Строительство на слабом, пучинистом грунте потребует обустройства достаточно прочного и устойчивого фундаментного основания. Можно попробовать сваи, но лучше залить монолитный фундамент.
Увеличенный большой объем работ с лихвой компенсируется более высокой стабильностью и надежностью. Даже в условиях сильного обводнения летом и пучения грунта зимой дом на монолитной плите останется стоять, тогда как сваи нередко приходится обрезать и ремонтировать.
Общая информация о фундаменте — монолитной плите
Тема использования плитного фундамента всегда сопровождается большим количеством предрассудков и домыслов. Например, многие потенциальные заказчики не решаются на обустройство монолитной плиты из-за высокой стоимости постройки. Считается, что залить монолитную плиту обойдется не менее трети сметной стоимости дома.
Еще можно встретить мнение, что залить плитный фундамент нельзя без специального перепланирования участка, малейший уклон вызывает скольжение плиты по поверхности грунта. Но самое распространенное заблуждение — миф о теплоизоляции. Считается, что монолитный фундамент очень холодный, сырой, на отопление дома будет уходить на 60% чем для здания на обычном МЗЛФ.
Перед тем как пытаться залить свой первый монолитный фундамент, нужно разобраться в основных его преимуществах и недостатках.
Применение плитного фундамента, его основные достоинства и недостатки
Можно начать с перечня недостатков. Их не так много:
- Большая трудоемкость или высокая стоимость работ. Перед тем как залить монолитный фундамент своими руками, нужно сделать простой расчет: какую часть работ можно сделать самостоятельно и сэкономить, а для каких видов дешевле использовать технику или пригласить мастеров.
- Если залить монолитную плиту, то сделать под ней подвальное помещение будет невозможно. Как вариант можно построить подвал под плитой с входом с улицы, но такие схемы плохо влияют на долговечность фундамента.
- На грунте с высоким уровнем воды требуется обустройство системы водоотведения.
- Все детали и нюансы, связанные с вводом коммуникаций внутрь коробки здания, нужно проектировать и рассчитывать до момента начала работ. После того как зальют бетон, изменить схему укладки каналов в фундаменте будет невозможно.
Еще можно добавить, что плита монолитного фундамента потребует мощного утепления, эффективного дренажа и гидроизоляции. Но по сути все типы бетонных фундаментных систем требуют защитных и изолирующих барьеров. Иначе бетон будет разрушаться от накопления влаги, а после — расширения воды при замерзании.
Преимущества плитной схемы:
- Если правильно армировать и залить плиту, то монолитный фундамент будет оказывать меньшее давление на грунт, чем фундаментное основание любого другого типа.
- Несущая способность монолита гораздо выше, чем у любых других типов фундаментов. При этом плита практически не боится подтопления или сильного промерзания грунта под зданием.
- При использовании современных видов теплоизоляции потери тепла обычно минимальны. Они меньше чем у конструкций традиционных схем.
- Монолитная плита интересна не только тем, что надежно и жестко привязывает коробку здания к грунту. Она существенно увеличивает жесткость стен.
Последний пункт можно считать наиболее актуальным для монолитных плит и построек из газоблоков или пенобетона. Если правильно залить монолитную плиту, то можно не беспокоиться о расползании коробки в цокольной части строения. Хотя выше цоколя армировать стены все же придется.
Еще монолит не создает режущего эффекта на грунте. Мало кто обращает внимание, но давление от полноразмерного ленточного фундамента с учетом веса здания часто блокирует (передавливает) протоки подземных ручьев и водяных жил.
Как результат, рядом с домом появляются заболоченные пространства. У монолитного фундамента давление равномерно распределено по поверхности, поэтому плита не оказывает на грунтовые воды перерезающего воздействия.
Монолит желательно залить на площадке с осадочными и скальными породами, можно даже с уклоном до 15о. Понятно, что перед тем, как залить монолитную плиту, нужно будет спланировать поверхность по уровню горизонта и сделать подготовку основания. На слабых песчаных и суглинистых почвах допускается небольшой уклон до 8о, при этом плиту рекомендуется залить с дополнительными ребрами жесткости перпендикулярно линии стока.
