Подушка под фундамент: когда нужна и как сделать

Зачем она нужна

Подложка из песка ― основа фундамента. Обязательно насыпается при закладке сборного ленточного и плитного оснований.

В нее заложено несколько функций:

• Выравнивание дна котлована и траншеи (дает экономию бетонного раствора);
• Уменьшение нагрузки на почву;
• Компенсация подвижек почвы в период весенних паводков;
• Улучшение просадочных, нестабильных грунтов;
• Замена вынутой пучинистой земли с целью увеличения несущей способности (повышается прочность фундамента, сохраняется его целостность, увеличивается долговечность). Применяется при строительстве построек в заболоченной местности с торфяным грунтом;
• Отведение дождевых и талых вод (дренаж);
• Разрушение капиллярных связей, предотвращающее подъем влаги из верхних слоев почвы и проникновение ее в фундамент;
• Защита фундамента от промерзания;
• Обеспечение стабилизации конструкции, уменьшение степени усадки. (Песок противодействует чрезмерному растяжению и сжатию).
• Амортизация фундамента многоэтажных зданий.

Для чего укладывают сыпучий материал

Если коротко ответить на вопрос, всегда ли требуется сделать песчаную подушку под фундамент, ответ будет отрицательным. Сыпучий материал под подошву нужен для выполнения трех функций, о которых рассказано далее.

Фундамент из блоков

Устройство песчаной подушки — мероприятие, доставшееся в наследство от советского времени. Тогда фундамент дома в основном изготавливали из типовых элементов заводского изготовления, фундаментных блоков ФБС. Согласно СП 50-101-2004 для сборной опорной части подготовка из сыпучего материала обязательна.

Для сборного фундамента подушка выполняет роль выравнивающей основы.

Подготовка из песка здесь обоснована тем, что при установке отдельных элементов на грунт основания, имеющий даже незначительные перепады, возможет их перекос. Блоки недостаточно связаны между собой и не могут справиться с неровностями почвы под ними. Отсюда следует, что первой функцией песчаной подушки под фундамент становится необходимость в создании ровной поверхности для установки отдельных элементов. Кроме того, сыпучий материал, в отличие от грунта, имеющегося на участке, легко может подстроиться под форму опорной части здания и предотвратить ее смещение при эксплуатации.

Монолитный бетон заполняет все неровности грунта.

Пучинистые грунты

Морозное пучение — явление, которым испуганы все, кто имеет отношение к строительству или собирается возводить частный дом

Важно разобраться в причинах такой проблемы. Она возникает при одновременном наличии двух факторов:

• вода;
• низкие температуры.

Если исключить хотя бы один из них, пучение не возникает. Особенно склонны к такому явлению глинистые основания. Согласно СП 50-101-2004 подушку из непучинистых (условно) материалов (то есть из крупнозернистого или среднезернистого песка или крупнообломочного материала) требуется предусматривать для фундаментов, устройство которых выполняется на пучинистых грунтах. При этом рассматриваются только незаглубленные или мелкозаглубленные опоры. Таким образом, исключается поднятие воды из почвы к основанию здания, то есть устраняется один из факторов для морозного пучения.

По сути, подушка из песка защищает подошву от поднятия капиллярной влаги, которая может привести не только к пучению, но и к коррозии арматуры. В большинстве случаев такое свойство не актуально, поскольку современные бетонные смеси включают специальные добавки, повышающие стойкость материала к проникновению влаги, и для сохранности арматуры нужен только защитный слой.

https://youtube.com/watch?v=oCBtt4-1d28

Если сделать заглубленный фундамент, опирание которого происходит ниже, чем толщина промерзания почвы, исключается второй фактор для возникновения пучения — температура. Стоит помнить, что почва сама по себе не источник холода, он идет снаружи из атмосферы, поэтому чем глубже расположена подошва дома, тем более высокая температура рядом с ней в зимний период. В этом случае подготовка для защиты от выпора не нужна, поскольку нет причины для чего ее предусматривать. Исключение составляют лишь те случаи, которые предусматривают наличие других причин.

