Фундамент ленточный

Ленточный фундамент — это замкнутый контур из железобетона, бетона, бутобетона или других материалов, проходящий под всеми несущими стенами здания и предназначенный для передачи нагрузки от строения на грунт основания. Относится к классу мелкозаглубленных или заглубленных фундаментов и является одним из наиболее распространённых типов оснований в малоэтажном и промышленном строительстве благодаря сочетанию надёжности, технологичности и относительно невысокой стоимости.

История

Прообразы ленточных фундаментов известны с древности. В Древнем Риме и Древней Греции под стенами каменных зданий устраивали сплошные каменные или кирпичные ленты, заглублённые в грунт. В средневековой Европе фундаменты под каменные замки и соборы часто выполнялись в виде широких бутовых лент, уложенных на глиняный или известковый раствор.

Массовое распространение ленточных фундаментов в современном виде началось в XIX веке с развитием промышленного производства цемента и железобетона. В 1854 году французский садовник Жозеф Монье запатентовал железобетонные конструкции, что впоследствии позволило создавать армированные фундаменты. В России первые железобетонные фундаменты начали применяться в конце XIX — начале XX века при строительстве промышленных зданий и доходных домов.

В советский период ленточные фундаменты стали типовым решением для массового жилищного строительства. Были разработаны унифицированные серии сборных железобетонных блоков (ФБС — фундаментные блоки стеновые) и подушек (ФЛ — фундамент ленточный), что позволило значительно ускорить и удешевить возведение оснований.

Классификация

Ленточные фундаменты классифицируются по нескольким признакам.

По глубине заложения

• Мелкозаглубленные — закладываются на глубину 0,3–0,7 м от поверхности земли, выше глубины промерзания грунта. Применяются для лёгких зданий (деревянных, каркасных, из газобетона) на непучинистых или слабопучинистых грунтах. Требуют устройства утеплённой отмостки и дренажа.
• Заглубленные — закладываются ниже глубины промерзания грунта (обычно на 1,5–2,5 м). Используются для тяжёлых каменных и кирпичных домов, а также на пучинистых грунтах. Обеспечивают устойчивость к морозному пучению.

По способу изготовления

• Монолитные — бетонная смесь укладывается непосредственно в опалубку на строительной площадке. Обеспечивают высокую прочность и целостность конструкции, но требуют времени на твердение бетона (до 28 суток для набора проектной прочности).
• Сборные — собираются из заводских железобетонных блоков (ФБС) и подушек (ФЛ). Монтаж осуществляется быстро, но швы между блоками могут стать слабым местом, особенно на пучинистых грунтах. Требуют обязательного армирования по верху (армопояс).
• Сборно-монолитные — комбинированный вариант: подушки выполняются монолитными, а стены — из блоков, или наоборот.

По материалу

• Железобетонные — наиболее распространённый тип. Армируются стальными стержнями, что позволяет воспринимать изгибающие и растягивающие нагрузки.
• Бутобетонные — из бетона с включением крупных камней (бута). Используются в регионах, где бут является доступным местным материалом.
• Кирпичные — из полнотелого керамического кирпича. Применяются редко, в основном для небольших построек на сухих непучинистых грунтах. Менее долговечны, чем бетонные.
• Бутовые — из природного камня (бут) на известковом или цементном растворе. Трудоёмки, но эстетичны и долговечны.

По форме поперечного сечения

• Прямоугольные — простейшая форма, используется для мелкозаглубленных фундаментов под лёгкие стены.
• Т-образные (с подушкой) — имеют расширенную нижнюю часть (подушку), что увеличивает площадь опоры и снижает давление на грунт. Наиболее распространённый тип для заглубленных фундаментов.
• Ступенчатые — применяются на участках с перепадом высот или при большой глубине заложения.

Устройство и конструктивные элементы

Ленточный фундамент состоит из следующих основных частей:

• Подошва — нижняя расширенная часть (подушка), передающая нагрузку на грунт. Ширина подошвы определяется расчётом исходя из несущей способности грунта и нагрузки от здания.
• Стена (лента) — вертикальная часть фундамента, возвышающаяся над подошвой. Высота стены зависит от глубины заложения и высоты цоколя.
• Арматурный каркас — пространственная конструкция из продольных и поперечных стальных стержней, обеспечивающая прочность на изгиб и растяжение. Диаметр арматуры и шаг её установки рассчитываются проектом.
• Гидроизоляция — защита фундамента от грунтовой влаги. Выполняется из рулонных материалов (рубероид, наплавляемые мембраны), обмазочных составов (битумные мастики) или проникающих составов.
• Утепление — теплоизоляция наружной поверхности фундамента и отмостки, предотвращающая промерзание грунта и снижающая теплопотери. Используются экструдированный пенополистирол (ЭППС) или пенополиуретан.
• Дренаж — система труб, укладываемых вокруг фундамента на уровне подошвы, для отвода грунтовых вод. Обязателен на участках с высоким уровнем грунтовых вод (УГВ).

