Wybierasz podkład pod problematyczną glebę: taśmę, pal czy płytę?
Przy wyborze projektu fundamentu bierze się pod uwagę skład gleby, poziom wód gruntowych, cechy reliefu, masę i konfigurację budynku, a nawet sposób jego działania. Nie wchodząc w szczegóły technologiczne budowy fundamentów z listew, pali, płyt i łączonych, porozmawiajmy o specyfice ich „zachowania”, zaletach i wadach niektórych rozwiązań konstrukcyjnych.
Fundament taśmy
Najprostszym projektem fundamentu niskiego budynku jest taśma. To ona dominowała, w tym na terenach bagiennych, podczas boomu na daczy w latach 1980. i 90. XX wieku.
Płytka taśma była niezwykle popularna ze względu na stosunkowo niski koszt; jednocześnie był zalecany przez niektóre terytorialne przepisy budowlane, na przykład TSN MF-97 MO. Całkowita wysokość takiej taśmy nie przekracza 1 m, szerokość wynosi zwykle 30-40 cm, a głębokość układania 30-50 cm (często w ogóle nie robią wykopu, a jedynie usuwają żyzną warstwę na budynku powierzchnia).
W wyniku sezonowych ruchów gruntu taki fundament odkształca się elastycznie, w wyniku czego w ścianach domu mogą pojawić się pęknięcia. Nawet wzmocnione zbrojenie (co najmniej dwa poziome pasy zbrojenia o średnicy 10-16 mm) nie zawsze pomaga. Praktyka pokazała, że pływający fundament listwowy nie jest najlepszą opcją dla budynku ze ścianami blokowymi (blokowo-ceglanymi), zwłaszcza jeśli ma on złożoną konfigurację, tarasy i inne dobudówki. Tymczasem w przypadku budynków prostokątnych pod względem szkieletowym, z bali i drewnianych jest całkiem odpowiedni.
Głęboko położony fundament listwowy jest optymalny dla ciężkiego budynku budowanego na terenie o dość gęstej glebie – glinie lub glinie z minimalną domieszką mułu, bez ruchomych piasków. (Ogólnie rzecz biorąc, najbardziej opłacalna konstrukcja z taśmy płytowej z podłogą piwnicy lub piwnicy, ale nadaje się tylko do suchych obszarów i nie jest uwzględniona w artykule.)
Głębokość przemarzania gleby zależy od jej rodzaju i lokalnych warunków klimatycznych. W centralnej Rosji, z glinami i iłami, waha się od 1,2 do 1,6 m.
Fundament paskowy może być zarówno monolityczny, jak i blokowy. Monolityczna konstrukcja żelbetowa lepiej opiera się skutkom bocznych sił falowania mrozu, jest generalnie sztywniejsza i może być wzniesiona bez pomocy pojazdów – wtedy jednak znacznie wzrosną koszty czasu.
Uproszczona technologia pozwala na zmniejszenie objętości robót ziemnych i czasu budowy, w której szalunek wykonuje się tylko dla części naziemnej fundamentu, a część podziemną wylewa się do wykopu wyłożonego walcowanym materiałem hydroizolacyjnym. Jednak ze względu na nieuniknione nierówności ściana takiego fundamentu dość mocno przylega do podłoża i jest bardziej podatna na styczne siły falującego mrozu. Jednak obciążenie wytworzone przez budynek zwykle je kompensuje.
Jeśli gęsta warstwa gleby znajduje się znacznie poniżej głębokości zamarzania, taśma jest zawodna lub zbyt droga.
Inną popularną metodą jest montaż szalunku stałego wykonanego z płyt XPS. Takie szalunki są łatwe w montażu (do mocowania ścian służą specjalne regulowane ściągacze, służą również jako podpora dla pasów wzmacniających) i neutralizują siły styczne falowania mrozu: przyczepność gładkiego XPS do podłoża jest niewielka.