Типовая схема монолитного плитного фундамента
Стандартная схема плиты — это плоский бетонный массив, усиленный как минимум двумя-тремя арматурными слоями. Плиту нужно залить в опалубку поверх песчано-гравийной подушки (плюс гидроизоляция). Это типовой вариант, он наиболее простой в проектировании, не требует выемки большого количества грунта. Применяется на относительно сухих почвах с глубиной промерзания до 150 см.
Послойно структуру монолитной плиты фундамента можно разделить на несколько уровней:
- Самый нижний — это обработанный и утрамбованный грунт. В теории его нужно срезать на глубину до 10 см, просеять, убрать мусор, растительность, смешать с мелким гравийным отсевом, уложить на дно и утрамбовать. Но чаще дно котлована просто трамбуют.
- Следующий слой — полотно геотекстиля для дорожного строительства. Требуется для защиты от пагубного воздействия грунта на подошву монолитного фундамента.
- Следующий уровень — песчаная отсыпка толщиной до 300 мм, используется преимущественно как промежуточный слой, задача которого — равномерно передать нагрузку от плиты к уплотненному грунту.
- Далее следует еще один слой геотекстиля, поверх которого укладывается сначала крупный гравий, затем отсыпается и выравнивается слой мелкой фракции. На этом этапе нужно правильно спланировать поверхность по уровню горизонта.
- Далее нужно залить выравнивающий слой бетона толщиной 4-5 см. Если залить по мелкому утрамбованному гравийному отсеву, то обычно никаких пленок и сеток не требуется.
- Следующих два слоя — наплавная гидроизоляция и утепление плитами ЭППС.
В завершении подготовительного этапа устанавливается арматура, опалубка. Только потом можно залить бетон. Этот слой уже поднимется над котлованом, поэтому торцы плиты монолитного фундамента необходимо закрыть мастикой или наплавляемым стеклорубероидом. По окончании работ монолитный фундамент отсыпается по периметру песком.
На влажных грунтах к приведенной типовой схеме добавится система дренирования почвенных вод. Вокруг монолитной плиты выполняется траншея с гравийной подушкой (на гидроизолирующей подкладке), в которую укладывается перфорированная труба, ведущая к сборному колодцу.
Как рассчитывается монолитный плитный фундамент
Можно воспользоваться строительными методиками, в них детально и очень сложно описан расчет толщины железобетонных плит фундаментов. Но алгоритм его достаточно путаный, требуется использовать массу параметров по несущей способности грунта, климату, количеству осадков, температуре воздуха в данном регионе зимой, глубине промерзания. Обычно расчетами занимаются специализированные строительные компании.
Для частного дома в полтора-два этажа расчет можно сделать по упрощенной схеме. Он будет основываться на несущей способности различных видов грунта, величине оптимальной нагрузки и весу строительной конструкции. На момент определения толщины монолитной плиты фундамента нужно иметь на руках проект здания с рассчитанным весом постройки.
Нагрузка на грунт и вес конструкции
Оптимальные нагрузки от давления на грунт здания (плюс сюда же включается вес монолитного фундамента), в зависимости от характера почвы, приведены в таблице ниже.
Например, для твердых супесей оптимальное давление составляет 0,5 кг/ см2 или 500 кг/м2. Если монолитный фундамент имеет площадь 100 м2, то для данного типа грунта можно установить здание весом 50 тонн.
Обычно для газобетонной постройки 10х10 м реальный вес составляет 28-30 т. Разница между полученным и реальным 50-32=22 тонны — это вес монолитного фундамента, который нужно залить для того, чтобы привести нагрузку на грунт к оптимальному значению.
Больше нагружать не рекомендуется, так как супеси — это не лучший вариант для постройки дома. Делать меньше тоже нельзя, иначе монолитный фундамент потеряет сцепление с основанием (почвой).
Толщина монолитной армированной плиты
Если известна масса и площадь монолита, то можно легко рассчитать толщину плиты, которую нужно залить по подготовленной гравийно-песчаной подушке.