Наличие слабого грунта

Подготовка из песка потребуется, если геология участка включает насыпной грунт. Такое основание имеет рыхлую структуру и крайне не рекомендуется для возведения на нем плитных, ленточных или столбчатых фундаментов. В этом случае потребуется выполнить замену части почвы. В качестве замещающего материала используют песок.

Эта причина приводит к повышению трудоемкости работ. Толщина слоя, которая позволит повысить надежность основания может быть достаточно большой, иногда значения достигают 1,5-2 м. При укладке песок обязательно трамбуется небольшими слоями (15-20 см).

Если обобщить причины, по которым требуется подготовка из песка под фундамент, то можно сказать следующее:

• выравнивание под сборные конструкции;
• устранение капиллярной влаги при недостаточном заглублении подземной части здания в пучинистом грунте (МЗЛФ, мелкозаглубленная плита);
• замена рыхлого, склонного к усадке основания на более прочное.

В остальных случаях она бесполезна, а иногда может быть и вредна:

• если почва на участке плохо пропускает воду (глина), то вся влага будет скапливаться в подготовке из песка как в корыте, что приведет к чрезмерному увлажнению грунта вблизи фундамента;
• песок или гравий не препятствует проникновению через низ паров воды, из-за этого на нижней части подошвы может образовываться конденсат, который негативно влияет на конструкцию.

Нужна ли она

Несмотря на важную и ответственную роль песчаной подушки, нередко звучат доводы против ее использования.

Аргументы, которые приводят противники подсыпки, звучат следующим образом:

• Как бы тщательно ни трамбовался слой песка, некоторая осадка будет присутствовать в любом случае. Чем толще подушка, тем сильнее осадка, которая создает существенную опасность для ленты из-за своей неравномерности. Из-за этого толщину подсыпки ограничивают — она не должна быть больше, чем трехкратная ширина ленты.
• Слой песка, засыпанный в траншею, выкопанную в глинистом грунте, станет аккумулятором для влаги. Глина не выпустит ее из углубления, поэтому необходима качественная дренажная система.
• Слой подушки приходится учитывать при расчете глубины траншеи или котлована, что увеличивает объемы земляных работ и количество вынутого грунта.

Специалисты, имеющие многолетнюю практику, единодушны во мнении, что основной функцией подушки является выравнивание дна траншеи (или котлована). Образовать ровную и горизонтальную площадку одним только рытьем никогда не удается.

Все попытки в этом направлении оборачиваются значительной тратой времени без удовлетворительных результатов, поэтому подсыпка позволяет сократить время подготовки. В отношении дренажа ситуация обычно известна заранее, поскольку гидрогеологическая обстановка на участке анализируется в первую очередь.

Поэтому приоритетная задача подушки — образование ровной и горизонтальной опорной линии на нужном уровне высоты.

Остальные функции песчаной засыпки можно считать дополнительными, хотя и они имеют немалое значение и выполняются вполне эффективно.

Существует несколько вариантов конструкции подушки под ленту:

• Песчаная. Представляет собой слой песка определенной толщины, максимально уплотненный и горизонтальный. Распределяет нагрузку от веса ленты и постройки, обеспечивает отсечку от грунтовых вод, позволяет заменить неподходящий грунт на более стабильный и дешевый речной песок. Используется преимущественно для относительно легких построек, под тяжелые и массивные здания такая подушка не используется.
• Гравийная подушка. Используется слой гравия или щебня, позволяющий значительно увеличить вес постройки. В частном строительстве такой тип подушки используется достаточно широко, поскольку позволяет более плотно утрамбовать слой засыпки и обладает высокой несущей способностью для любых домов. В составе гравийной засыпки песок также присутствует, заполняя полости между более крупными элементами, что делает слой более плотным. Обычно присутствует 60% щебня и 40% песка.
• Бетонная стяжка (подбетонка). Представляет собой слой заливки из бетона меньшей плотности. Наиболее прочный и надежный вариант подушки, обеспечивающий горизонталь и высокую несущую способность. Применяется для самых тяжелых построек, обходится в значительные суммы.