Применение

Ленточные фундаменты применяются для зданий и сооружений различных типов:

• Малоэтажные жилые дома (до 3 этажей) — коттеджи, таунхаусы, дачи. Являются наиболее распространённым типом фундамента в индивидуальном строительстве.
• Промышленные здания — цеха, склады, ангары. Для тяжёлых конструкций используются заглубленные ленточные фундаменты с мощным армированием.
• Здания с подвалами и цокольными этажами — ленточный фундамент в этом случае выполняет функцию стен подвала.
• Ограждения, заборы, подпорные стены — мелкозаглубленные ленточные фундаменты.
• Хозяйственные постройки — гаражи, бани, сараи.

Достоинства и недостатки

Достоинства

• Высокая несущая способность — способен выдерживать значительные нагрузки от тяжёлых стен и перекрытий.
• Возможность устройства подвала — фундамент одновременно служит стенами подземного этажа.
• Устойчивость к пучению — при правильном заглублении и утеплении фундамент не деформируется при морозном пучении грунта.
• Технологичность — отработанные технологии строительства, доступность материалов и оборудования.
• Долговечность — при качественной гидроизоляции срок службы железобетонного фундамента составляет 50–100 лет и более.

Недостатки

• Высокая трудоёмкость — значительные объёмы земляных работ, особенно при заглубленном варианте.
• Большой расход материалов — бетон, арматура, опалубка требуют существенных затрат.
• Сложность ремонта — усиление или замена повреждённого участка фундамента затруднительны.
• Чувствительность к качеству грунта — на слабых, торфяных или насыпных грунтах ленточный фундамент может быть неэффективен.
• Необходимость гидроизоляции и утепления — без этих мероприятий фундамент быстро разрушается от влаги и мороза.

Расчёт и проектирование

Расчёт ленточного фундамента выполняется на основе инженерно-геологических изысканий участка и данных о нагрузках от здания. Основные этапы:

1. Определение характеристик грунта — тип, плотность, несущая способность, уровень грунтовых вод, глубина промерзания.
2. Сбор нагрузок — вес стен, перекрытий, кровли, снеговой и ветровой нагрузки, полезной нагрузки (мебель, оборудование).
3. Расчёт ширины подошвы — исходя из несущей способности грунта и суммарной нагрузки.
4. Расчёт глубины заложения — с учётом глубины промерзания и типа грунта.
5. Армирование — подбор диаметра, количества и расположения арматурных стержней.
6. Проверка на устойчивость — против опрокидывания, сдвига, морозного пучения.

Проектирование ленточных фундаментов регламентируется строительными нормами и правилами (СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений», СП 50-101-2004 и др.).

Технология строительства

Последовательность работ при возведении монолитного железобетонного ленточного фундамента:

1. Разметка участка — вынос осей фундамента на местность.
2. Земляные работы — рытьё траншеи (для мелкозаглубленного) или котлована (для заглубленного) с помощью экскаватора или вручную.
3. Устройство песчано-гравийной подушки — уплотнение слоя песка и щебня толщиной 20–40 см для выравнивания основания и дренажа.
4. Монтаж опалубки — установка щитов из досок, фанеры или металла, фиксация распорками и стяжками.
5. Армирование — вязка арматурного каркаса, установка фиксаторов для обеспечения защитного слоя бетона.
6. Бетонирование — укладка бетонной смеси с вибрированием для удаления воздушных пустот.
7. Уход за бетоном — увлажнение, укрытие плёнкой, защита от дождя и мороза в период твердения.
8. Распалубка — снятие опалубки после набора бетоном распалубочной прочности (обычно через 3–7 дней).
9. Гидроизоляция и утепление — нанесение гидроизоляционных материалов и теплоизоляции.
10. Обратная засыпка — засыпка пазух фундамента грунтом с послойным уплотнением.

Интересные факты

• Самый длинный в мире ленточный фундамент, по некоторым данным, был заложен под Великую Китайскую стену — её основание местами уходит в землю на несколько метров.
• В сейсмоопасных районах ленточные фундаменты дополнительно армируют и связывают с монолитным ростверком, а также усиливают антисейсмическими поясами.
• В современном строительстве всё чаще применяются несъёмные опалубки из пенополистирола, которые одновременно выполняют функцию утеплителя.
• Ленточный фундамент может быть устроен не только под стенами, но и под колоннами — в этом случае он называется ленточно-столбчатым.

Источники

• СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*»
• СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений»
• СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты»
• Учебник «Основания и фундаменты» под редакцией М. В. Берлинова, 2018
• Справочник проектировщика «Основания, фундаменты и подземные сооружения» (Москва, 2016)