В СП 50-101 разрешено проектирование малозаглубленных и незаглубленных оснований зданий. Они получили название плавающий фундамент ввиду конструкционных особенностей. Все они имеют большую опорную поверхность (плита либо решетка), мощное армирование. Поэтому при неравномерном вспучивании отдельных участков грунта плита движется, затем встает на место после оттаивания почвы.
Виды плавающих фундаментов
Плита на глинистой почве, вспучивающейся при замерзании, действительно плавает в отсутствие утепленной отмостки. Плита по умолчанию является полом по грунту, что делает невозможным промерзание почвы под средней частью подошвы дома, это приводит к нежелательным последствиям:
- земля по периметру промерзает и вспучивается;
- в средней части наблюдается провисание, иногда до 15 см.
Плавающему фундаменту в этом случае требуется мощное армирование, увеличение толщины для обеспечения жесткости на изгиб.
Некоторые специалисты считают, что для выравнивания температурного поля под подошвой здания необходим слой жесткого экструдированного пенополистирола (не ниже марки XPS) по всему периметру плиты (слой 10 – 15 см). Другие уверены, что это агрессивная реклама производителей теплоизолятора, и чтобы сохранить тепло, достаточно утепленной отмостки шириной 0,8 – 1,5 м. В любом из этих вариантов провал в центральной части практически полностью исключен. При уровне грунтовых вод (УГВ) ниже 2 м рекомендуется засыпка 40 см слоем песка под подошву фундамента. Если УГВ выше указанной отметки, лучше применить щебень, выровняв песком его верхний слой для изготовления подбетонки.
При высоком УГВ дренаж становится бесполезен, поэтому используется следующая схема:
- фундаментная подушка из 40 см слоя щебня под бетонными конструкциями выравнивает уровень воды;
- даже при промерзании грунта вспучивание одинаково на всех участках;
- отсутствуют крены и горизонтальные сдвиги.
Чем больше в здании веранд, крылечек, пристроек с независимыми фундаментами, тем сложнее учесть возможные последствия сил пучения. Разные конструкционные и эксплуатационные нагрузки, неодинаковая глубина и конструкция фундаментов приводит к трещинообразованию стен, разрушению плит.
Плавающая плита
Понять устройство плавающего фундамента, можно, положив на воду кусок пенопласта. Существенным недостатком классической конструкции является подгрузка весом здания, что приводит при неравномерном вспучивании отдельных участков к нарушению целостности. Более стабильна технология плиты с заложенными в проект мерами по снижению сил пучения – почву под домом защищают от промерзания, осушают дренами, заменяют слоем инертного материала, в котором нет вспучивающейся глины.
Существует несколько модификаций незаглубленных плитных фундаментов:
- чаша – самый прочный из существующих, позволяющий обеспечить бетонный цоколь любой высоты;
- перевернутая чаша – плита с расположенными на подошве ребрами жесткости;
- кессонная плита – вариант для проектов с погребами в одной комнате (обычно кухня).
Каждая модификация разработана для конкретных эксплуатационных условий. Например, кессон удобен для винного погребка, перевернутая чаша снижает смету строительства для легких построек.
Плавающая решетка
В отличие от классических МЗЛФ с одной внутренней стеной в плавающем фундаменте должна достигаться максимальная жесткость конструкции. Поэтому используется крестообразное пересечение внутренних ребер жесткости или решетчатая структура (шаг 1 – 3 м).
При ближайшем рассмотрении понятно, что такое расположение лент относительно друг друга максимально приближает решетку к плите. При возникновении сил пучения она точно так же поднимется грунтом, опустится на место после оттаивания почвы.
Для удобства монтажа используется технология теплой решетки:
- на песчаную, щебенчатую или комбинированную подсыпку расстилается полиэтиленовая пленка (0,15 мм минимум);
- пенополистирольные блоки толщиной 30 – 40 см укладываются через 40 – 50 см друг от друга;
- после бетонирования несъемная опалубка становится теплоизоляционным слоем пола.
Технология дешевле плиты, подходит для пено-, газобетонной, кирпичной кладки, любых деревянных технологий домостроения, но при этом чем тяжелее здание тем точнее требуется расчёт.
