Ленточные фундаменты: технологические основы

В статье рассмотрены понятие и технические особенности ленточных фундаментов, описан техпроцесс их создания, выявлены ошибки, которые могут возникнуть во время работы.

Понятие и специфика исполнения фундаментов, относящихся к ленточному типу

В строительной деятельности под фундаментом принято понимать подземную часть строений, обеспечивающую восприятие нагрузок и их передачу пластам плотного грунта, которые называются основанием. При этом нижнюю часть фундамента, примыкающую к основанию, принято называть подошвой, а его верхнюю зону, представляющую собой плоскость с расположенными на ней надземными элементами строений, – поверхностью фундамента.

С конструкционных позиций, ленточные фундаменты являются замкнутыми горизонтальными жесткими рамами (лентами), возводимыми по периметру объектов и обеспечивающими их устойчивость. Закладка ленты производится под каждую из стен (как наружных, так и внутренних) с сохранением одинаковой по периметру величины поперечного сечения.

Область применения ленточных фундаментов

Чтобы исключить риск возникновения деформаций фундамента, его преждевременного разрушения, осадки и растрескивания несущих элементов, а также перерасхода стройматериалов, требуется обеспечить правильный выбор варианта фундамента, исходя из существующих эксплуатационных условий. В частности, на ленточных фундаментах могут возводиться строения:

с тяжелыми перекрытиями;
со стенами, выполненными из материала плотностью свыше 1,3 т/м3 (камня, кирпича, бетонных плит);
с основаниями из неоднородных грунтов, на которых выполнение иных фундаментов может повлечь риск неравномерной осадки;
с цоколями либо подвальными помещениями.

Возведение фундаментов данного типа не является оправданным на глубокопромерзающих и сильнопучинистых основаниях.

Преимущества ленточных фундаментов

Устройство подобных фундаментов позволяет:

добиться оптимального соотношения «прочности-долговечности-экономичности»;
уменьшить количество применяемых стройматериалов;
минимизировать трудоемкость земляных работ (по сравнению с фундаментами плитно- монолитного типа);
минимизировать трудоемкость противопучинных мероприятий (в сравнении со свайными фундаментами);
понизить стоимость устройства фундамента, что обеспечит уменьшение общей величины расходов на его создание до 16-18% от общего бюджета строительства.

Вместе с тем, технологию создания фундаментов ленточного типа отличает, например, от технологии возведения столбчатых фундаментов, более высокая трудоемкость и материалоемкость. Кроме того, они нередко требуют использования спецтехники (крана) и, как следствие, специальной подготовки строительной площадки.

Период службы фундаментов ленточного типа

Подобные фундаменты демонстрируют увеличенный срок службы. В частности, в зависимости от применяемых материалов и технологических особенностей строительства, он может достигать:

50 лет (при создании кирпичных лент);
75 лет (при возведении сборно-бетонных конструкций);
150 лет (при устройстве бутобетонных и монолитных бетонных конструкций).

Конструктивные особенности ленточных фундаментов

С точки зрения метода устройства, принято выделять следующие виды ленточных фундаментов:

монолитные (предусматривающие осуществление вязки каркасной конструкции из арматуры с последующей ее заливкой бетонной смесью);
сборные (предполагающие фиксацию посредством цементной смеси железобетонных элементов друг с другом). Подобный тип фундаментов находит широчайшее использование в строительной деятельности гражданского и промышленного характера.

По сравнению с монолитными конструкциями, сборные ленты позволяют существенно сократить сроки производства строительных работ. При этом они демонстрируют более низкие показатели прочности (в среднем, на 25%) за счет применения сборных блоков и отсутствия возможности эффективного армирования. Кроме того, они имеют более высокую стоимость, требуют использования высококвалифицированного труда и грузоподъемной спецтехники. Снижение материалоемкости (примерно на 20%), и, как следствие, себестоимости при исполнении сборных фундаментов достигается за счет укладки фундаментных плит на расстоянии одной от другой. Формирование подобных прерывистых конструкций недопустимо на илистых, торфяных, слабых основаниях.