Stosunkowo niedawno opracowano technologię wykonywania fundamentów łatowych dla budynków niskich za pomocą chwytaka wibracyjnego (czerpnia gruntu) i szalunku blokowego wibro-zanurzonego. Istota metody jest następująca: najpierw za pomocą wibrującego chwytaka powstaje fragment („wyłapanie”) wykopu o długości około 2 m, w który ma małe (warunkowo 0,3 × 0,7 × 1,5 m) grubości- metalowe pojemniki o ściankach (profilowe bloki) są kolejno zanurzane przez dźwig samochodowy ze sztywno przymocowanym do nich zespołem wibracyjnym. Klocki wyposażone są w połączenie blokujące, dzięki czemu ustawiają się dokładnie w rzędzie. Następnie wlewa się do nich mieszankę betonową i tak stopniowo wydłużając wykop i przestawiając bloki, tworzą monolityczną taśmę. Zaletą tej metody jest szybkość, a także fakt, że mieszanka betonowa jest dobrze zagęszczana przez wibracje. A wady to konieczność użycia mocnego sprzętu, beton fabryczny oraz niemożność zapewnienia ciągłego zbrojenia i wylewania, co negatywnie wpływa na wytrzymałość taśmy.
Co daje geoprospecting
Bez dokładnych danych na temat składu gleby na terenie niepożądane jest rozpoczęcie budowy nawet lekkiego domu szkieletowego. Koszt poszukiwań na przykład w regionie stołecznym wynosi dziś około 30 tysięcy rubli. Za tę kwotę firma musi wywiercić co najmniej cztery studnie o głębokości 3-5 m, pobrać próbki gleby z różnych głębokości i dokonać ich analizy granulometrycznej. Informacje te pozwolą wybrać odpowiedni rodzaj fundamentu i obliczyć konstrukcję zgodnie z jej nośnością. W przypadku fundamentu wbijanego lub palowo-śrubowego wymagane parametry można również określić poprzez wbijanie próbne lub wkręcanie kilku pali.
fundament palowy
Fundamenty palowe praktycznie nie podlegają wyciskaniu mrozowemu, ale mają stosunkowo niską nośność (dokładniej, czasami do jej zwiększenia wymagane są zbyt duże nakłady). Są preferowane do budowy na zboczach i terenach zalanych i są bardziej niezawodne niż taśmy w przypadku opadania wierzchniej warstwy gleby, ale pod nią, na głębokości nie większej niż 2–5 m, znajdują się gęste skały które stosy mogą być obsługiwane. Na gruntach zamulonych stosuje się niekiedy pale wiszące, których nośność zapewniają siły tarcia pomiędzy powierzchniami bocznymi a gruntem, jednak dla tak niekorzystnej „geologii”, konstrukcji płytowych i kombinowanych, o czym będzie mowa poniżej , są lepiej dopasowane.
Skok, wymagana długość i przekrój pali są określane na podstawie obliczeń zgodnie z SP 24.13330.2011.
Pale wbijane i wibrowane są produkowane w fabryce. Pod względem wytrzymałości przewyższają wyroby żelbetowe wykonane na obiekcie (w tym zastosowanie podbijaków). Zaletą fundamentu wbijanego (wibracyjnego) jest również to, że pale zagęszczają grunt podczas montażu, dzięki czemu wzrasta ich nośność. Niezbędne jest jednak zapewnienie dostępu na plac budowy dla kafara lub dźwigu samochodowego z zespołem wibracyjnym. Koszt budowy jest dość wysoki: każdy stos o długości 4 m, w tym instalacja, będzie kosztował 9-12 tysięcy rubli.