Плотность бетона — 2,1 т, значит, объем плиты составляет всего 11-12 м3. То есть с учетом гидроизоляции толщина монолита составит всего 12 см. В данном примере были выбраны самый слабый грунт и легкий газобетонный вариант здания.
Поправки в конструкции монолитного фундамента в зависимости от условий эксплуатации
Для одноэтажных легких газобетонных и каркасных конструкций с простой двухскатной крышей можно залить армированный фундамент толщиной 12 см. Этого будет вполне достаточно для надежной фиксации на грунте.
Но часто толщину монолита приходится увеличивать для повышения жесткости монолита:
- Если здание обладает высокой парусностью из особенностей конструкции крыши или отдельных надстроек. В этом случае к плоской плите расчетной толщины добавляют ребра усиления на подошве фундамента. Их делают той же толщины, что и основная часть монолитного фундамента.
- На сильно пучинистых грунтах увеличивают количество слоев армирования монолитного фундамента. Это необходимо, чтобы избежать трещин при проседании или поднятии отдельных участков монолитной плиты.
Монолитные фундаменты часто используют в Скандинавии, где грунт часто содержит большое количество влаги, а климат очень суровый. В этом случае монолитный фундамент отливают по финской схеме с утеплением и лентой.
Особый вариант монолитного фундамента
При расчете финского варианта монолитной плиты в конструкцию закладывается дополнительный элемент — бетонная лента, сформированная по периметру фундамента.
Залить ленту необходимо для того, чтобы разгрузить центральную часть плиты, давящую на утеплитель. Основная часть нагрузки от веса здания и самого монолитного фундамента переносится на ленту. Поэтому расчет несущей способности финской варианта плиты выполняется комплексно. Примерно 80% считается как МЗЛФ, остальные 20% — по методике для плитного фундамента.
Такая схема выбрана неслучайно. Дело в том, что бетон по инструкции нужно залить по довольно толстому слою утепления — до 20 см, плюс закладываются каналы для системы отопления типа теплый пол. Поэтому основную нагрузку перенесли на периферию (ленту) фундамента. Некоторые специалисты называют финский вариант монолита ленточным с дополнительной бетонной стяжкой пола первого этажа.
Нагрузочная способность грунта при расчете толщины плиты выбирается как для болотистых, сильно обводненных грунтов. Если учесть мощное утепление, то монолитный фундамент финского одноэтажного дома оказывается сильно недогруженным, почти плавающим. Поэтому залить коммуникации в бетоне будет неправильно, нужно делать выносными, в утепленных коробах.
Глубина заложения и копка котлована
Размеры подготовительных слоев определяют опираясь на внешние факторы, независимо от того, какой толщины планируется залить монолитную армированную плиту.
Схема закладки во всех случаях примерно одинакова. Но иногда приходится предпринимать дополнительные меры. Например, для обычного полутораэтажного частного домика монолит можно залить без промежуточной выравнивающей стяжки, называемой бетонной подготовкой. Тогда как более высоких зданий выравнивание бетоном поверхности под монолитную плиту является обязательным условием.
Обязательные элементы — гидроизоляция и утепление. Изолирующий слой должен быть на 30 см выше максимального уровня воды в почве. Толщина утепления для средних широт не превышает 75 мм, но можно сделать и меньше, если грунт большей частью состоит из крупнозернистого песка.
Подготовку всегда делают от глубины 90-100 см для погруженных плитных фундаментов и 60-70 см для случаев, когда плиту планируют залить на поверхности грунтовой площадки.
Как выкопать котлован для монолитного фундамента
Чтобы сделать монолитный фундамент, в первую очередь нужно выкопать контрольные ямы (шурфы). Стоит убедиться в том, что на данном участке нет выхода подземных вод или точно определить их расположение до начала работ.
Если есть подозрение на существование подземного ключа (ручья), то нужно найти его, вскрыть сделать отвод для воды, уложить дренажные трубы и оборудовать колодец для сбора. Таким способом удается снизить уровень воды в грунте, а значит, для выемки можно использовать технику.