Выбор наиболее подходящего варианта обусловлен весом будущей постройки, особенностями грунта и прочими факторами. Он производится во время создания проекта, при расчетах фундамента.

Песчано-гравийная подушка для фундамента

После полной готовности котлована необходимо переходить к следующему этапу по заложению фундамента – изготовление песчано-гравийной подушки:

Котлован заполняется песком без примесей (глины, мела, извести), так как в дальнейшем они могут дать усадку. Песок нужно засыпать так, чтобы до поверхности грунта оставался промежуток в 20 см. Он необходим для еще одного слоя. Предназначение песчаной подушки – это равномерно распределяемая нагрузка строения на грунт и избегание пучинистого грунта, разрушительно действующего на фундамент.
Песок следует утрамбовать

В случае когда котлован глубокий, засыпать и трамбовать песок нужно в несколько слоев.
На этом этапе работы важно, чтобы все коммуникации были подготовлены. Если газ и электричество можно провести после строительства дома, то водопроводные и сливные трубы должны быть размещены заранее.
Сверху на песок стелется геотекстиль или схожий по своим функциям материал.
На геотекстиль засыпается слой из щебня толщиной до 20 см, чтобы лишняя влага, которая образовывается по всевозможным причинам под плитой, не застаивалась, а быстро уходила, равномерно распределяясь по грунту

Также щебневая подушка позволяет одинаково распределять общую массу строения на фундамент и грунт.
Распределять гравий по песку следует равномерно, при этом нужно следить, чтобы его слой не был выше уровня грунта и соответствовал горизонтальной плоскости. Проконтролировать горизонтальность слоя можно, воспользовавшись нивелиром или гидроуровнем. После этого щебень тщательно утрамбовывается. Если это сделать некачественно, то после строительства дома есть вероятность, что произойдет неравномерная усадка, которая приведет к повреждению фундамента.

Устройство подушки под фундамент

В отличие от песчаной и гравийной подушек во многих случаях бетонная является уширением фундамента. Уширение необходимо, когда ширины стенки фундамента явно не хватает для восприятия веса от строящегося дома. Уширение выполняется как армопояс под стенку фундамента или как башмак под столб.

Устройство подушки

Такое бетонное уширение необходима, чтобы увеличить площадь основания, на которое будет опираться строение всем своим весом. Чем больше площадь, тем основание сможет выдержать больший вес.

Что касается размеров, то толщина такого уширения должна быть не меньше 300 мм, но не больше 400 мм.

Как устраивается такая подушка:

1. На грунт делается засыпка песком или гравием слоем 150-200 мм и трамбуется.
2. Делается опалубка. При выполнении ленты можно обойтись без нее.
3. Проводится гидроизоляция: щебеночное основание проливается горячим битумом. Впрочем, если добавить в бетон Пенетрон Адмикс, гидроизоляция не нужна. Однако следует постелить слой толстого строительного полиэтилена (или 2, если основание было гравийное), чтобы из бетона не уходила вода.
4. Проводится армирование: оно выполняется связанными сетками из стержней диаметр которых не меньше 12 мм. Нижняя сетка должна отступать от низа на 70мм, верхняя от верха — на 30-40мм.
5. Проводится бетонирование: бетон льется в опалубку, уплотняется, разравнивается. Заливку бетона лучше выполнять единоразово, чтобы избежать образования швов. В противном случае нужно выполнить вертикальные отсечки. Поверхность накрывают полиэтиленом, чтобы обеспечить высокую влажность бетона при твердении.
6. Опалубку можно снимать на третий день. Время затвердевания подушки — 28 суток.

