Как правильно сделать подушку под фундамент

Зачем она нужна?

В общем случае, подушка под фундамент для дома является его основанием, укладываемым на грунт перед возведением основной конструкции. Она формируется на дне котлована или траншеи и необходима для любого типа фундамента (ленточный, плитный, столбчатый).

Основные функции и для чего нужна подушка:

1. Выравнивание поверхности котлована. Оно позволяет сформировать горизонтальную площадку, что особенно важно при заливке бетона, т.к. любые неровности и уклоны ведут к значительному перерасходу материала.
2. Амортизирующая функция. Подушка принимает на себя, как нагрузки сверху от веса всего сооружения, так и нагрузки снизу, вызванные подвижкой (вспучиванием) грунта, уменьшая их. Она более равномерно распределяет нагрузки.
3. Изменение свойств верхнего слоя грунта. Подушка фактически заменяет его, что особенно важно для слабых и высокопучинистых грунтов.
4. Обеспечение дренажа. Подушка не позволяет влаге достигать фундамента, оставляя ее внутри себя. Кроме того, она обеспечивает отвод осадочной и паводковой воды.

Подушка является обязательным элементом конструкции, которая уменьшает риск проседания и деформации фундамента, сглаживает негативное воздействие почвы, делая фундамент менее восприимчивым к проблемным грунтам.

Зачем нужна подушка под фундамент

Схема структуры подушки одного из видов фундамента
Она используется как отличная природная гидроизоляция подошвы и препятствует поступлению воды внутрь подпола. Как правило, такие строительные элементы не армируют, кроме блок подушек. Зачем еще она нужна:

1. Она создает прочную и надежную поверхность под нижней кромкой несущего основания.
2. Блокирует грунтовые воды, препятствует их поднятию выше допустимого уровня, это первичный слой гидроизоляции.
3. Обеспечивает ровную крепкую основу без просадки.
4. Фундамент на песчаной подушке более устойчивый к пучинению почвы, а также практически не восприимчивый к небольшим сезонным подвижкам почвы.

Бетонная подушка выдерживает огромные нагрузки, а если еще и использовать армирование, тогда она способна выдержать вертикальные и горизонтальные сейсмические сдвиги небольшой мощности.

Виды

Фундаментные подушки проектируются в соответствии с ГОСТами и СНиПами. В зависимости от применяемых материалов выделяется несколько основных разновидностей.

Песчаная

Песок эффективно гасит нагрузки и впитывает влагу. С его помощью легко выравнивается дно котлована даже большой площади. Основные преимущества: низкая стоимость, доступность, пониженная теплопроводность, не подвержен вспучиванию. Такая подушка признается самым дешевым вариантом. Недостатки: проседание под большим весом, размывание при значительном объеме воды. Применение песчаной подушки ограничивается одноэтажными строениями. Она не подходит при высоком расположении грунтовых вод.

Щебеночная

Основное преимущество щебня – повышенная прочность. Он способен выдерживать большие нагрузки и распределять их равномерно по всей площади. Наибольшей прочностью обладает гранитный щебень. Недостатки: слой пропускает через себя влагу, а неровная поверхность ведет к перерасходу бетона.

Двухкомпонентная смесь

Часто возникает вопрос: в качестве подушки под фундамент использовать песок или щебень? Ответом служит объединение двух этих материалов. Песчано-щебеночная (песчано-гравийная) подушка позволяет использовать основные преимущества песка и щебня (гравия), компенсирую недостатки. Она имеет повышенную прочность, позволяет выравнивать поверхность, эффективно компенсирует нагрузки. Такие смеси наиболее часто применяются в частном домостроении.

Бетонная

При строительстве многоэтажных зданий на первый план выходит обеспечение высокой прочности основания. Для возведения ленточного фундамента широко применяются специальные, железобетонные блоки марки ФЛ. Они изготавливаются из высокопрочного бетона плотностью не менее 2500 кг/куб.м. Такая подушка способна взять на себя огромные нагрузки и компенсировать реакцию вспучивания. Главные недостатки: высокая стоимость и необходимость использования грузоподъемной техники. В основном блоки ФЛ применяются при строительстве многоэтажных жилых и производственных объектов. В частном строительстве применяются редко.

Песчаная подушка под фундамент

Выбор типа подушки производится с учетом назначения сооружения, его веса и размера, состава и особенностей поведения грунта, уровня залегания грунтовых вод.

Противопучинистая

Большую проблему для фундамента создают пучинистые грунты. Они отличаются тем, что при замерзании расширяются более, чем на 1%, что создает значительные выдавливающие нагрузки. К таким грунтам относятся глины, суглинки и супеси, в порах которых надежно удерживается вода, расширяющаяся при замерзании.

На пучинистых почвах особо необходима замещающая функция подушки. Она должна формироваться из непучинистых материалов. Рекомендации по созданию противопучинистых подушек заложены в СП 50-101-2004 и ВСН 29-85. Их основной задачей становится замена пучинистого грунта на непучинистый в основании фундамента.

