Приступая к подготовке к реализации дома своей мечты, следующим шагом после покупки земельного участка является подготовка предположений для проекта. Основная задача — определить полезную и функциональную программу дома в зависимости от предполагаемых финансовых затрат. Проект строительства может быть выполнен как индивидуальное решение, то есть индивидуальный проект, или как повторяющийся проект, то есть готовый проект. Выбор готового проекта из широкой базы различных предложений — это решение, которым охотно пользуются инвесторы. При оценке стоимости строительства на основе решений типового проекта стоит учитывать конкретные грунтовые условия. Они могут оказаться отличными от принятых в проекте (простые грунтовые условия), а значит, потребуется иной объем земляных работ и способ устройства фундамента, чем предполагалось. В этой статье мы дадим основную информацию о различных методах устройства фундаментов и об одном из менее распространенных методов — грунтовой плите.
Что такое фундаментная плита
Прежде чем представить понятие грунтовой плиты, мы приведем ряд соображений, которые лягут в основу проектирования правильного метода фундамента и, таким образом, будут гарантировать правильную эксплуатацию строительной конструкции.
Поэтому на первом этапе стоит заказать геотехническое заключение, которое определит слои грунта в месте фундамента проектируемого здания и уровень грунтовых вод. На его основании проектировщик, адаптирующий проект, может определить, являются ли фундаменты, запроектированные в типовом проекте, достаточными и гарантирующими нормальную работу всей конструкции здания, или же фундаменты необходимо перепроектировать, чтобы адаптировать их к конкретным условиям, вытекающим из заключения, подготовленного уполномоченным геологом.
На этом этапе следует выбрать наиболее благоприятный тип, тип фундамента.
Прямые фундаменты
Прямые фундаменты (поскольку именно с ними мы имеем дело в случае подавляющего большинства отдельно стоящих домов) чаще всего представляют собой: фундаменты, подфундаменты и, реже, фундаментные плиты. Прямые фундаменты используются, когда грунт с подходящими параметрами несущей способности находится непосредственно под проектируемым зданием. Наиболее часто используемым типом фундамента в случае односемейных домов являются ленточные фундаменты, которые могут быть дополнены подкосами (например, для колонны или дымохода). Иногда также используется грунтовая плита, и мы рассмотрим это решение более подробно.
Фундаментная плита
Фундаментная плита — это тип фундамента для здания, который является альтернативой традиционным фундаментам и подножиям и имеет форму железобетонной плиты из верхнего и нижнего железобетона. Она обеспечивает лучшую несущую способность по сравнению с традиционными решениями и позволяет лучше защитить здание от неравномерной осадки. Это хорошее решение, особенно для грунтов с низкой несущей способностью. В отличие от традиционных ленточных фундаментов, фундаментную плиту не нужно опускать ниже уровня промерзания грунта, что ограничивает объем земляных работ. Поэтому, используя грунтовую плиту, можно сократить время и стоимость закладки фундамента.
Фундаментная плита или фундамент
Решение проектировщика о том, использовать ли традиционные фундаменты на основе фундаментов и фундаментных стен или поставить здание на фундаментную плиту, принимается после непосредственного обследования грунта и определения грунтовых условий под планируемым зданием, либо после исследования и выдачи геотехнического заключения уполномоченным геологом. В стандартном геотехническом заключении определяются слои грунта, их толщина и основные физические параметры на глубину 3 4 метра ниже фундамента здания. Эти знания позволяют проектировщику предложить соответствующий метод фундамента для здания.
Выбор проектировщиком традиционных фундаментов, традиционных подножий, влечет за собой увеличение первоначальной стоимости здания.
Фундаменты с фундаментными стенами требуют больше земляных работ и времени (необходимость значительного количества опалубки), а значит, и больших затрат. Фундаментная плита ускоряет этот этап работ и значительно сокращает объем земляных работ, но требует принятия очень точных и детальных решений на этапе ее строительства в отношении соединений и так называемых монтажных «подходов», поскольку фундаментная плита автоматически становится основанием для первого этажа. Любые изменения в установке в этом отношении очень трудно осуществить на более позднем этапе.
Еще раз подчеркивая важность геотехнических исследований, особенно при использовании грунтовой плиты, важно обратить внимание на еще одну проблему, возникающую в разных районах нашей страны. Речь идет о так называемой экспансивности связных грунтов. Экспансивные грунты меняют свой объем в зависимости от степени увлажнения. В отличие от глубины промерзания грунта, экспансивность не зависит от температуры, а только от степени увлажнения. При повышенной влажности такие грунты набухают, а при высыхании сжимаются. Поэтому закладке фундаментной плиты на глубине меньше глубины промерзания грунта (например, 50 см ниже уровня земли) должна предшествовать геологическая разведка, так как незнание возможного наличия экспансивных грунтов или новых грунтов в более глубоких слоях под фундаментной плитой может привести к неравномерной осадке плиты или даже ее повреждению, а если это произойдет после завершения дальнейших этапов строительства, то последствия могут быть очень тяжелыми и крайне трудно устранимыми.
