Конструктивні особливості стрічково-пальового фундаменту та його застосування
Опорну основу для будь-якої будівлі необхідно підбирати грамотно. Від його конструктивного виконання та якості залежатиме довговічність будови та її надійність. Розглянемо, що таке рішення, як стрічково-паловий фундамент. Ознайомимося з актуальністю такої технології, діями, які потрібно провести на етапі обов'язкового проектування. Читайте до кінця, і Ви дізнаєтесь про особливості реалізації проекту зі зведення того чи іншого рішення.
Загальний опис
Стрічково-паловий фундамент – це одне з конструктивних рішень щодо улаштування опорної основи під ту чи іншу будову. Воно включає вертикальні елементи, які поринають у ґрунт до рівня твердих пластів. Вершини стовпів між собою поєднуються бетонною стрічкою з армуючим каркасом усередині. Всі складові є єдиною надійною системою, що забезпечує рівномірний розподіл навантаження на ґрунт з боку будівлі.
Конструктивно стрічково-пальовий фундамент схожий з ростверковим, тому їх часто плутають майстри-початківці. Проте з-поміж них існує технічно обгрунтована різниця. Ростверк пов'язує між собою палі, розподіляє між ними навантаження від будівлі. Моноліт додатково приймає частину тиску на себе та передає на ґрунт. Тобто стрічковий тип основи є витривалішим.
Актуальність
Однією з головних причин зведення стрічково-пальового фундаменту для будинку є складний тип ґрунту (пучинистий, пухкий, шаруватий, з перепадами висот до 2-х метрів за рівнем). Тут можна було б обмежитись монолітом, але так доведеться викопувати глибокі траншеї, заливати велику кубатуру бетону. У разі доповнення конструкції точковими опорами знадобиться менше трудовитрат і ресурсів. Тут не потрібно заглиблювати стрічку (достатньо 25% від повної висоти), оскільки ризики її деформації через сезонний рух ґрунту усуваються за рахунок глибоко занурених паль. В результаті економія за кошторисом може досягати 30%.
Технічної міцності опорної основи достатньо, щоб звести котедж з невеликим підвалом. Матеріал для будівництва несучих стін вибирається на розсуд власника ділянки. Це можуть бути дерев'яні зруби, блокові або цегляні будинки. Але найчастіше за аналогією з фінськими забудовниками (технологія зведення стрічково-пальового фундаменту вперше була там застосована) все зводиться до двоповерхових дерев'яних будинків з невеликим підпільним приміщенням.
Достоїнства і недоліки
Щодо бюджетний варіант фундаменту для складного та рельєфного ґрунту крім іншого можна вважати швидким по монтажу. До плюсів також відноситься можливість використання готових паль або їхнього пристрою на будмайданчику. Для конструкції не страшні пучення, високий рівень ґрунтових вод.
Незалежно від надійності опорної основи під будинок важливо грамотно скласти проект із усіма дослідженнями ділянки та інженерними розрахунками. Також увагу потрібно приділити вибору типу та кількості локальних опор, їх глибини занурення, місця розташування, захисту від агресивних умов експлуатації у землі. Але головним недоліком стрічково-пальового фундаменту вважається неможливість влаштування цокольного поверху або повноцінного підвального приміщення. Також через близьке розташування підлоги до ґрунту необхідно перекриття утеплювати та ізолювати від вологи.
Технічні особливості
Конструктивно фундамент представлений палями та бетонною стрічкою. Перші розташовуються за проектними точками вздовж центральної осі моноліту. Другий обов'язково заливається по всьому периметру майбутньої будови та під зведення перегородок з метою посилення опорної основи. Між собою всі елементи конструкції зв'язуються арматурою та бетонним розчином. Розглянемо, які палі можуть бути використані для облаштування комбінованого фундаменту, що необхідно враховувати на етапі проектування будинку.
Типи паль
Спочатку як опорні стовпи в пальово-стрічковому фундаменті для будинку використовувався дерев'яний масив. Це були заготовки з поперечним перерізом 250-350 мм, які за необхідності зрощуються за шириною чи довжиною. Нижня частина опор загострюється, її захисту встановлюється так званий «черевик».
Сьогодні поряд з традиційним матеріалом як палі під стрічковий фундамент розглядаються варіанти з металу та бетону. Перші – це заготовки діаметром 250-1000 мм із цільнотягнутих труб. Наконечник виготовляється у вигляді різьблення, щоб простіше було занурювати (закручувати) вироби у ґрунт. Після встановлення опор у землю їхня внутрішня порожнина для надійності заливається цементним розчином.
Монолітні палі можуть бути виготовлені в заводських умовах або безпосередньо на будівельному майданчику. Залізобетонні готові опори з метою збільшення міцності на вигин відливаються із квадратним або прямокутним перетином. Торець, що занурюється, має загострену форму і за аналогією з дерев'яним масивом захищаються «черевиком». Верхня частина для стійкості до ударного навантаження під час монтажу посилюється багатошаровим металевим каркасом.