ВСН 29-85 (п.3.3) допускает использование для этих целей смеси из песка крупной и средней фракции, мелкого щебня и котельного шлака. Обычно толщина слоя составляет 30-40 см. Важно, не допустить содержание глины в компонентах подушки.

Основные характеристики

Главным документом, регламентирующим изготовление, приемку и использование этих конструкций является ГОСТ 13580 85. Во время создания чертежа здания учитывают некоторые ограничения. В госте на фундаментные подушки указано, что:

1. Уровень расчетной сейсмичности региона, где планируют применять допустим в 9 баллов.
2. Подземная вода или почва может содержать химические компоненты, оказывающие разрушающее действие на структуру бетона.
3. Использовать бетонные подушки при показателях температуры ниже 40°С разрешено, если были применены дополнительные меры для их защиты.

Фундаментные подушки ЖБИ, изготовленные согласно государственному стандарту, отличаются трапецеидальным сечением. Верхняя часть более узкая, на нее опираются стены фундамента, например, под ФБС блоки.

Во время установки блоков на фундаментную плиту желательно предусмотреть перевязку вертикальных швов. Допустимо смещение элементов не больше, чем на 250 мм.

Во время покупки изделий под фундаментную плиту, необходимо проверять, насколько они соответствуют требованиям:

1. Класс бетона плит должен составлять В10-В25, где последнее значение – максимальное.
2. Для изготовления арматурной сетки использовали сталь классов А400 и Bpl.
3. На каждом изделии находятся монтажные петли, расположенные в соответствии с государственным стандартом.
4. Размеры подушек ФЛ могут отклоняться от нормы не более, чем на 5-10 мм.
5. Во время отгрузки блоков из завода важно, чтобы прочность бетона уже достигла 70%.

Также ведется учет несущей способности изделий. Ее точную величину при необходимости может сообщить производитель.

Без этих блоков не обойтись, если:

1. Необходимо создать большую конструкцию с обширным подвалом.
2. Плотность несущих стен на высоком уровне. Подушку устанавливают под фундаментные блоки большого веса.
3. Если дом содержит перегородки из железобетона большого размера и массы и необходима надежная опора для них.

Изготовление всех блоков должно осуществляться только с применением качественного бетона.

После производства подушки проходят технический контроль. Для проверки характеристик применяют лабораторные и визуальные методики контроля. Выполняют выборочную проверку категорий поверхности, измеряют ширину и точность. Также осматривают, насколько правильно нанесено обозначение, присутствуют ли закладные элементы и страховочные проушины.

Контроль проводится для проверки габаритов, прочности, наличия слоя защиты, состояния арматуры и закладных деталей, водонепроницаемости.

Производители фундаментных подушек серии ЖБИ наносят маркировку. В ней зашифрованы размеры, максимально допустимое давление и уровень влажности.

Какой выбрать песок?

Засыпка песчаной подушки производится согласно СНиП 52-01, СП 50-101-2004 и СП 52-101-2013. Выбор песка обусловлен задачами, которые ставятся перед этим слоем.

Прежде всего, он нужен для создания непучинистого слоя, а потому не должен содержать глиняных примесей. Кроме того, пылевые и мелкозернистые фракции легко вымываются и мигрируют в грунт, что также не допускает применения в качестве подушки.

При выборе песка по происхождению следует учитывать такие нюансы:

1. Карьерный песок содержит неконтролируемое количество камней и глины. Его можно использовать только после тщательного просеивания и промывки.
2. Речной песок наиболее очищен от примесей естественным способом.
3. Морской песок требует двойной обработки – удаление примесей и гидромеханическая очистка. После обработки он признается одним из лучших материалов.
4. Дробленый песок. Он имеет повышенную стоимость, т.к. изготавливается путем измельчения горных пород. В то же время, он имеет наибольшую прочность.

По структуре для фундаментной подушки наиболее подходит средне- и крупнозернистый песок по ГОСТ 8736-93. Размер зерен может находиться в пределах 0,3-2 мм, а плотность – 2,0-2,7 г/куб.см.

Песчаная подушка засыпается на дно траншеи (котлована) толщиной 20-50 см. в зависимости от структуры грунта, заглубления фундамента и влажности.

Обязательное требование – тщательное уплотнение слоя. Для этого засыпку осуществляют слоями по 10-12 см с проливанием водой и трамбованием. Желательно использовать виброинструмент.

Наиболее часто подушка изготавливается из песчано-щебеночной или песчано-гравийной смеси. В ней применяется щебень (гравий) мелкой и средней фракции размером до 5-6 мм.