Устройство и толщина

Она индивидуальна для каждого проекта, и для правильного расчета следует учитывать несколько факторов:

• Какой тип фундамента планируется использовать.
• Размеры и вес постройки.
• Грунт на котором возводится постройка.
• Глубина промерзания грунта.
• Наличие и близость грунтовых вод к поверхности почвы.

Во многих изданиях сказано, что чем толще песчаная прослойка, тем лучше она противостоит различным деформациям конструкции. Специалисты с этим мнением категорически не согласны.

Для ленточного фундамента

Ленточный фундамент является наиболее распространенным типом основания, используемым при постройке малоэтажных зданий.

Толщина песчаной подушки под фундамент такого типа назначается от конкретных условий строительства. Но, для небольшого строения, как правило, берут среднее значение, равное 15-25 см.

Специалисты рекомендуют, чтобы ширина песчаной подушки была на 10-20 см. больше чем ширина ленты.

Делается прослойка между ленточным фундаментом и грунтом так: на дно траншеи насыпается рекомендованный слой песка и тщательно разравнивается. После чего песок умеренно увлажняется водой для лучшей усадки и последующей трамбовки.

Процесс утрамбовки прослойки лучше всего проводить с помощью виброплиты, но можно это сделать и подручными средствами.

Степень готовности можно определить так: на поверхности не должно оставаться следов от обуви после прохождения взрослого человека. После трамбовки следует этап тщательного выравнивания подушки и укладка на неё слоя гидроизоляции.

Для монолитного фундамента

Устройство песчаной прослойки под такое основание, делается, так же как и в ленточном, но по всей площади котлована.

Чтобы сделать правильную прослойку под такой тип фундамента нужно:

1. Тщательно разровнять дно котлована.
2. Насыпать гравий или щебень толщиной 10-15 см. Этот материал служит для компенсирования малой плотности грунта и его пучинистости.
3. На щебень насыпается слой песка. Для маленькой бани или небольшого коттеджа достаточно слоя в 10 см. Песок поможет равномерно распределить нагрузку от постройки на почву.
4. Следующим этапом устройства будет тщательная трамбовка. Для этого специалисты рекомендуют использовать виброплиту.

Песчаную прослойку перед устройством на ней фундамента, нужно обязательно выровнять и покрыть слоем гидроизоляции, для предотвращения попадания влаги в основу постройки.

Для столбчатого и свайного фундамента

Столбчатый фундамент также требует устройства под ним песчаной прослойки, вернее, песчано-гравийной.

Принцип её устройства такой же, как и для других типов основания зданий: вначале насыпается слой гравия или щебня, после чего, насыпается песок, увлажняется и тщательно утрамбовывается ручной трамбовкой.

Для фундаментов такого типа песчано-гравийная прослойка должна быть толщиной 20-30 см. Кроме того, она должна быть шире столба на 10-20 см. с каждой стороны.

После, на поверхность подушки укладывается рубероид или полиэтилен, для предотвращения впитывания в нее воды из заливаемого бетона.

Выполнение работ

Мы уяснили, нужна ли подушка под ленточный фундамент, какие материалы для этого использовать лучше всего. Теперь остается разобраться, как правильно устроить такое основание своими руками.

С целью выравнивания дна фундаментной траншеи либо котлована, засыпается слой песка или гравия высотой десять сантиметров. В местах, где планируется расширение стен, применяется бетонирование. Этот же вариант с бетонной подушкой используют, когда планируется строительство ленточного фундамента с армированными сваями из блоков ФБС.

Щебневая подсыпка устраивается просто, следует только не забывать, что высота насыпи не должна превышать основание, а параметры ширины будут в два раза больше аналогичного фундаментного размера. Как правило, прослойка из щебня составляет тридцать сантиметров, одна доля из которой приходится на песок.

Выровняв основание, начинаем устраивать подушку. Сначала насыпается слой песка, который проливаю водой и утрамбовывают. По аналогии поступают с гравийным слоем.

