Особенности устройства подушки под фундамент

Важность фундамента как конструкции, призванной воспринимать и распределять нагрузку от огромного веса здания, никем не оспаривается. Базовые технологии возведения основания домов тоже известны многим, есть и понимание того, что несоблюдение этих технологий может привести к печальным последствиям. И только один момент всё ещё является спорным и неоднозначным – насколько нужна для фундамента подушка, каковы её функции, для каких типов фундаментов её устройство является обязательной процедурой. Сегодня вы получите ответы на все эти вопросы, а заодно и познакомитесь с тонкостями создания таких слоев в частном домостроении.

Зачем нужна песчаная подушка, укладываемая под фундамент

Принято считать, что главная задача фундамента – не допустить проседания дома вследствие усадки грунта. Это явление характерно практически для всех типов почв. Если бы не было фундамента, как минимум половина домов действительно уже бы развалилась или имела бы трещины, делающие проживание в таком здании опасным и невозможным.

Но фундаментное основание строений имеет и другие защитные функции – например, предотвращает попадание влаги из грунта в подпольное пространство. Разумеется, всё озвученное требует соблюдения «правильной» технологии возведения фундаментов, и частью этой технологии как раз и является устройство так называемой подушки – специальной прослойки, которая играет роль буфера между грунтом и фундаментом. Она не позволяет последнему вдавливаться в почву по мере роста массы здания в ходе ведения строительных работ. Подушка также позволяет приподнять всю конструкцию, уменьшая риск разрушительного воздействия подземных вод и позволяя выполнить более качественную гидроизоляцию фундамента.

Так что вопрос, нужна ли подушка под фундамент, в подавляющем большинстве случаев выглядит не совсем уместно. Что касается того, из каких материалов лучше делать такую прослойку в зависимости от типа основания сооружения и характеристик почвы, то это вопрос, требующий отдельного изучения, и мы этим займёмся, но позже.

Пока же отметим, что в строительстве существует такой термин – «песчаная подготовка». Многие полагают, что это и есть та самая подушка, однако это заблуждение – у неё другие функции, да и толщина такого слоя гораздо тоньше.

Отметим также, что наличие подушки является обязательным для слабых почв, склонных к просадке даже под воздействием осадков. Уплотнённая подушка позволяет превратить основание фундамента из пучинистого в непучинистое, предотвращая неравномерность проседания конструкции. Что касается, формы, состава и размера такого слоя, то они определяются в соответствии с особенностями ландшафта, типа фундамента и характеристик почвы в районе ведения строительных работ.

Рассмотрим, для чего нужна фундаментная подушка из песка (это самый дешёвый и простой в реализации вариант):

• выравнивание основания под фундамент. Земляные работы – самая трудоёмкая операция по возведению фундамента. Независимо от того, каким способом проводились земляные работы, вручную или с помощью строительной техники, дно котлована останется неровным, и именно песчаная подушка позволяет выровнять эти дефекты, обеспечивая тем самым однородность бетонного слоя по толщине по всему периметру здания. Без такой прослойки нельзя сооружать ни плитный, ни блочный фундамент;
• благодаря наличию уплотнённого слоя происходит перераспределение нагрузочных воздействий со стороны надземной части здания. Многие специалисты ставят под сомнение это утверждение, полагая, что равномерность распределения нагрузочных воздействий обеспечивает именно фундамент, а доля подушки в этом невелика. Но все они сходятся во мнении, что наличие песчаного основания позволяет компенсировать давление на грунт, уменьшая способность почвы к вертикальным подвижкам;
• для плитных фундаментов достаточно толстая песчаная подушка (25-35 см.) является прекрасным дренажным слоем. Если его хорошо уплотнить, капиллярные связи будут разрушены и подземным водам путь наверх, к фундаменту, будет заказан;
• следствием способности песчаной подушки эффективно отводить воду является её способность препятствовать таким вредным явлениям, как зимнее пучение почвы. Именно поэтому такой слой считается обязательным для пучинистых почв, придавая им необходимую вертикальную и поперечную устойчивость по всех площади строения.

При устройстве песчаной прослойки необходимо позаботиться о создании эффективной дренажной системы – скапливание воды в песчаном слое, даже качественно уплотнённом, может вызвать его разрушение.

Разновидности подушек под фундамент

Рассмотрев доводы в пользу фундаментной подушки, перейдём к обсуждению особенностей, преимуществ и недостатков её разновидностей.

Песчаная подушка

Как уже отмечалось, это самый популярный вариант, что обусловлено доступностью базового стройматериала и невысокой стоимостью такого решения. Песчаная подоснова в принципе не имеет особых противопоказаний для одноэтажных домов, а таких возводится больше всего.