Pale wiercone będą kosztować 30-40% taniej niż wbijane i najlepiej nadają się do domu z niezbyt ciężkimi (drewniane, kłody, pianobeton, styrobeton lub bloczki z betonu drzewnego). Do budowy takiego fundamentu nie są potrzebne pojazdy – wystarczy wynająć wiertarkę zmechanizowaną i betoniarkę. Istotą technologii jest to, że wierci się w ziemi otwory o średnicy 150–250 mm, zasypuje je szalunkiem, w razie potrzeby wypompowuje się wodę, a następnie do każdej studni opuszcza się klatkę wzmacniającą i beton jest wylany i zagęszczony za pomocą zanurzalnego urządzenia wibracyjnego. Jeśli gleba kruszy się lub pływa, najpierw w otwory wkłada się azbestowo-cementowe rury osłonowe.
Przy zastosowaniu siewnika TISE-F ze składanym pługiem możliwe jest wykonanie poszerzenia w dolnej części pali, co zwiększy nośność konstrukcji i jednocześnie całkowicie wyeliminuje możliwość przemarzania.
Pale śrubowe. Jest to najtańszy z fundamentów palowych (jedna podpora o średnicy 200 mm i długości 2,5 m wraz z instalacją będzie kosztować 2600–3000 rubli), ale jej żywotność przy użyciu konwencjonalnych produktów spawanych nie przekracza 50 lat. Znacznie bardziej niezawodne (ale także półtora do dwóch razy droższe) produkty z końcówkami odlewanymi. Pale śrubowe z betonu zbrojonego są jeszcze trwalsze, ale to ostatnie rozwiązanie nie zostało jeszcze wyprodukowane masowo.
Podkład piaskowo-żwirowy pod podkładem pasowym zmniejsza siły falowania szronu tylko w przypadku głębokiego drenażu. W innych przypadkach służy do wyrównania i zwiększenia nośności podłoża.
płyta fundamentowa
Fundament płytowy ma znaczny margines nośności i zapewnia najbardziej równomierne rozłożenie obciążenia z budynku na grunt. To właśnie ta podbudowa jest często optymalna na glebach słabonośnych i ruchomych, w tym na piaskach pylastych i pylastych, lessach i torfowiskach. Dodatkowo konstrukcja znacznie ułatwia montaż stropu pierwszego piętra (nie ma potrzeby budowania podpór słupowych pod belki lub układania zasypki z wylewką). Ale jego koszt jest dość wysoki – zwykle nawet wyższy niż w przypadku fundamentu palowego. Wynika to z dużego zużycia materiałów (piasek żwiru, betonu, w wersji szwedzkiej – także izolacji przeciwwilgociowej) oraz konieczności zamawiania fabrycznej mieszanki betonowej.
Nieizolowany fundament płytowy stosowany jest w przypadku ciężkich budynków o ścianach ceglanych. Projekt jest płaską i gładką monolityczną płytą żelbetową, wylewaną do szalunku na poduszce piaskowo-żwirowej. Jest prosty i niezawodny, ale wymaga dużo zbrojenia i betonu (2–3 razy więcej niż pełnoprawny fundament taśmowy i 4–6 razy więcej niż fundament palowy). Faktem jest, że obciążenie ścian i siły falującego mrozu koncentrują się głównie na krawędzi płyty, a aby zapobiec deformacji i pękaniu monolitu, konieczne jest zwiększenie jego grubości do 250 mm lub więcej.
Konwencjonalny (nieizolowany) fundament płytowy to jedno z najlepszych rozwiązań do budowy ciężkiego budynku murowanego lub betonowego na jednorodnym, słabo nośnym gruncie.
Płyta żebrowana jest nieco mniej materiałochłonna (ale bardziej pracochłonna). Żebra można układać zarówno od dołu (wlewając do wykopów), jak i od góry (za pomocą szalunku). Z punktu widzenia wytrzymałości preferowana jest pierwsza opcja, ale druga jest nieco tańsza, ponieważ górne żebra służą jednocześnie jako podstawa i podparcie podłogi pierwszego piętra.