Копать котлован нужно не позже августа месяца, до начала сезона дождей. Большую часть грунта вскрывают бульдозером. За один день работы машина снимет грунт на глубину до 70 см. Остальную часть работы (уборку и отвалку породы за пределы участка под фундамент) можно выполнить вручную. Кроме того нужно будет вручную подчистить и выровнять кромки, убрать бугры на дне котлована.
Подготовка под отсыпку
Если в грунте много камней, глины, остатков корней деревьев, то лучше срезать верхний слой на глубину не менее 10 см. Такое дно очень сложно утрамбовать и выровнять. Поэтому если нужно залить качественный фундамент, то лучше арендовать мини-трактор с грунтовой фрезой и за пару часов обработать дно котлована. Выбрать остатки органики, корни, камни и мусор можно вручную. Уплотнение грунта делают вибромашиной.
В процессе трамбовки грунтовой поверхности для подушки будущего монолитного фундамента нужно не забывать проверять уровень поверхности с помощью нивелира. Ям и горбов не должно быть.
Обустройство коммуникаций
Трубы для канализационных стоков, обязательно в утепленном чехле, а также канал для водопровода можно заложить на дно, в грунт. Но чаще всего коммуникации размещают в песчаном слое подушки фундамента.
Канализационные трубы, обернутые в пенопропилен, фиксируют рейками, каналы для водопровода выводят за пределы песчаного слоя и также укрепляют деревянными и пластиковыми подмостками. Горловины выводят вверх, закрывают пробками и обвязывают полиэтиленовой пленкой. Коммуникации также можно залить прямо в плиту монолитного фундамента.
Песчано-гравийная подушка для плитного фундамента
Примесь глины в грунте на дне хорошо держит влагу, поэтому через пару часов после завершения трамбовки нужно начинать укладывать песок. Рекомендуется предварительно застелить дно полотнищем геотекстиля. Края полотнищ обязательно нахлестывают на борта котлована. Геотекстиль должен быть не для выращивания рассады, а для дорожных работ.
Песка потребуется очень много. Например, для монолитного фундамента 10х10 м, даже если планировать залить плиту толщиной всего 12 см, песчаная подушка делается не меньше 20-25 см. Это не менее 2,5-3 кубов песка, очищенного от глины и щебня.
Песок должен быть слегка влажным. Материал наносят в три слоя, по 70-100 мм каждый, с обязательной промежуточной трамбовкой поверхности вибромашиной. Также нужно контролировать горизонт и плоскость площадки.
Следующий слой отсыпается гравием фракции 15-25 мм. Толщина слоя — примерно 100 мм. Если планируется залить тонкую и широкую плиту для монолитного фундамента двухэтажного дома, то слой делают толщиной 150-180 мм.
Последние 20-30 мм рекомендуется отсыпать гравийным отсевом или щебнем мелкой фракции. Таким материалом гораздо проще спланировать подушку фундамента по уровню горизонта. Щебеночный слой также трамбуется вибромашиной до состояния дорожной подушки перед укладкой асфальта.
Устройство опалубки и гидроизоляция фундамента своими руками
Одна из проблем, с которой сталкиваются при обустройстве фундамента, — это дожди. Залить бетоном ленточный фундамент и защитить его от летних грозовых дождей гораздо проще чем монолитный. Растянуть пленку поверх щебеночной подушки большой площади довольно сложно. На практике это возможно только для небольших площадок и только с поверхностным расположением плиты.
Поэтому все этапы подготовки подушки и установку опалубки нужно постараться делать одновременно, тем самым сократить время простаивания подушки под открытым небом. Нельзя допустить, чтобы подготовка попала под дождь. Даже небольшое количество воды может залить слой песка и щебня, частично смыть и тем самым деформировать песчаное основание.
Поэтому как только закончены работы с уплотнением грунта и отсыпкой песка, устанавливаются недостающие детали опалубки, выкладывают утеплитель и переходят к бетонной подготовке.
Для ускорения работ можно использовать готовые наборы сборной опалубки. Их устанавливают по контуру фундамента. При такой опалубке выровнять подушку и залить бетон проще. В бюджетном варианте контур можно собрать из щитов на деревянных кольях с подпорками.