Какие бывают подушки для фундамента

Блочное основание на песчаной подушке
Учитывая, что устройство любой подушки под фундамент приблизительно одинаковое, существует несколько их видов, которые отличаются конструкцией и материалом наполнения:

1. Песчаная подушка под фундамент. Она делается с речного просеянного песка, также тут может использоваться как наполнение мелкий гравий. Такая подушка имеет толщину 25-30 см, дополнительно смачивается водой и трамбуется.
2. Щебеночная подушка для фундаментов. Она отличается массивностью, толщиной и устройством, ведь делается из щебня средней и мелкой фракции, а песок тут используется как фильтр.
3. Бетонная подушка под фундамент. Тут используются готовые бетонные блоки, положенные непосредственно на дно траншеи или котлована. Все блоки соединяются между собой армированием, бетонным раствором и дополнительно с двух сторон покрываются гидроизоляцией. Как правило, такая подушка для фундамента больше практикуется для массивных больших зданий, ведь она тяжелая и толщина рассчитывается в каждом случае индивидуально.

Также можно предусмотреть армирование подушки и фундамента одновременно, а это еще больше увеличит прочность такой конструкции.

Размеры: ширина, высота, толщина

Для того чтобы подушка удовлетворяла всем предъявляемым требованиям необходимо правильно выбрать ее размеры – ширина, длина, толщина. Они зависят от строения самой подушки, несущей способности и пучинистости грунта, типа фундамента и массивности строения.

Ширина и длина подушки определяется размерами фундамента. В случае ленточного фундамента засыпка проводится по всей длине траншеи, при этом ширина полосы должна превышать толщину фундаментной ленты минимум на 7-10 см с каждой стороны. Минимально допустимая ширина засыпки составляет 25 мм.

Когда возводится плитный фундамент, подушка формируется по всей площади дна котлована. Размеры ее должны превышать размеры плиты на 15-20 см во все стороны. Для столбчатых опор размер подушки превышает основание столба на 20-25 см.

Правильный выбор толщины компенсационной подушки особенно важен при планировании мелкозаглубленного ленточного фундамента. Он закладывается выше глубины промерзания грунта, а потому наиболее заметно реагирует на пучинистость.

В расчете закладываются такие пропорции:

• при ширине бетонной ленты до 65 мм – Н=1,2В (где Н – толщина подушки, В – ширина ленты);
• при ширине фундамента в пределах 70-95 мм – Н=1,15В;
• при ширине до 100-125 мм – Н=1,1В.

При ширине бетонной ленты свыше 125 мм считается, что необходимости в компенсационном слое нет. Подушка засыпается только для выравнивания поверхности и с дренажной функцией. В таком случае достаточно иметь слой 25-40 см.

Если исходить из указанных рекомендаций, то при ширине фундамента 50 см необходима подушка толщиной 60 см. Именно такая толщина обеспечит надежную защиту при вспучивании. При этом подушка обычно выполняется из песчано-щебеночной смеси. Содержание в ней песка должно быть не менее 30%.

Устройство

Подушка под фундамент имеет достаточно простую конструкцию, что дает возможность изготавливать ее своими руками. Можно рассмотреть типовую схему полноценной, комбинированной подушки, которая подходит для достаточно тяжелых сооружений и слабых грунтов.

Технология изготовления описывается следующей схемой:

1. Рытье траншеи (котлована).
2. Выравнивание и уплотнение поверхностного слоя грунта на дне траншеи. Таким образом формируется плотное основание.
3. Укладка геотекстиля. Такое полотно не нарушает циркуляцию влаги, но предотвращает миграцию песка в грунт (вымывание).
4. Засыпка песочного слоя из крупнозернистого кварцевого песка. Он засыпается слоями с увлажнением и трамбованием. Минимальная толщина песочного слоя 20-25 см.
5. Засыпка щебня или гравия размером до 5 мм. Толщина слоя составляет 15-20 см. Этот элемент подушки повышает прочность и увеличивает стойкость к продавливанию. Слой тщательно утрамбовывается.
6. Укладка гидроизоляции. Она выполняется из рубероида или толстой полимерной пленки. Гидроизоляция должна укрывать всю поверхность подушки без зазоров. На стыках обеспечивается нахлест порядка 15-20 см.

При изготовлении плитного фундамента рекомендуется упрочить подушку дополнительным элементом – бетонной подготовкой или подбетонкой. Он не только повышает надежность основания, но и помогает снизить расход раствора при основной заливке бетона. Выполняется подбетонка путем заливки, так называемого, «тощего» раствора из бетона низкого класса (до В12,5).

Как залить?

Раствор заливается непосредственно на щебеночный слой после его трамбования. Толщина бетонной подготовки составляет 6-8 см. После заливки необходима выдержка в течение 15-20 суток для полного отвердения материала. Затем на него накладывается гидроизоляция.

Важным этапом изготовления подушки, о котором не следует забывать, является выравнивание ее по горизонтали и контроль горизонтальности.

Надо учитывать, что даже небольшой уклон в любую сторону ведет к существенному перерасходу бетона при основной заливке и удорожанию фундамента. Контроль горизонтальности осуществляется с помощью строительного уровня.