Для проведення робіт із самостійним зведенням паль використовується бетон із марочною міцністю не нижче М200 В15. Тут попередньо пробурюється свердловина, при необхідності встановлюється сталева обсадна труба. Далі порожнину з армуючим каркасом заливається розчином.
Проектування
Перед початком будь-яких будівельних робіт складається проект. До нього входять план заходів, кошторис на ті чи інші витрати, проводяться різноманітні дослідження та розрахунки. У разі проектування стрічково-пальового фундаменту має бути виконано ряд таких дій:
- Грунт.
Геодезичні дослідження мають на увазі проведення аналізу ґрунту на предмет складу, щільності, наявності та розташування ґрунтових вод. Так визначається несуча здатність ґрунту і з'ясовуються різноманітні ризики, які необхідно виключити.
- Навантаження .
Тут мається на увазі сумарний тиск з боку, наприклад, будинки з газобетону на пальовий фундамент, об'єктів, що його наповнюють, включаючи людей. Також враховуються сніговий покрив, вітрове навантаження.
- Несуча здатність .
Ця властивість розглядається стосовно фундаменту. Важливо, щоб опорна конструкція будинку була здатна витримати усі враховані навантаження. При цьому обов'язково додається до розрахункового плану той чи інший запас.
- Палі .
За результатами обчислень навантаження та несучої здатності фундаменту визначається розмір та кількість опорних стовпів, їх точки розташування. Тут виконується перевірка надійності виконаних інженерних розрахунків. Зокрема, наскільки стійкими будуть обрані палі до горизонтальних зсувів, вертикальних та тиску з боку сезонного руху ґрунту.
- Стрічка .
Тут також проводяться інженерні розрахунки. За їх результатами моноліт повинен у достатній споруді будинку ступеня чинити опір пученню ґрунту, витримувати навантаження з боку будівлі. Тобто одними з головних параметрів є міцність стрічки на вигин і стиск.
На практиці найкращим способом перевірки актуальності інженерних розрахунків є тестовий монтаж паль. Тобто встановлюється обрана опора із дотриманням усіх технологічних вимог та обчислень. Далі готову конструкцію випробовують на надійність за допомогою спеціального обладнання. За результатами заходу до складеного проекту вносяться всі необхідні зміни.
Глибина залягання
У випадку зі палями глибина занурення залежить від пролягання у ґрунті твердих пластів. Для стрічки розглядається три варіанти. Якщо місцевість болотиста або ґрунт сильно пучинистий, то краще звести ростверк над рівнем землі. Поверхневе розташування стрічкового фундаменту на гвинтових палях або незначне заглиблення моноліту є актуальним для будівництва парканів, легких будівель типу гаража, лазні або невеликого дачного будинку. Третій варіант – занурення моноліту на глибину близько півметра. На такому фундаменті можна зводити блочні будинки, зруби в 1-2 поверхи.
Крок між вертикальними опорами
Відстань між опорними точками під стрічковий фундамент можна визначити за допомогою спеціальних формул. Інший варіант – орієнтир на існуючі стандарти. Наприклад, є такі 4 варіанти:
- Суцільний .
Такий підхід є актуальним для зведення навіть легких будинків на слабкому ґрунті. Тут дотримується між опорними точками приблизно 1 метр. При цьому розглядається весь периметр майбутньої будівлі та основні перегородки.
- Кущовий .
У цьому випадку посиленню підлягають зони, які будуть піддаватися навантаженню, що перевищує середнє значення за проектом. Це можуть бути ділянки з камінами, печами, басейном. Так буде знижено ризик просідання фундаменту через нерівномірний тиск на ґрунт.
- Стрічковий .
Тут крок між гвинтовими та іншими палями, наприклад, для будинку з газобетону скорочується до півметра. Такий варіант є актуальним при будівництві будинку із застосуванням важких матеріалів. Наприклад, двоповерховий котедж із мансардою, цегляна будівля або з монолітними стінами. Тут за рівномірність розподілу навантаження на ґрунт та фундамент відповідають перекриття.
- Одиночний .
Тут відстань між палями може досягати 3-х метрів. Розташовуються вони обов'язково по кутах майбутньої легкої будівлі та в місцях перетину несучих стін з перегородками. Приклад будівлі – каркасний будинок.
Надмірно рідкісне або часте розташування паль має свої негативні сторони. Так, якщо встановити недостатню кількість опор, підвищується ймовірність просідання фундаменту або його локального руйнування. Зайві опори - це добре для будови, але кошторис буде з перевищенням оптимальної сумою як на матеріали, так і на витрати.
Порядок проведення монтажних робіт
Незалежно від того, фундамент стрічковий зі пальами планується звести або іншу конструкцію починається робочий процес з нанесення розмітки. Тут важливо все зробити точно відповідно до проекту. Будь-яке відхилення згодом відіб'ється не тільки на рівні опорної частини, але і всього будинку в цілому.