Плавающий столбчатый фундамент
Этот вариант запрещен на глинистой почве, зато является самым дешевым на гравелистых песках и скальных грунтах для срубов, щитовых, каркасных коттеджей. Фундаментная подушка идентична двум предыдущим вариантам – замена плодородного слоя песком, гидроизоляция. Однако вместо монолитных конструкций на устойчивом грунте чаще применяют блоки ФБС либо кладку из стеновых полнотелых блоков 20 х 20 х 40 см.
Шаг столбов 1,5 – 2,5 м, во многих регионах существуют фирмы, специализирующиеся на столбчатых плавающих фундаментах. Ввиду малой опорной поверхности бревна, нижние венцы сруба делают из бруса, снижают шаг, предотвращая разрушение древесины от смятия.
В этом фундаменте нет цоколя, поэтому изготавливается забирка. Каркас, необходимый для крепления облицовки, не доводят до земли на 10 – 15 см, виниловый сайдинг опирают на песчаный слой, чтобы при вспучивании глинистого грунта плиты облицовки не смяло давлением.
Технология устройства
Чтобы изготовить плавающий фундамент самостоятельно, необходимо реально оценить состав почвы и УГВ. Самыми важными моментами строительства являются:
- дренаж – подошвенный + кольцевой;
- песчаная подсыпка – обязательно должна уплотняться (не остается след обуви) водой, виброплитой;
- утеплитель – самый плотный пенополистирол из имеющихся на стройрынках региона;
- ребра жесткости – позволяют снизить толщину плиты;
- коммуникации – после заливки плиты ввести их в здание станет проблематично, лучше предусмотреть дублирующие схемы;
- армирование – прутки от 10 до 14 мм с ячейкой от 10 см, нижний защитный слой 2 – 3 см.
Технология используется на глинистой почве, торфяниках, подрабатываемых, нестабильных и любых других проблемных грунтах. Ограничением является склон с 1 м перепадом высот между противоположными стенами. Для решетки и плиты технологии во многом схожи, хотя второй вариант дороже.
Разметка и котлован
Ввиду значительных просадок пахотного слоя строительство на нем запрещено. Чтобы разметить плавающий фундамент, необходимо четыре шнура по периметру на восьми обносках. Размер котлована больше плиты на 1,2 м с каждой стороны, так как необходимо утеплить отмостку, уложить по периметру плиты дренаж на уровне подошвы.
Инженерные системы в плавающем фундаменте необходимо заложить сразу же, чтобы не забыть о них позже. Даже при утепленной опалубке водопровод придется заглубить на 1 – 1,5 м, канализацию на 0,7 – 1 м во избежание промерзания. Любой фундамент защищают от вспучивания грунтов несколькими способами, лучше использовать все в комплексе:
- дренаж – колодцы в углах коттеджа с проложенными между ними перфорированными гофротрубами в геотекстиле, имеющими уклон для самотека;
- подстилающий слой – 40 – 60 см песка либо щебня;
- утеплитель по подсыпке – экструдированный XPS либо ПСБ-С пенополистирол 10 – 15 см толщины;
- гидроизоляция подошвы – полиэтиленовая пленка может укладываться под теплоизолятор или поверх него.
Дренажом предотвращается насыщение почвы влагой, в нерудном материале (песке,щебень) вспучивание снижается. Теплоизоляция позволяет сохранить геотермальное тепло недр под зданием. Пленочная гидроизоляция защищает бетонные конструкции от намокания, предотвращает впитывание цементного молочка в песок и щебень при заливке фундамента.
Если уложить нижний слой пенополистирола сплошным, а верхний разряженным, плита получится с ребрами жесткости. Листы утеплителя применяются в качестве несъемной опалубки при заливке решетчатого плавающего фундамента. В этом случае внутри наружной опалубки сдвоенными листами ПСБ-С формируют решетку, подводят коммуникации.
Подробнее: Как правильно разметить фундамент под дом.
Армирование и опалубка
Классический плавающий фундамент не имеет утепления, поэтому в проект закладывается толщина плиты от 40 см, арматура от 12 мм. При утеплении подошвы и отмостки, дренировании периметра, замене почвы нерудным материалом силы пучения можно исключить практически полностью. Что позволяет даже на глинистой почве использовать схему армирования:
- нижний пояс –стержни от 10 мм периодического сечения по периметру конструкции;
- верхний пояс – аналогично нижнему, перевязка сеток П-образными элементами в торцах;
- шаг сетки уменьшают под несущими стенами.
