жесткости. Оба способа позволяют защитить бетон от воздействия влаги, но первый обойдется значительно дороже. В связи с этим чаще прибегают к установке ребер жесткости, которые заливаются под несущими и внутренними стенами. Кроме защиты от влаги, такая конструкция позволяет организовать полуподвальное помещение на монолитном железобетонном основании.

Для хозяйственных построек можно использовать плитный сборный фундамент. Он представляет собой не монолитную плиту, а собирается из «квадратов», которые вплотную укладываются на подготовленное основание. Подобная конструкция характеризуется меньшей трудоемкостью монтажа, однако уступает монолитному аналогу по своей надежности, а потому не рекомендована для жилых объектов.

Строительство любого фундамента начинается с предварительных расчетов, которые являются частью проектной документации. На основании полученных данных берутся сведения о размерах и особенностях каждого элемента основания, составляется план «пирога» плиты, подбирается толщина каждого из слоев.

Важнейшим показателем прочности конструкции является толщина монолита. Если она будет недостаточной, то фундамент не будет обладать необходимой несущей способностью. При чрезмерной толщине возникает необоснованное увеличение трудоемкости и финансовых расходов.

Правильные расчеты можно сделать только на основании геологических изысканий – анализа грунта. Для этого обычно на разных точках участка делаются скважины, из которых производится забор почвы. Подобный метод позволяет определить присутствующие типы грунтов, а также близость подземных вод.

Каждый тип грунта характеризуется переменным сопротивлением к нагрузке, что означает, какое давление (в кг) может оказываться фундаментом на конкретную единицу площади грунта (в см). Единицей измерения является кПа. Например, переменное сопротивление щебня и гравия крупной фракции к нагрузке составляет 500-600 кПа, в то время как для глинистых почв этот показатель равен 100-300 кПа.

Однако производить расчеты следует на основании значений не удельного сопротивления грунта, а удельного давления на конкретный вид почв. Это обусловлено тем, что при небольшом сопротивлении фундамент будет погружаться в почву. Если же давление окажется недостаточным, не избежать вспучивания грунта под фундаментом и его деформации.

Значения оптимального давления являются постоянными, их можно найти в СНиПе или свободном доступе. Измеряется удельное давление в кгс/см кВ и является индивидуальным для разных типов грунтов. Например, пластичные глины имеют удельное давление в 0,25 кгс/см кВ, в то время как этот же показатель мелкого песка – 0,33 кгс/см кВ.

Интересно, что если сравнить данные таблицы удельного сопротивления и давления грунтов, окажется, что вторая таблица (давления) будет содержать меньшее количество разновидностей почв. Так, из нее «пропадет» гравий и щебень. Объясняется это тем, что плитный фундамент не является единственно возможным вариантом для строительства на данном типе грунта. Возможно, более рациональным окажется использование ленточного аналога.

Изложенные выше факты указывают на необходимость расчета общей нагрузки монолита, которая действует на грунт. Зная этот показатель, можно будет принимать решение об увеличении или уменьшении толщины монолита, а также (если нерационально снижать толщину плиты) использовать более легкие материалы для несущих стеновых конструкций. Например, вместо более тяжелого кирпича использовать блоки, возводя стены из газобетона.

Оптимальной для большинства строений является толщина монолита в 30 см. Несущая способность конструкции в таком случае будет достаточной, а проект – экономически выгодным.

Для стен из кирпича рекомендуется незначительно увеличить толщину основания – он должна быть от 30 см. Для более легких материалов, пено- и газоблоков можно уменьшить это значение до 20-25 см.

После того как получены данные о требуемой толщине монолита, приступают к расчету количества бетонного раствора. Для этого по чертежу следует рассчитать высоту, толщину и ширину плиты и сделать небольшой запас раствора в 10% к полученному числу. Марка цемента должна быть не ниже М400.

Подготовительный этап можно разделить на 2 части – проведение геологических изысканий и создание проекта, непосредственная подготовка участка под фундамент.