Слои фундаментной плиты
Весь элемент, называемый фундаментной плитой, состоит из нескольких отдельных слоев. Одним из первых являются механически уплотненные слои заполнителя.
Как подготовить почву под фундаментную плиту
После достижения нижнего уровня основания участок следует выровнять и удалить все нарушенные блоки рыхлой почвы, чтобы осталась только родная почва.
1. Первый слой (снизу) — механически уплотненное основание из заполнителя, например, гравия.
2. Второй слой толщиной от 15 см до 30 см — ил или песок (также уплотняется механически).
3. Третий слой — теплоизоляция, чаще всего из экструдированного полистирола, но может использоваться и пенобетон класса, указанного проектировщиком, или любой другой материал, предусмотренный проектом.
Толщина изоляции зависит, в частности, от используемого изоляционного материала. В случае наиболее часто используемого экструдированного полистирола она составляет от 15 см до 30 см. Изоляционный материал рекомендуется укладывать на слой толстой полиэтиленовой гидроизоляционной мембраны. Также рекомендуется сделать выравнивающую полосу по краю фундаментной плиты.
4. Изоляция фундамента — поверх изоляции проектируется слой гидроизоляции, влагоизоляции. Обычно используемые гидроизоляционные материалы — полиэтиленовые пленки или EPDM-мембраны. Для небольших зданий в качестве влагоизоляции также используется слой мембраны EPDM или три слоя мембраны.
5. Следующий слой — собственно железобетонная фундаментная плита. Толщина плиты, ее геометрия, класс бетона, тип арматуры (верхняя и нижняя), т.е. армирование фундаментной плиты определяется проектировщиком. В стандартных случаях толщина этой плиты варьируется от 18 см до целых 30 см. Большая толщина плиты (более 25 см) используется в случаях перекрытий с отопительным оборудованием. Марка бетона в соответствии с проектом, как правило, не ниже C 20/25.
6. Следующие слои — это уже финишные элементы (возможно самовыравнивающаяся стяжка — например, ангидритная стяжка) и пол.
Приведенные выше слои фундаментной плиты являются решениями стандартной конструкции плиты, но иногда рассматривается возможность проектирования системы водяного подогрева пола. Плита пола с подогревом — это решение, которое редко используется или рассматривается. Проблемы, описываемые проектировщиками-установщиками, — это проблемы изготовления, укладки правильной формы и расстояния между нагревательными контурами и стабилизации их укладки.
Проектирование фундаментной плиты
В случае индивидуального проекта, в котором в проектных предположениях предполагаетя фундамент здания на грунтовой плите, вопрос решается на стадии выполнения архитектурно-строительного и технического проекта. Технические решения в этом случае являются элементом проекта, и остается только реализовать плиту в соответствии с этими решениями.
Другая ситуация, с которой мы сталкиваемся в большинстве случаев, — это типовой проект, в котором фундамент здания предусмотрен на традиционных глубоких фундаментах с фундаментными стенами. В этом случае на этапе адаптации проекта необходимо перепроектировать фундамент здания с заменой фундаментов и фундаментных стен на фундамент на грунтовой плите. Такая перепланировка может быть выполнена адаптивным проектировщиком, имеющим разрешение на строительство, или уполномоченным строителем. Решение о разрешении на строительство (или форма уведомления) включает в себя окончательное решение в виде фундамента на грунтовой плите, и остается только реализовать эти решения.
Еще один случай, когда уже после получения решения о разрешении на строительство (или уведомления о вступлении в силу) мы приходим к выводу о необходимости изменения способа основания здания в связи с определенными техническими или иными условиями. В таком случае необходимо выполнить замену проекта уполномоченным проектировщиком и получить решение о внесении изменений в разрешение на строительство, поскольку изменение способа основания здания является существенным изменением условий разрешения на строительство, и это не может быть сделано только в форме авторского надзора. Такая существенная перепланировка без внесения изменений в решение о разрешении на строительство может быть расценена строительным надзором как самовольная постройка, что приведет к серьезным последствиям.
При проектировании фундаментной плиты, исходя из конкретных местных грунтово-водных условий и нагрузок на проектируемое здание, проектировщик определяет на основе конструктивных расчетов:
• толщину, степень уплотнения и тип заполнителя основания,
• тип теплоизоляции и ее геометрию, изоляцию фундаментной плиты снизу,
• геометрию фактической железобетонной фундаментной плиты (толщина плиты, ее форма, наличие утолщений под конструктивными стенами здания),
• марку бетона (обычно не ниже С-20/25),
• армирование железобетонной плиты, как показано на соответствующих чертежах, включая арматурную сетку для фундаментной плиты.
Как сделать фундаментную плиту шаг за шагом
Тем, кто не имеет профессиональной подготовки и опыта в этой области, не стоит самостоятельно возводить фундаментную плиту. Фундамент здания является одним из важнейших конструктивных элементов всего строения, и любые ошибки в этом элементе могут привести к серьезным проблемам, которые иногда трудно или даже невозможно устранить.