Наступний крок – земляні роботи. Тут потрібно усунути родючий шар ґрунту, викопати траншею під стрічку та сформувати лунки під палі. Важливо виконати роботу з максимальною рівністю по горизонталі та дотриматися проектної глибини. При цьому враховуються підкладки та ущільнений стан ґрунту. Після цього можна приступати до облаштування самого фундаменту.
Установка паль
Захід виконується відповідно до вибраної технології. З металевими заготовками та залізобетонними все просто. Тут використовують спеціалізоване обладнання, техніка. Гвинтові палі також можна встановлювати вручну. Процес трудомісткий, але здійсненний.
Корисне відео
Якщо заплановано виготовлення монолітних опор на будівельному майданчику, під них, як правило, пробурюються лунки діаметром 150 мм. Найчастіше глибина свердловин становить 600 мм. Відстань вибирається під одноповерховий будинок близько 1,5 метрів. При цьому всі кути залишаються обов'язково.
На дно сформованої лунки засипається пісок, який ущільнюється далі. Щоб досягти кращого результату, маса зволожується водою. Для гідроізоляції бетонних елементів стрічкового фундаменту у землі вздовж стінок свердловини розміщується втулка із зшитого ліскою руберойду. Після цього всередину міститься армуючий каркас із металевих стрижнів з поперечним перерізом 10-12 мм.
Між собою арматура має бути попередньо пов'язана. Найчастіше це тонкий прут зігнутий в коло, що оперізує, який приварюється до 4-х горизонтальних елементів. Останні повинні виступати над поверхнею, що проектується, щоб їх зв'язати з каркасом стрічки. Далі конструкція заливається розчином.
Формування монолітної стрічки
Процес влаштування стрічкового фундаменту над палями починається зі збирання опалубки. Для роботи знадобляться опорні бруски та щити. Перші можуть бути з металу та дерева, другі з обрізної дошки, фанери та іншого листового матеріалу. Головне, що все було міцним, так як бетон у сирому вигляді дуже важкий і надають велике навантаження на стінки формуючої конструкції.
З внутрішньої сторони опалубки прокладається поліетиленова плівка. Вона тут виступає в ролі гідроізоляційного прошарку, який захистить дерев'яні щити і перешкоджатиме надмірно швидкій водовіддачі розчину. Додатково буде згодом спрощено процес розбирання опалубки. А матеріал буде чистим та придатним для повторного використання з різною метою.
Армування виконується, як правило, із залізних стрижнів. Діаметр частіше складається 10–12 мм. Існують формули для обчислення поперечного перерізу. Наприклад, при будівництві пальового фундаменту для будинку з газобетону розмір арматури становить 0,1% від поперечної площі стрічки, що проектується.
Зміцнювальний каркас збирається із двох армопоясів для нижньої та верхньої частини моноліту. Між собою вони скріплюються вертикальними дротиками з поперечним перерізом 6-8 мм. Для скріплення використовується в'язальний дріт.
Завершальний етап – заливання створеної конструкції. Технічно правильно виконати захід в один захід, щоб унеможливити подальше розшарування. Марка розчину вибирається М200-М400. У процесі заливання масу необхідно ущільнювати за допомогою спеціального вібратора або багаторазового протикання палицею, арматурою. Після вирівнювання поверхні майбутньої стрічки конструкція підлягає укриттю технічної поліетиленової плівки.
У спеку бетон потрібно періодично змочувати протягом перших днів. У холодну погоду рекомендується вжити заходів щодо утеплення. Опалубка демонтується приблизно за 2 тижні. Подальше будівництво можна розпочинати не раніше, ніж через 28 днів.
Корисне відео
Корисне відео
Ізоляційні заходи
На етапі зведення опорної основи під будівлю перед заливкою можна заздалегідь виконати утеплення та гідроізоляцію стрічкового фундаменту. Для цього простіше використовувати екструдований пінополістирол. Тут достатньо плити укласти вздовж стін опалубки із внутрішньої сторони.
Корисне відео
Висновок
Стрічково-пальовий фундамент - це монолітна конструкція по периметру будівлі, яка локалізовано спирається на металеві або залізобетонні стовпи.
Застосовується стрічковий фундамент зі сваями для будівництва будинків приватного характеру з 1-2 поверхів.
Щодо ґрунту розглядаються будь-які варіанти, включаючи ділянки зі складним рельєфом.
Один з головних недоліків такої опорної конструкції для будинку полягає у неможливості влаштування цокольного поверху або повноцінного підвалу.
Як паль можуть бути використані дерев'яний масив, металеві та залізобетонні заготовки або опори відливаються з бетону безпосередньо у підготовлених свердловинах на будівельному майданчику.
Порядок дій при будівництві стрічково-пальового фундаменту включається таке: проектування (бажано з випробуванням паль), встановлення або підготовка свердловини під палі, складання опалубної конструкції та армуючого каркасу, ізоляція майбутньої стрічки та заливка бетону з періодичним ущільненням.