С точки зрения глубины залегания, выделяют фундаменты:

мелкозаглубленные (на расстояние 0,5-0,7 м), используемые в процессе возведения легких строений из древесины, пенобетона, облегченного кирпича. Фундаменты данной категории подходят для слабопучинистых оснований;
глубокозаглубленные (на расстояние 0,2-0,3 м ниже зоны промерзания глинистых структур либо на 0,5-0,6 м от поверхности земли на песчаных основаниях), устраиваемые при возведении зданий, которые имеют перекрытия и стенки повышенной тяжести, подвальные помещения, гаражи, цокольные этажи. Фундаменты этого вида оправдали себя при возведении на пучинистых основаниях.

Глубокозаглубленные фундаменты в сравнении с мелкозаглубленными менее подвержены деформационным воздействиям. Вследствие этого они демонстрируют большую прочность и устойчивость. Однако процесс их устройства отличается значительной материалоемкостью и трудоемкостью.

Стройматериалы для ленточных фундаментов

Выделяют несколько наиболее подходящих для создания ленточных фундаментов групп стройматериалов. Каждая из них обладает собственными эксплуатационными особенностями:

железобетон представляет собой армированную металлическими сетками либо прутками песко-цементно-щебеночную смесь. Данный материал характеризуется высокой прочностью (при использовании вибраторов в процессе укладки), дешевизной, способностью к формированию сложных по форме конструкций. Он хорошо подходит для создания надежных фундаментов на песчаных грунтах;
бутобетон изготавливается посредством укладывания 30-сантиметрового слоя пластичного бетона, в котором «утапливается» наполнитель - камень, кирпичный бой, крупный гравий. При этом в целях обеспечения требуемой прочности ленты величина наполнителя в кладке не может превышать половину ее толщины. Данный материал позволяет устраивать высококачественные фундаменты на песчаных и скалистых грунтах, однако, не годится для работы на глинистых основаниях;
кирпич позволяет возводить как надземные, так и подземные части фундаментов. Ввиду гигроскопичности, конструкции из этого материала требуют надежной гидроизоляционной защиты. При необходимости создания глубокозаглубленного фундамента, а также при наличии повышенного уровня грунтовых вод следует исключить использование кирпича;
блоки и плиты из железобетона дают возможность возводить высокопрочные сборные фундаменты, подходящие для любых грунтов.

Этапы техпроцесса создания ленточных фундаментов (на примере монолитной мелкозаглубленной конструкции)

Устройство фундамента данного типа предполагает выполнение следующих процедур.

1. Предварительных операций, предусматривающих осуществление действий, связанных с:

подготовкой участка под строительные работы;
доставкой стройматериалов;
нанесением разметки осей будущего строения;
фиксацией размещения ключевых элементов фундамента посредством кольев и уровня.

2. Устройства траншеи, включающего:

исполнение траншеи ручным способом либо с использованием спецтехники (экскаватора) с выравниванием траншейного дна;
укладку на траншейное дно песчаной либо мелкогравийной подушки толщиной 12-20 см;
проверку теодолитом отметок нижней части траншеи;
выполнение подготовительной гидроизоляции траншеи путем укладки на подушку гидроизолирующего материала либо ее заливки цементным раствором.

3. Устройства опалубки из струганных досок либо металлических разборных конструкций, которое должно обеспечить:

жесткую фиксацию распорок опалубки к стенам траншеи, что призвано исключить выпучивание стен;
проверку вертикальности внутренней поверхности опалубки, что является залогом долговечности устраиваемого фундамента;
выведение опалубки на 0,3-0,4 м над поверхностью земли;
формирование отверстий для инженерных коммуникаций, что впоследствии исключит нарушение целостности фундамента.

