Фундаментные подушки: что это такое и для чего необходимы?

Фундамент здания является одним из главных элементов конструкции, отвечающим за общую устойчивость строения и продолжительность его срока службы. Основание любого строения испытывает серьезные весовые и вибрационные нагрузки, которые связаны с подвижностью грунтов, этажностью и особенностями эксплуатации сооружения. В целях повышения прочности и долговечности конструкции под фундамент закладывается подушка, кратно повышающая эксплуатационные характеристики объекта.

Подушка под фундамент представляет собой искусственное основание, которое укладывается поверх песчаной отсыпки котлована и формируется из различных материалов. Фундаментная подушка выполняет ряд важных функций.

1. Выравнивание. Это предназначение является одним из основных и заключается в устранении дефектов дна котлована, возникающих после работы строительной техники. Для таких целей обычно применяется песчаная подушка. В случае укладки ленточного заливного фундамента, оборудование подушки не является обязательным условием: достаточно залить бетонный раствор, который эффективно заполнит все существующие пустоты и полости, и произведет выравнивание без использования дополнительных мер.
2. Уменьшение нагрузки на грунт. Фундаментная подушка защищает грунт от подвижек и просадки, выступая в роли компенсатора и принимая весовую нагрузку на себя. Посредством ее формирования происходит замена слабых и пучинистых грунтов на песок, в результате чего существенно увеличивается несущая способность грунта и обеспечивается прочность основания.
3. Дренажная функция. При обустройстве подушки из песка толщиной в 30 см нарушается капиллярная проницаемость грунта. Это ведет к невозможности поднятия влаги от грунта к фундаменту, а также к отводу излишней влаги от осадков на более низкий, относительно фундамента, уровень.

Устройство фундаментной подушки регламентировано СНиП и ГЭСН, поэтому при ее формировании важно учитывать все предъявляемые требования и нормы. Так, при строительстве железобетонной подушки, руководствуются ГОСТом 13580, принятом в далеком 1985 году, но до сих пор не утратившим своей актуальности. Документ регламентирует нормы обустройства и сортамент бетонных подушек под фундаменты промышленных и гражданских объектов, предполагающих наличие тяжелых стен.

Такие блоки должны строго соответствовать всем требованиям ГОСТ, и обладать высокой прочностью, устойчивостью к сейсмическим нагрузкам, экстремально низким температурам и коррозии. Бетонная подушка, используемая в ленточном фундаменте, значительно увеличивает ширину опорного основания, что, в свою очередь, приводит к уменьшению удельной нагрузки на единицу площади. Это позволяет считать фундаментную подушку основным элементом конструкции, который принимает на себя всю весовую нагрузку. Именно поэтому при строительстве фундамента важно строго соблюдать все необходимые нормы и стандарты.

Фундаментные подушки могут быть выполнены из различных материалов, выбор которых зависит от этажности, состояния грунтов, сейсмичности и назначения сооружения.

Самый недорогой строительный материал, используемый при обустройстве подушки под легкие каркасные или деревянные одноэтажные постройки. При толщине слоя в 25–30 см песок надежно защищает основание дома и выступает в роли компенсатора при усадке грунта. При устройстве подушки может быть использован как речной, так и карьерный вид песка. Основными преимуществами применения этого недорогого материала являются его доступность, простота монтажа, низкая теплопроводность, значительно снижающая теплопотери здания и высокие показатели степени уплотнения.

К недостаткам песка относят невозможность его применения при строительстве многоэтажных домов и промышленных предприятий, а также нерациональность его использования на почвах с высоким залеганием подземных вод. В тех случаях, когда уровень водоносного горизонта нестабилен и испытывает сезонные колебания, перед строительством подушки следует обустроить систему дренажа.

Этот вариант является наиболее распространенным для формирования подушек, он широко используется при строительстве частных жилых домов и дач. Формируется такая подушка на слабонесущих грунтах и нуждается в тщательной утрамбовке. Смесь должна обладать среднезернистой структурой, использование песочной пыли или мелкозернистого песка недопустимо.

Довольно прочный материал, равномерно распределяющий весовую нагрузку по всей площади основания. Применяется для формирования фундаментных подушек в домах не превышающих двух этажей. Для формирования щебеночного слоя в качестве вспомогательных компонентов используются песок и гравий, доля которых должна составлять не менее 30% от общей толщины.

Является самым дорогостоящим и надежным материалом, и используется при строительстве многоэтажных жилых домов и промышленных сооружений. Бетонная подушка выступает в роли компенсатора реакции проблемных пучинистых грунтов и принимает на себя всю тяжесть строения. Бетонная подушка представляет собой блок из железобетона, имеющий маркировку ФЛ, что означает фундамент ленточный

Использование этого материала в качестве подушки при строительстве многоэтажных домов предполагает наличие в составе крупнофракционных элементов, размер которых варьируется от 2 до 4 см.