Nieizolowana płyta, podobnie jak płytka taśma, odnosi się do pływających fundamentów i może powodować sezonowe ruchy (zwłaszcza jeśli dom nie jest ogrzewany zimą), co należy wziąć pod uwagę przy rozbudowie.
Możesz pokonać siły falującego mrozu, zwiększając głębokość fundamentu, osuszając teren lub chroniąc glebę przed zamarzaniem. Ostatnia metoda jest najłatwiejsza i najtańsza.
Izolowana szwedzka płyta chroni grunt podstawowy przed zamarzaniem, więc nie działają na niego siły mrozu. Ale pod względem sztywności konstrukcja jest gorsza od konwencjonalnego monolitu i jest używana głównie do budowy budynków o ścianach szkieletowych lub piankowych. Ten rodzaj fundamentu zwykle służy jako podkład i jest wyposażony w system ogrzewania wodnego służący do ogrzewania całego budynku. A ponieważ piec ma znaczną bezwładność cieplną, łatwiej jest utrzymać stałą temperaturę w domu – zarówno zimą, jak i latem. Być może jedyną jego wadą jest stosunkowo niska podstawa. Pościel piaskowo-żwirowa pomaga przezwyciężyć ten minus.
Izolowany fundament z płyty jest optymalny dla domu, w którym mieszkają na stałe. W przypadku domków letniskowych w tych samych warunkach geograficznych lepiej nadają się stosy lub pływająca taśma.
Fundament żelbetowy
Projekt dowolnego fundamentu żelbetowego na problematycznej glebie nakłada zwiększone wymagania dotyczące jakości betonu. Wskazane jest kupowanie gotowej mieszanki od zaufanej firmy. Przy samodzielnym przygotowaniu mieszankę należy dokładnie wymieszać, co oznacza, że nie można obejść się bez minimiksera do betonu. Wskazane jest również kupowanie umytego piasku, ponieważ wtrącenia gliny osłabiają beton i stosuje się kruszony kamień o średniej frakcji (20-40 mm), a nie żwir rzeczny. Szwy robocze na zimno są wysoce niepożądane (w przypadku płyty są niedopuszczalne), a jeśli nie da się ich uniknąć, konieczne jest dodatkowe wzmocnienie osłabionego obszaru odcinkami pręta o długości co najmniej 1 m.
Opcje podkładu hybrydowego
Chęć połączenia zalet różnych typów fundamentów doprowadziła do powstania konstrukcji łączonych.
Jaki podkład wybrać do problematycznego gruntu: taśmę, pal czy płytę?
Przy wyborze projektu fundamentu bierze się pod uwagę skład gleby, poziom wód gruntowych, cechy reliefu, masę i konfigurację budynku, a nawet sposób jego działania. Podkład w paski. Najprostszym projektem fundamentu niskiego budynku jest taśma. To ona dominowała, w tym na terenach bagiennych, podczas boomu na daczy w latach 1980. i 90. XX wieku. W wyniku sezonowych ruchów gruntu taki fundament odkształca się elastycznie, w wyniku czego w ścianach domu mogą pojawić się pęknięcia. Nawet wzmocnione wzmocnienie nie zawsze pomaga.
Praktyka pokazała, że pływający fundament listwowy nie jest najlepszą opcją dla budynku ze ścianami blokowymi (blokowo-ceglanymi), zwłaszcza jeśli ma on złożoną konfigurację, tarasy i inne dobudówki. Tymczasem w przypadku budynków prostokątnych pod względem szkieletowym, z bali i drewnianych jest całkiem odpowiedni. Głęboko położony fundament listwowy jest optymalny dla ciężkiego budynku budowanego na terenie o dość gęstej glebie – glinie lub glinie z minimalną domieszką mułu, bez ruchomych piasków. Fundament paskowy może być zarówno monolityczny, jak i blokowy. Monolityczna konstrukcja żelbetowa lepiej wytrzymuje działanie bocznych sił falowania mrozu, jest ogólnie sztywniejsza i może być wzniesiona bez pomocy pojazdów.