4. Монтажа усиливающей фундамент арматуры, предусматривающего:

осуществление выбора арматурной продукции. Информация о диаметре прутков, их числе, шаге и размещении извлекается из проектной документации. При отсутствии проекта, как правило, 2 ряда вертикальных прутков фиксируют с необходимым (в зависимости от глубины траншеи) количеством горизонтальных рядов арматуры. При этом подлежит соблюдению шаг монтажа в 0.1, 0.15, 0.2 либо 0.25 м;
формирование арматуры в каркасные конструкции посредством вязки проволокой либо электросварки;
установку на дно по периметру траншеи прутков, сформированных в каркасы с выдержкой защитного слоя (необходимого расстояния в 3-7 см от центра прутка до крайней точки фундамента).

После заливки бетонным составом, установленная в траншее арматура становится залогом получения фундамента с исключительными прочностными характеристиками.

5. Заполнения опалубки бетонной смесью, что предполагает постепенное послойное (толщиной в 0,15-0,2 м) внесение в опалубку бетона с обеспечением трамбовки бетонной смеси при помощи вибраторов. Подобный подход позволяет ликвидировать пустоты.

От качества и консистенции бетонного состава зависит прочность возводимого фундамента. Для получения фундамента достаточной прочности, используемая смесь должна демонстрировать жесткость (при ее перемещении при помощи лопаты, раствор не должен растекаться). Недопустимо заливать в опалубку бетонную смесь с высоты, превышающей 1,5 м, поскольку это ведет к расслоению бетона и снижению прочности готового фундамента. Если операции по заливке бетона ведутся в холодный период, требуется его утепление подручными материалами либо прогревание в процессе схватывания.

6. Укладки бутобетона, предусматривающей осуществление:

предельно точного подбора и подгонки наполнителей-каменных элементов;
стыковки наполнителей между собой;
чередования работ по укладке каменных элементов, их уплотнению, заливке между камнями бетонного раствора.

7. Гидроизоляции фундаментов, предполагающей обеспечение:

снятия опалубочных элементов через 8-10 дней после осуществления заливки бетонного раствора;
приклеивания рулонного гидроизоляционного материала с помощью битумной мастики на наружные стенки фундамента;
контроля качества приклеивания гидроизоляционного материала с устранением выявленных недочетов.
обработки грунта, примыкающего к фундаменту, полимерными связующими.

7. Обратной засыпки, в процессе которой производится:

организация защиты гидроизоляции при помощи геотекстиля либо дренажных мембран;
утепление подвальных помещений посредством приклеивания на гидроизоляцию теплоизоляционного материала;
засыпка песком средних фракций фундаментных пазух;
ручная утрамбовка песка с обеспечением его пролива водой.

Ошибки в процессе проектирования и устройства ленточных фундаментов

Снижение прочностных свойств фундаментов может быть обусловлено:

1. отсутствием системного подхода к изучению и учету характеристик основания (пучинистости, глубины промерзания и просадки грунта, уровня залегания грунтовых вод), что может повлечь развитие деформаций, возникновение осадки и трещин;

2. использованием стройматериалов сниженного качества (применением бетонного раствора более низкой марки; наличием в бетонной смеси посторонних включений; высокой подвижностью бетона в связи с избыточной долей в нем воды; применением треснувших фундаментных блоков и прутковой арматуры уменьшенного диаметра);

3. недостаточно высоким качеством работ (неправильным вынесением осей строения; недостаточной глубиной котлована; недостаточной величиной подушки в траншее; некачественной укладкой гидроизоляционного материала; неправильной установкой арматуры; нарушением температурного режима в процессе схватывания бетонного раствора; преждевременным снятием опалубки до набора бетоном проектной прочности; повреждением гидроизоляции в процессе обратной засыпки траншеи).

Перечисленные ошибки способны привести к значительному ухудшению качества фундамента и, как следствие, к снижению безопасности и долговечности возводимого строения.