Наиболее надежный вариант – бетонная подушка. Процесс ее обустройства занимает много времени, но вполне выполним своими силами. Только следует помнить, что придется потратиться на необходимые материалы. Толщина такой опоры должна превышать параметры фундаменты на тридцать сантиметров.

Засыпка из песка

Такая фундаментная основа является наиболее легким в исполнении и экономичным вариантом, и выбирают ее застройщики, пытающиеся не только сэкономить деньги, но и ускорить процесс строительных работ.

И хоть на первый взгляд такое основание не внушает доверия по надежности, оно довольно хорошо справляется с возложенными на него задачами. Песок под фундаментной основой спасает ее от подмыва и обеспечивает допустимые нагрузочные воздействия на нижнюю ее часть. Сыпучий материал разравнивается и трамбуется виброплитой, периодически поливаясь водой.

Если почва слабонесущая, в дополнение к песку применяется гравий

Подобного рода подготовительные мероприятия практически исключают усадку фундаментного основания, и здесь очень важно правильно выполнить трамбовку

Устройство щебневой подушки

Перед тем, как засыпать этот материал, устраивают песчаный слой высотой до пятнадцати сантиметров, который выравнивается и уплотняется. После этого насыпают щебенку, размеры камней которой составляют 2 – 2.5 см, и тоже утрамбовывают. Щебеночный слой должен составлять двадцать – двадцать пять сантиметров.

Во время работы необходимо следить чтобы камни плотно ложились друг возле друга, заполняя все пустотные участки. Чтобы выполнить этот процесс, придется задействовать виброплиту, которая гарантированно поможет создать нужную плотность.

Устройство фундаментной основы будет начинаться со щебеночного слоя, поэтому высота подушки должна достигать нулевого уровня. Такая подложка под ленточную фундаментную основу позволяет сооружать объекты из любых материалов.

Бетонная подушка

Теперь разберемся, как смонтировать площадку из бетонного раствора. Такая конструкция имеет только один негативный момент – стоит достаточно дорого по сравнению с другими вариантами, а все остальное в данном проекте – сплошные преимущества.

Для начала необходимо отметить, что основание получится выносливым, если соблюдать технологический процесс, который выглядит следующим образом:

• строительная площадка очищается от растительности и другого мусора;
• почва выравнивается;
• насыпается слой щебенки, высота которого составляет десять сантиметров;
• выполняется трамбование;
• по всему периметру подушки монтируется опалубочная конструкция;
• вся площадка перед заливкой раствора армируется стальными прутьями;
• заливается бетонная смесь, марка которой определяется с учетом массы будущего объекта;
• раствор тщательно трамбуется глубинными вибраторами;
• до полного набора прочности конструкции потребуется не менее четырех недель.

Основа под строительство объекта получается идеальной, но требует значительных денежных расходов.

Расчет количества материала для обустройства подушки из щебня

Чтобы определить расход сыпучего материала, необходимо знать объем подложки и вес задействованной фракции. Этот показатель можно посмотреть либо в сертификате качества, либо использовать общее усредненное значение. Последнее составляет 1450 килограммов на кубический метр. Одна тонна щебня заполняет собой объем, равный 0,67 кубических метров. Достаточно разделить объем подушки на этот параметр. Результатом становится нужное количество щебня.

Если есть возможность узнать точный вес фракции, расчеты будут более точными. Кроме того, необходимо учитывать и то, что подушка чаще всего обустраивается комбинированной, а, значит, часть объема займет речной песок. Его расход увеличится при замене верхних слоев проблемного грунта. Сыпучие материалы лучше заказывать с запасом в 10-20 процентов. Иначе потом придется производить дополнительную закупку. Не следует забывать и о том, что щебень используют и для фундамента, поэтому его потребуется больше, нежели просто для подушки.

Где можно встретить ленточные фундаменты?

Он используется при сооружении домов всех типов и высотности. Монолитный фундамент – это одна из немногих конструкций, способная выдержать массу бетонных и кирпичных несущих стен, но закладывать его нужно значительно ниже глубины промерзания грунта.