Fundament palowy.
Fundamenty palowe praktycznie nie podlegają wyciskaniu mrozowemu, ale mają stosunkowo niską nośność. Są preferowane do budowy na zboczach i terenach zalanych i są bardziej niezawodne niż taśmy w przypadku opadania wierzchniej warstwy gleby, ale pod nią, na głębokości nie większej niż 2–5 m, znajdują się gęste skały które stosy mogą być obsługiwane. Na glebach pylastych czasami stosuje się wiszące pale, których nośność zapewniają siły tarcia między bocznymi powierzchniami a gruntem, jednak dla tak niekorzystnej „geologii” lepiej nadają się konstrukcje płytowe i kombinowane. Zaletą fundamentu wbijanego (wibracyjnego) jest również to, że pale zagęszczają grunt podczas montażu, dzięki czemu wzrasta ich nośność.
Płyta fundamentowa.
Fundament płytowy ma znaczny margines nośności i zapewnia najbardziej równomierne rozłożenie obciążenia z budynku na grunt. To właśnie ta podbudowa jest często optymalna na glebach słabonośnych i ruchomych, w tym na piaskach pylastych i pylastych, lessach i torfowiskach. Dodatkowo konstrukcja znacznie ułatwia montaż stropu pierwszego piętra (nie ma potrzeby budowania podpór słupowych pod belki lub układania zasypki z wylewką). Fundament płytowy nieizolowany stosowany jest w przypadku ciężkich budynków o ścianach ceglanych. Nieizolowana płyta, podobnie jak płytka taśma, odnosi się do pływających fundamentów i może powodować sezonowe ruchy (zwłaszcza jeśli dom nie jest ogrzewany zimą), co należy wziąć pod uwagę przy rozbudowie. Izolowana szwedzka płyta chroni grunt podstawowy przed zamarzaniem, więc nie działają na niego siły mrozu. Ale pod względem sztywności konstrukcja jest gorsza od konwencjonalnego monolitu i jest używana głównie do budowy budynków o ścianach szkieletowych lub piankowych. Ten rodzaj fundamentu zwykle służy jako podkład i jest wyposażony w system ogrzewania wodnego służący do ogrzewania całego budynku. A ponieważ piec ma znaczną bezwładność cieplną, łatwiej jest utrzymać stałą temperaturę w domu – zarówno zimą, jak i latem. Być może jedyną jego wadą jest stosunkowo niska podstawa. Pościel piaskowo-żwirowa pomaga przezwyciężyć ten minus.
Opcje podkładu hybrydowego.
Fundament z pali jest połączeniem płytkiej taśmy i pali wierconych lub wbijanych. Nośność takiego fundamentu zapewnia głównie taśma, a pale zapobiegają jej wypchnięciu. Ale gdy gleba zamarza, konstrukcja podlega zwiększonym obciążeniom – dlatego nie należy w niej stosować pali śrubowych, w których łopaty mogą odpaść. Taki fundament dobrze komponuje się z małymi budynkami z cegły o prostym planie.
Fundament palowo-płytowy jest niezwykle rzadki, ale nadal stosowany w budownictwie mieszkaniowym przy budowie wielkopowierzchniowych domów murowanych. Jest to pole palowe (pale rozmieszczone co 1,5–2 m na całej powierzchni budynku), połączone grubą monolityczną płytą. Fundament palowo-wiertniczy z rusztem i wylewką jest dobrą alternatywą dla szwedzkiej płyty, zapewniając wysoką podstawę bez dodatkowych kosztów, co oznacza lepszą ochronę ścian przed wilgocią. Nad rusztem i starannie zagęszczonym podsypką piaskową wykonuje się wylewkę o grubości 100-150 mm z jednopoziomowym wzmocnieniem. Jednocześnie podstawa jest izolowana od zewnątrz płytami XPS, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo zamarznięcia gleby pod fundamentem.