Первый шаг, к которому мы будем призывать вас снова и снова, — это определение грунтовых слоев путем проведения геотехнического заключения или даже геологической съемки. Если окажется, что планируемый фундамент здания расположен в грунтах с высоким содержанием экспансивных веществ, или если возникнут сложные геотехнические условия, то обязательно нужно обратиться к проектировщику, который, посоветовавшись с геологом, примет соответствующее решение о том, как решить проблему. Это может даже включать необходимость замены грунта, например, на подстилающий материал.
Если геотехническая разведка не выявила никаких сложных и неблагоприятных грунтовых условий, мы можем приступить к укладке фундаментной плиты, зная, что наши действия дадут ожидаемый и положительный эффект.
Приступая к изготовлению фундаментной плиты, мы начинаем с удаления гумуса — верхнего слоя плодородной почвы.
Затем мы производим выемку грунта до ординаты (уровня глубины), предусмотренной проектом для нижнего слоя основания.
Следующий шаг — засыпка котлована гравием/песком на высоту, предусмотренную для нижней поверхности теплоизоляции, и эффективное уплотнение этого слоя механическим катком. Это очень важный этап, поскольку он позволяет получить стабильное и прочное основание для будущей фундаментной плиты. На этом этапе необходимо установить и стабилизировать все монтажные подходы и проемы. После того, как все монтажные элементы будут установлены, на уже уплотненное щебеночное основание следует залить так называемый тощий бетон. Это позволяет получить ровную и прочную поверхность, что облегчает и повышает точность последующих работ.
Поверх тощего бетона укладывается (по желанию) толстая гидроизоляционная мембрана, и можно приступать к укладке теплоизоляции, как правило, из плит экструдированного полистирола.
Перед армированием плиты необходимо как можно точнее опалубить края плиты. После того как опалубка установлена и стабилизирована, можно приступать к установке арматуры — арматурной сетки для фундаментной плиты, в точном соответствии с проектом плиты.
После возведения перекрытия остается залить бетонную смесь класса, предусмотренного проектом, как правило, не ниже C 20/25. Во время укладки и заливки бетонной смеси следует использовать глубинный вибропресс, чтобы бетон в итоге достиг заданной прочности. Очень важен уход за бетоном во время твердения в течение первых 6-8 дней. Фундаментная плита, как и другие железобетонные элементы, обычно изготавливается в зимний период, когда испарение воды может быть очень интенсивным. Частота проливки водой зависит, конечно, от атмосферных условий, в том числе, главным образом, от солнечного света. Наилучшим условием для созревания бетона является такое частое заливание водой, чтобы он не высыхал в течение этих решающих 6-8 дней.
На этом этапе наша фундаментная плита уже сделана. Остальные слои, такие как самовыравнивающаяся стяжка и пол первого этажа, будут выполнены на более поздних этапах строительства в рамках отделочных работ.
Подведем итог: строительство грунтовой плиты должно осуществляться под непосредственным руководством начальника участка, в точном соответствии со структурным проектом плиты. Ответы на такие вопросы, как, например, какая арматурная сетка нужна для грунтовой плиты, сколько стали использовать для плиты или какова толщина плиты, можно найти в структурном проекте плиты. Он составляется с учетом тщательно проанализированных местных грунтовых и водных условий и нагрузок на плиту от проектируемого здания. Проект фундаментной плиты, подготовленный инженером-строителем, и изготовленная на его основе фундаментная плита под руководством начальника участка гарантируют надлежащее основание здания.
Преимущества и недостатки фундаментной плиты
Как и при любом выборе, решение о том, будет ли наш дом стоять на традиционных глубоких фундаментах и фундаментных стенах или на плитном фундаменте, то есть с использованием грунтовой плиты, требует взвешивания всех «за» и «против». Поэтому необходимо определить преимущества и недостатки обоих решений. Фундаментная плита, безусловно, имеет то преимущество, что сокращает объем работ, особенно земляных, а также трудоемкую опалубку для стен фундамента. Это сокращает весь процесс строительства фундамента и, по понятным причинам, снижение трудоемкости снижает затраты. С другой стороны, недостатком является необходимость точно определить и выполнить переходы и монтажные подходы уже на первом этапе строительных работ, что может быть затруднительно для инвесторов, которые создают видение своего будущего дома во время его строительства. Впоследствии любые изменения в объеме монтажа будет очень сложно или даже невозможно осуществить. К недостаткам фундаментной плиты можно отнести и то, что в отличие от традиционных фундаментов и фундаментных стен — в случае традиционных фундаментов, фундаментную плиту сложнее сделать, используя так называемый экономичный метод. Бетонную смесь для плиты необходимо заказывать на бетоносмесительном заводе, и трудно представить, что плита будет правильно забетонирована бетоном, произведенным на месте.