Залить монолитный фундамент в самодельную опалубку сложнее, особенно если плита планируется на поверхности грунта. Щиты приходится тщательно выравнивать, сшивать горизонтальным брусами. Больше всего проблем со стыковой на углах.
Можно установить металлические замки-крюки, но чаще всего торцах щитов прибивают деревянные брусы, концы которых просто связывают на углах мягкой проволокой. Даже если залить бетон быстро, проволочные замки не раскроются.
Так как заливать приходится достаточно тяжелый бетон, то одних подкосов бывает недостаточно для удержания стен опалубки в вертикальном положении. Приходится подпирать бетонными блоками, забивать стальные сварные треугольники или дополнительные колья.
Монтаж утеплителя
Если требуется залить утепленный монолитный фундамент, то после гравийной отсыпки рекомендуется делать промежуточный слой из гравпеса: смеси крупнозернистого песка и отсева щебня фракцией до 1 мм. Сверху настилают еще один слой геотекстиля.
Укладывать пенополистирольную теплоизоляцию непосредственно на чистый гравий не рекомендуется. Вес здания плюс масса монолитного фундамента (даже если залить по минимуму) способны деформировать (продавить) слой утеплителя. Но хуже всего то, что острые кромки отдельных камней под давлением режут относительно мягкий пенополистирол как ножом.
Важно! Иногда заказчики экономят и пытаются залить армированную плиту прямо по утеплению ЭППС. Он гораздо прочнее, но все равно такая схема пригодна только для монолитных фундаментов одноэтажных каркасных домов. Можно залить утепленный пол внутри здания, не более того.
Утеплитель выкладывают по схеме, используемой при обустройстве теплоизоляции стен дома, двумя-тремя слоями с перевязкой швов. На верхнем слое стыки нужно будет заклеить скотчем.
Бетонная подготовка
Гравийно-песчаная подушка и утеплитель для монолитного фундамента практически готовы. Можно уже залить бетон, но возникает следующая проблема. Поверхность теплоизоляции или верхнего слоя подушки далека от идеальной. Установить опоры для арматурных каркасов можно, но тогда, чтобы залить бетон, нужно ограничить подачу смеси небольшими порциями, чтобы не опрокинуть арматуру.
Момент, когда жлоб начинает заливать смесь, достаточно ответственный, струя бетона сильно бьет по пластиковым подставкам, на которых вывешивается арматура. Чтобы испортить монолитный фундамент, достаточно, чтобы упала или просела хотя бы одна опора под арматурной сеткой.
Кроме того, нужно сделать качественную гидроизоляцию. Наклеивать ее на теплоизоляцию не имеет смысла, требуется жесткое и твердое основание, тогда можно использовать наплавочные материалы типа стеклорубероида. Хотя нередко заказчики экономят на гидроизоляции и просто укладывают на бетон толстую полиэтиленовую пленку.
Для того чтобы правильно выровнять арматуру на гравийно-песчаной подушке (с утеплителем), делают предварительную стяжку или бетонную подготовку. Толщина слоя всего 5 см. То есть для монолитного фундамента 100 м2 на подготовку нужно будет залить всего три-пять кубов бетона. Для бетонной подготовки используют относительно низкокачественные марки В7-В10.
Совет! Перед заливкой бетонной подготовки слой теплоизоляции нужно закрыть толстой полиэтиленовой пленкой. Это улучшит защиту мягкого пенополистирола от горизонтального срезающего скольжения бетонной массы монолита.
Через сутки после схватывания бетонной подготовки на его поверхность наносят праймер и наплавляют стеклорубероид.
Армирование плитного фундамента и заливка бетона
Следующим этапом нужно собрать арматурный каркас будущего монолита. Если планировать залить монолитный фундамент толщиной 120-150 мм, то достаточно будет уложить два слоя арматурных решеток, с квадратными ячейками 200-220 мм. По инструкции расстояние от стержней до ближайшей плоскости плиты должно быть в пределах 4-5 см.
Для армирования монолитных плит фундаментов используют арматурный прут 10-16 мм. Если основу предполагается залить для каркасного или газобетонного одноэтажного дома, то стальной прут АIII можно заменит на стеклопластиковую арматуру 8-10 мм.