Для обеспечения защитного слоя применяются прокладки под нижнюю сетку из бетона, пластика толщиной 2 – 3 см. Верхний армопояс укладывается на специальные хомуты (иногда называют “пауками”). В качестве опалубки может использоваться:
- полистирольный L-блок – утепление торцевой грани плиты, связка с теплоизоляцией отмостки;
- фанерные или дощатые щиты – высота бортика на 5 – 10 см выше проектной отметки, внутрь может закладываться пенополистирол с пропущенными сквозь него анкерами.
Минимальное расстояние между сетками 10 см в свету, рекомендуемый размер ячейки 10 х 10 – 30 х 30 см. Вязка проволокой предпочтительнее сварных швов или полимерных хомутов, которые обычно слетают или ослабляются при перемещении бетона в опалубке.
Рекомендуем прочитать: Армирование монолитной плиты фундамента.
Заливка и гидроизоляция
Уложить бетон в крупноформатную опалубку 20 – 30 см слоем ведрами нереально. Поэтому используются передвижные бетономешалки, миксеры, бетононасосы. Застройщику необходимо реально оценить возможности, скорректировать подачу миксеров, чтобы выдержать технологические интервалы между укладкой смеси в пределах 2 часов.
Если залить плавающий фундамент за один прием невозможно, перегородки нужно приготовить заранее. В соответствии с шагом ячейки в них создаются пропилы (сверху, снизу), в которые пропускается арматура, оставшиеся щели запениваются. После монтажа перемычки рекомендуется крепление планки по всей её длине с внутренней стороны. После распалубки в торце плиты образуется паз, в который зальется бетон следующего плитного участка, что способствует лучшей связке.
Для обеспечения максимально возможного эксплуатационного ресурса всех элементов силового каркаса здания гидроизолировать нужно все грани бетонных конструкций. Чаще всего применяется комплексная изоляция:
- грунтовка праймером – повышение адгезии, упрочнение поверхностного слоя;
- обмазывание битумной мастикой – водонепроницаемая пленка после высыхания;
- оклеивание рулонными материалами – стекловолокно с двусторонним битумным слоем.
Максимальный ресурс комбинированной гидроизоляции составляет 50 – 80 лет. При пропитке пенетрирующими составами можно добиться неограниченного ресурса при небольшом повышении бюджета строительства.
Рекомендуем прочитать: Технология заливки монолитного плитного фундамента и Гидроизоляция плитного фундамента своими руками.
https://youtu.be/FtVpj_wKgVI
Мифы о плавающих плитах или как застройщику сократить бюджет строительства
Ввиду доступности информации на строительных форумах частные застройщики часто получают ее в избытке, пытаясь применить сразу все технологии в своем проекте. Плавающий фундамент можно построить гораздо дешевле, если реально оценить необходимость для конкретных условий следующих операций:
- только УШП – на практике часто достаточно утеплить отмостку, чтобы получить полное отсутствие промерзания;
- заглубление в котлован – руководство Сажина, нормативы ТСН 50-303 допускают устраивать незаглубленные фундаменты на поверхности (пахотный слой с большим содержанием органики все же придется снять целиком);
- обязательно песок, щебень в фундаментной подушке – допускается любой из этих материалов либо их комбинация, так как дренажные свойства в любом случае высокие;
- геотекстиль под подстилающим слоем – необходим исключительно на слабых грунтах (пылеватые, торфяник, водонасыщенный) для повышения расчетного сопротивления;
- встроенный теплый пол – водяные, электрические или комбинированные контуры можно уложить позже в стяжку на этапе отделки.
Все это позволяет сэкономить бюджет строительства без снижения ресурса. Если имеются сомнения в целесообразности применения какой то методики, её лучше разрешить на этапе проекта. Отбрасывать следует заведомо не нужные для конкретных эксплуатационных условий технологии.
Таким образом, плавающий фундамент приближается по бюджету к МЗЛФ, становится популярнее у индивидуальных застройщиков ввиду максимальной надежности в сравнении с прочими основаниями жилища.