Каждый из материалов, используемых для создания подушки под фундамент, обладает уникальными техническими характеристиками или совмещает в себе несколько свойств, присущих его составным компонентам. Так, при формировании щебеночного слоя обязательными составляющими выступают песок и гравий, без которых функционирование подушки не будет полноценным. Поэтому при выборе нужного материала необходимо учитывать совокупность всех факторов, влияющих на прочность и долговечность фундамента.

Монтаж некоторых видов фундаментных подушек может быть проведен самостоятельно без использования дорогостоящей техники и привлечения специалистов. Самым эффективным, но в то же время недорогим способом обустройства прослойки, является установка песчано-гравийной подушки, технология монтажа которой предусматривает несколько этапов.

Первоначально следует выкопать траншею, глубина которой будет соответствовать началу плотного слоя грунта. Затем в приготовленный ров нужно засыпать крупнозернистый речной песок. Засыпание следует производить небольшими порциями, постепенно формируя равномерные слои толщиной 15 см, и поочередно проливая их водой и утрамбовывая.

Между слоями песка укладываются слои гравия. Их толщина может варьироваться от 5 до 25 см, и зависит от типа почвы и этажности дома. Песчано-гравийную подушку рекомендуется оборудовать под всем строением: это обеспечит равномерную усадку здания и предотвратит появление трещин на стенах. Ширина подушки должна выступать за пределы фундамента на 30 см.

Важным условием обустройства такого типа прослойки является особо тщательное утрамбовывание каждого слоя. Плотность свеженасыпанного основания под фундамент должна составлять 1,6 г/см3 относительно плотности грунта.

Аналогичным образом производится устройство подушки из щебня. В данном случае два нижних слоя составляют песок и гравий, на которые сверху засыпается слой щебня толщиной от 25 до 30 см. Горизонтальность уложенного слоя следует проверить при помощи строительного уровня. Размеры подушки должны превышать габариты фундамента на 50 см.

Совсем простым является обустройство песчаной подушки. Для ее монтажа сначала нужно произвести разметку и извлечь грунт до необходимой глубины. Затем на дно выкопанной траншеи нужно постелить геотекстиль, который будет служить защитой фундамента от влаги. Далее можно начинать засыпку дренажного слоя, для формирования которого подойдет крупнофракционный песок.

Качество утрамбовки можно проверить следующим образом: нужно наступить на подушку обеими ногами, а затем сойти с нее и проверить наличие следов от обуви. На правильно утрамбованном песке следов не должно быть видно. В противном случае следует возобновить работы и добиться высокой плотности созданной подушки.

Расчет толщины основного слоя производится индивидуально и зависит от площади дома и материала строительства стен. В любом случае общая толщина песчаной подушки должна быть не менее 15 см. По окончании монтажных работ нужно еще раз проверить горизонтальность, после чего можно приступить к построению опалубка и заливке фундамента.

Прежде чем приступить к выбору материала для создания подушки, необходимо учитывать ряд моментов.

• При строительстве ленточного фундамента толщина прослойки не должна быть меньше 25 см, а ширина должна превышать размеры ленты на 10 см с обеих сторон. Процесс утрамбовывания песчано-гравийных прослоек лучше производить при помощи виброплиты. По окончании трамбовки подушку нужно тщательно выровнять и положить на нее слой гидроизоляции.

• При строительстве монолитного фундамента обустройство подушки производится на всей площади вырытого котлована. Для этого его дно разравнивается и засыпается щебнем или гравием. Толщина слоя должна составлять 15 см. Сверху щебня насыпается 10 см песка, после чего весь пирог тщательно утрамбовывается виброплитой. Далее прослойка гидроизолируется и начинается монтаж фундамента.

• Для столбчатых и свайных фундаментов рекомендуется обустраивать песчано-гравийную подушку толщиной не менее 30 см. Ее ширина должна быть больше размера столба на 20 см. Сверху подушка обязательно покрывается полиэтиленом или рубероидом, что предотвратит напитывание ею влаги из заливаемого бетонного раствора.

• Для двух- и трехэтажных частных домов иногда используют самодельную подушку из бетона. Для этого на дно котлована засыпают гравий слоем в 10 см и хорошо утрамбовывают. Затем производится монтаж опалубки, высотой 30 см. Для усиления конструкции можно провести армирование из бута или арматурных прутов. Далее следует приготовить бетонный раствор и залить его в приготовленную опалубку. После того как бетон полностью застынет, рекомендуется произвести гидроизоляцию подушки.

Фундаментные подушки являются эффективным решением проблемы слабых грунтов при строительстве зданий и сооружений. Они помогают сформировать надежный фундамент, укрепить основание и значительно продлить срок эксплуатации строения.

Более подробно о том, как сделать фундаментную подушку своими руками, расскажет следующее видео.