На пучинистых грунтах усиленно армируют верхнюю плоскость монолита. Для тяжелых кирпичных зданий делают двухслойное армирование или усиливают преимущественно придонный слой монолитного фундамента.
Данный этап заливки монолитного фундамента отличается повышенной трудоемкостью. Чтобы правильно собрать арматурный каркас, нужно уметь вязать арматуру проволокой с помощью специального ключа. Если нужно залить быстро, то для сборки арматуры лучше пригласить пару профессиональных строителей. Одновременно есть возможность поучиться и часть работы сделать своими руками.
Для схем монолитных фундаментов с ребрами жесткости каркас нужно будет усилить коробчатыми сборками из арматуры 8 мм. Ребра нужно будет залить в первую очередь, основную плиту монолитного фундамента заполняют после выдержки. Разница по времени между двумя процедурами не должна превышать 90 мин.
Заливка бетонной смесью
Залить опалубку лучше покупным бетоном М300-350 (В22,5-В25). Приготовить вручную требуемое количество смеси для монолитного фундамента слишком долго и сложно. В одной машине-автомиксере помещается до 3,5 кубов. То есть, чтобы залить монолитный фундамент, потребуется две-три машины-бетономешалки.
Основная сложность данного этапа в том, чтобы залить монолитный фундамент нужно сразу, без разрывов по времени. Хотя по ГОСТам и СНиПам допускается перерыв между заливками полос до 1,5 ч.
Для заполнения опалубки потребуется бригада из трех человек:
- один работник будет следить за выпуском бетона, стараться равномерно залить свободное пространство;
- второй — разравнивать лопатой бетонную массу в опалубке;
- третий — пробивать бетон формовкой или вибратором, чтобы исключить образование раковин и пузырей.
При полной выработке залить форму бетоном из одного миксера возможно за 4-5 ч. Поэтому вторую машину нужно заказывать у компании-производителя бетона с небольшим сдвигом по времени, не менее 5 часов.
Совет! При заказе бетона нужно особо акцентировать условия подвоза бетона.
Обычно предприятие, продающее готовый бетон, нарушает условия и выдает бетонную смесь одновременно сразу в нескольких машинах. Потребителю приходится искать способ залить бетонную смесь сразу из двух машин, в спешке, что всегда сказывается на качестве монолитного фундамента.
После заполнения формы плиту накрывают полиэтиленовой пленкой. В течение последующих 4-5 дней, каждое утро, пленку нужно будет поднимать и обрызгивать поверхность бетона водой. Это необходимо, чтобы избежать образования трещин. В целом на то, чтобы залить опалубку и получить результат, уходит неделя.
Упрощенный вариант монолитного фундамента
Для условий частного строительства нередко монолитные версии фундаментов заменяют на сборно-монолитные. Такая конструкция требует меньших затрат, проще в сборке, по нагрузке почти не уступает монолитной.
Чтобы сделать сборно-монолитный фундамент своими руками, следуют пошаговой инструкции:
- Для сборной версии фундамента подготовка котлована и отсыпка подушки выполняется по той же схеме. Основное отличие в том, что несущая основа собирается из готовых железобетонных дорожных плит М300, размером 3х1,75 м, толщиной 17 см. Качество бетона сборных плит гораздо выше, чем у того, что был залит по месту.
- После выравнивания и обвязки плит поверх собранного монолитно-сборного фундамента нужно залить цементно-песчаную стяжку. Толщина — 5-6 см. Ее можно залить с уложенным внутрь водяным контуром отопления «теплых полов».
Если правильно залить чистовой пол, то фундамент получается достаточно надежным и прочным.
Итоги
Залить полноценный монолитный фундамент своими руками обойдется дороже, чем ленточный или МЗЛФ-вариант. При соблюдении технологии сборки плита прослужит гораздо дольше обычных лент. При этом надежность и устойчивость плитной основы куда выше, чем у ленточной.
Расскажите о своем опыте обустройства плитных фундаментов. На какие особенности заливки смеси, по-вашему, нужно обращать внимание в первую очередь? Делитесь статьей в своих социальных сетях и сохраняйте ее в закладки. Это поможет продвижению сайта.