Также он используется в плотных и пучинистых грунтах с высокой влажностью или наличием подземных грунтовых вод. Для долговечной службы и для препятствования проникновения воды внутрь конструкций, в частности, в подвал, используется также дренаж.

Сделать его своими руками не составит труда, но нужно знать и понимать технологию и правила строительства дренажной системы, особенно при строительстве на пучинистых грунтах.

Наиболее эффективный способ нейтрализовать побочные эффекты от воздействия грунта – использовать монолитные бетонные конструкции, жестко соединенные между собой арматурой и бетонным раствором.

Такой фундамент – это оптимальное и, пожалуй, единственно правильное решение при строительстве тяжелых каменных и бетонных домов на слабых грунтах. Это единственный тип фундамента, который используется при обустройстве подвалов и цокольных этажей, расположенных ниже уровня поверхности грунта.

Есть два ключевых вида ленточных фундаментов:

• Незаглубленный фундамент. Он используется при строительстве частных домов с высотой в несколько этажей.
• Заглубленный фундамент с глубиной залегания до 1,5 метра. Эта конструкция незаменима при возведении больших и массивных зданий, а также высотных конструкций.

Разновидности ленточных фундаментов, включая песчаную подушку.

Ленточный фундамент практически всегда используется на песчаных и глинистых пучинистых почвах, которые подвержены сезонным смещениям. Если его использовать на грунтах, насыщенных водой, тогда максимально допустимая высота здания не должна превышать несколько этажей, а конструкция должна быть рамного типа с жесткими соединениями всех несущих блоков.

Виды

Существует несколько вариантов конструкции подушки под ленту:

• Песчаная. Представляет собой слой песка определенной толщины, максимально уплотненный и горизонтальный. Распределяет нагрузку от веса ленты и постройки, обеспечивает отсечку от грунтовых вод, позволяет заменить неподходящий грунт на более стабильный и дешевый речной песок. Используется преимущественно для относительно легких построек, под тяжелые и массивные здания такая подушка не используется.
• Гравийная подушка. Используется слой гравия или щебня, позволяющий значительно увеличить вес постройки. В частном строительстве такой тип подушки используется достаточно широко, поскольку позволяет более плотно утрамбовать слой засыпки и обладает высокой несущей способностью для любых домов. В составе гравийной засыпки песок также присутствует, заполняя полости между более крупными элементами, что делает слой более плотным. Обычно присутствует 60% щебня и 40% песка.
• Бетонная стяжка (подбетонка). Представляет собой слой заливки из бетона меньшей плотности. Наиболее прочный и надежный вариант подушки, обеспечивающий горизонталь и высокую несущую способность. Применяется для самых тяжелых построек, обходится в значительные суммы.

Выбор наиболее подходящего варианта обусловлен весом будущей постройки, особенностями грунта и прочими факторами. Он производится во время создания проекта, при расчетах фундамента.

Песчано-гравийная подушка под фундамент

Такая подушка более прочная и надёжная, чем ее предшественник. Для её формирования применяется щебень с фракциями 2-4 см. Перед его укладкой необходимо подготовить поверхность, на которую нужно уложить сначала более мелкий сыпучий материал, к примеру, тот же песок (наиболее подходит речной песок с крупными фракциями), слоем толщиной 10-15 см. Затем сверху насыпается щебень слоем толщиной 20-25 см.

Необходимо стремиться придать материалу максимальную плотность. Нужно свести к минимуму свободное пространство между отдельными частицами. Этого, опять же, позволяет достичь виброплита. Площадь основания должна быть немного больше площади фундамента, потому рекомендуется песчано-гравийную подушку делать шире на 30-40 см ширины самого фундамента.

Щебёночная подушка подходит для строительства частных домов, имеющих 2 и более этажей, в том числе из довольно тяжёлых материалов, таких как кирпич.