Площадь нужно очистить от сора, подготовить въезды для спецтехники. После следует приступить к разметке. Она выполняется посредством колышков и веревки. Достаточно наметить внешний периметр будущего основания.

После разметки (или до нее –как удобнее) под фундаментом снимается верхний слой почв вместе с растительностью. Следующий шаг – рытье котлована.

В силу небольшого объема земляных работ и понятной технологии строительства организацию монолитного фундамента можно произвести своими руками. Правда, без привлечения спецтехники все же не обойтись.

Пошаговая инструкция монтажа представлена ниже.

• Подготовка участка, разметка местоположения будущего основания.
• Проведение земляных работ – выкапывание котлована под фундамент. Удобнее делать это с помощью экскаватора. Глубина котлована должна быть достаточной, чтобы вместить все слои «подушки», а также часть монолита. Нельзя забывать, что другая его часть (достаточно и 10 см) должна возвышаться над грунтом. При этом получаемые стенки и дно углубления следует выравнивать механическим способом.

• Подготовленный котлован застилается геотекстилем. Материал укладывается кусками внахлест. Избежать его расползания под весом «подушки» позволяет проклеивание мест стыков влагостойкой лентой. Геотекстиль укладывается на дно и стенки котлована.
• Засыпание в котлован песка или щебня.

• Одновременно с засыпкой песчаного слоя производится организация системы дренирования, благодаря которой от монолита будет производиться отвод лишней влаги. Вокруг периметра котлована выкапывается траншея, в которую помещается пластиковая труба, выступающая дренажным каналом. Отдельные ее элементы собираются в единую систему, которая располагается под углом для выведения влаги в предназначенное для этого место. В трубе делаются перфорации, а пространство вокруг нее заполняется щебнем.
• Вернемся к песчаной «подушке», толщина которой должна быть не менее 20 см. После засыпки слой трамбуется, при этом следует все время проверять уровень слоя. Это помогут сделать несколько колышков, забитых в разных точках внутри котлована.
• Следующим слоем (толщиной около 15 см) насыпается щебень, который будет отводить влагу из-под плиты. Его также следует утрамбовать, соблюдая горизонтальность уровня слоя.

• После засыпки щебня приступают к созданию боковой опалубки, которая должна быть довольно прочной, поскольку на нее будут приходиться значительные нагрузки. При утеплении плиты по всему периметру опалубку делают несъемной из пенополистирольных плит высокой жесткости. В остальных случаях выполняется съемная опалубка из досок или фанеры.
• Для снижения рисков проникновения влаги к бетонному слою поверх щебня укладывается полимерная мембрана. Она также укладывается внахлест, при этом важно уложить мембрану правильной стороной к щебню. Мембрана укладывается с нахлестом и на опалубку.
• Следующий шаг – заливка бетонной стяжки, толщина которой обычно составляет 5-7 см.

• После того как бетонное подоснование наберет прочность, можно приступать к финишной гидроизоляции. Для этого поверхность стяжки покрывается битумным праймером, что позволяет улучшить адгезионные качества материалов. Далее приступают к наплавлению первого рулонного материала для гидроизоляции на битумной основе. После того как первый лист проклеен, аналогичным образом без зазоров приклеиваются последующий. Обычно гидроизоляция укладывается в 2 слоя, при этом важно укладывать второй со смещением, чтобы стыки первого слоя не совпадали со швами между материалами второго слоя.
• После гидроизоляции приступают к утеплению фундамента, для чего обычно используют плитный пенополистирольный материал. Как и при гидроизоляции, утеплитель укладывается в несколько слоев со смещением. Пенополистирольные плиты имеют разную толщину, однако там, где для достижения нужных показателей теплоэффективности достаточно одного толстого слоя, лучше использовать 2 более тонких плиты.

• Следующий шаг – армирование. Его нельзя укладывать непосредственно на утеплитель, следует подложить под армирующий каркас кирпичи или использовать специальные ножки. Между армирующим слоем и утеплителем должен сохраниться зазор как минимум в 5 см. Обрешетка не должна свариваться, она связывается проволокой.
• Прокладка коммуникаций, поскольку после заливки пола сделать это будет невозможно. Если организуется теплый пол, то трубы крепятся к металлической обрешетке. В это же время монтируются коллекторы, которые соединяют все трубы. Следует убедиться, что все проводники находятся под давлением, это поможет быстро выявить пробоину в случае их повреждения во время заливки.
• Завершающий этап – заливка бетонной смеси, перед которой еще раз тщательно проверяют качество опалубки. Она не должна иметь щелей, через которые может вытекать бетон. Раствор следует залить за один раз сразу по всей площади. Для выравнивания слоя используют насосы или деревянные швабры. Обязательно применение вибропогружателей, которые позволят исключить появление воздуха в толще раствора. После этого поверхность равняют правилом и оставляют «отдохнуть» до набора прочности.

Исключить негативное воздействие окружающей среды на застывающий бетон позволяет его защита укрывным материалом. В зимнее время по всей его поверхности укладывается греющий кабель. Кроме того, в процессе заливки при отрицательных температурах рекомендуется добавлять в бетон специальные примеси, ускоряющие процесс схватывания, а также использовать стальные щиты с функцией нагревания для опалубки.

При сильной жаре следует предотвращать пересыхание бетонной поверхности, поэтому в первые 1,5-2 недели после заливки ее периодически увлажняют.

Подробнее об особенностях возведения монолитного фундамента вы узнаете, посмотрев следующее видео.

Одним из факторов, влияющим на прочность монолита, является качество армирования. Число армирующих уровней определяется толщиной плиты. Если используется плита толщиной не более 15 см, то достаточно одного уровня армирования, при этом стальные пруты связываются проволокой и укладываются точно по центру основания.

При толщине плиты от 20 см используется двухуровневое армирование. Расстояние между элементами армирования в среднем составляет 30 см.

Прочность и долговечность плиты во многом зависит от качества бетона.

Он должен соответствовать следующим требованиям:

• показатели плотности – в пределах 1850 – 2400 кг/м3;
• класс бетона – не менее В-15;
• марка бетона – не менее М200;
• подвижность – П3;
• морозостойкость – F 200;
• водонепроницаемость – W4.

При самостоятельном приготовлении раствора в первую очередь следует обращать внимание на марочную прочность цемента. Рекомендуется выбирать свою марку для каждого типа грунта, а также исходя из особенностей строения здания. Так, на слабых грунтах для тяжелых зданий (например, со стенами из кирпича), рекомендуется цемент М 400. Для пенобетонных домов достаточно цемента с марочной прочностью М350, для деревянных – М250, для каркасных – М200.

Наконец, важно то, как подается бетон и производится заливка. Не рекомендуется подавать бетон с высоты более чем 1 м, а также перемещать его на расстояние более 2 м (нужно периодически двигать бетономешалку по периметру, а также использовать насос). Заливку нужно произвести за один сеанс, не рекомендуется заливать по участкам, оптимально – послойно.

Оптимальными условиями для отвержения бетона являются: температура – не менее 5С, уровень влажности – не менее 90-100%. Для защиты бетона на данном этапе можно использовать обычный полиэтилен или брезент. Важно, чтобы укрывной материал укладывался внахлест, а стыки проклеивались скотчем. В противном случае толку от подобной защиты не будет.

Оптимальной считается такая укладка защиты, при которой материал покрывает не только бетонный слой, но и опалубку, а его края фиксируются на земле с помощью камней или кирпичей.

При орошении бетона влагу нужно распределять капельно, а не лить струей. Предотвратить образование бороздок в свежем слое бетона поможет укладка на его поверхность опилок или мешковины, которые закрываются пленкой. Вода в данном случае льется на опилки или мешковину, равномерно впитываясь в бетон.