Для подушки под фундамент нужен крупнофракционный песок, желательно – речной, можно использовать и карьерный, добытый промышленным способом. При расчёте требуемого объёма нужно исходить из того, что при трамбовке теряется примерно 15% материала.

Многие считают песок слишком не самым удачным материалом для подушки, но это не так, у него имеется немало достоинств, требуемых для устройства подобной конструкции:

• у него отличная впитывающая способность, что хорошо как в отношении грунтовых вод, так и для отвода атмосферных осадков;
• пластичность песочной подушки делает её идеальным амортизатором в случае возникновения пучинистых явлений;
• уплотнённый песок заметно увеличивает теплоизоляционные характеристики фундамента;
• наконец, он хорошо трамбуется, в отличие от гравия.

Все эти факторы и обусловили сферу применения такого подоснования:

• лёгкие строения, включая гаражи, бани другие хозпостройки, одноэтажные жилые дома;
• в качестве замены рыхлой почвы на прослойку с большей плотностью;
• при устройстве мелкозаглубленных фундаментов (в этом случае песок будет препятствовать такому явлению, как капиллярный подсос воды из грунта).

Нормы, регламентирующие линейные размеры песчаной подушки для фундамента, во многом зависят от массы/этажности здания, типа и состояния приповерхностного слоя почвы, вида фундамента и материалов, из которых он будет изготавливаться.

Так, для плитного фундамента рекомендуемая толщина песчаного слоя – не более 15 см., если основание свайное или столбчатое – вдвое толще, то есть порядка 30 см., при этом радиус окружности подушки делается на 20 см. больше краёв сай или столбов.

Толщина песчаной подушки на грунтах глинистой структуры ещё больше – до 50 см., при этом песок укладывается послойно (3-4 слоя) с тщательной трамбовкой каждого слоя.

Превышать рекомендуемые размеры не нужно. По мнению специалистов, слишком толстая подложка будет вести себя непредсказуемо в экстремальных условиях, например, ранней весной при таянии обильного снежного покрова.

Если участок характеризуется высоким УГВ, слой песка требуется с обеих сторон изолировать, от воздействия вода с помощью рубероида, геотекстиля или иного современного гидроизоляционного материала, не обязательно рулонного типа.

Гравийная подушка

Чисто гравийная засыпка встречается реже песчаной, хотя такая подушка получается более прочной. Щебень, используемый для такой подушки под фундамент, может быть двух разновидностей, гранитный и гравийный. Гравийную разновидность получают просеиванием речного песка, и именно он считается наиболее подходящим для укладки подушки. Известняковый щебень для этих целей непригодный – в силу слабых эксплуатационных характеристик.

Гравийный щебень дешевле гранитного, у его камней более обтекаемая форма и меньше острых граней, он отличается меньшей способностью всасывать воду, чем песок. Понятно, что и нагрузки он способен выдерживать не в пример больше, поэтому гравийные подушки используются для укладки фундамента массивных малоэтажных построек. Стоимость такого варианта будет примерно вдове выше.

Комбинированная фундаментная подоснова

Подушка для фундамента из смеси щебня и крупнофракционного чистого песка тоже весьма распространена, поскольку по прочности она почти не уступает гравийной и обойдётся намного дешевле.

Требования к отдельным компонентам сохраняются: в случае песка это чистый крупнофракционный материал речного или карьерного происхождения без примесей загрязнителй. Щебень – размером 2-4 см. Такая подушка образуется из чередующихся слоёв, при этом высота песчаной подушки после трамбовки должна быть равной щебневой прослойке.

Сфера использования смешанных подушек – слабонесущие почвы.

Бетонная подушка под фундамент

В индивидуальном строительстве заливка подосновы бетоном встречается редко – этот вариант, несмотря на большую прочность, надёжность и долговечность, обходится слишком дорого и требует значительных трудозатрат.

Технология изготовления бетонной подошвы практически не отличается от той, что используется при устройстве самого фундамента.

Примерный перечень этапов:

• земляные работы;
• устройство песчаной подложки, трамбовка подосновы;
• укладка слоя гидроизоляции;
• заливка бетонной смеси.

После застывания бетона можно приступать к монтажу опалубки, армированию конструкции и прочим работам по устройству фундамента любой разновидности, кроме свайного.

Железобетонная подушка под фундамент

Использование промышленных железобетонных блоков – распространённый способ устройства подосновы в промышленном строительстве, при строительстве многоэтажных зданий. Как правило, они имеют трапециевидную форму и служат опорой для фундаментных блоков.

Но никто не запрещает использовать такие готовые изделия и для частного домостроительства, если планируется возведение двух-трёхэтажных особняков усадебного типа с внушительной площадью основания. В силу большого веса укладка блоков осуществляется с привлечением спецтехники.

Подготовительные работы включают выемку грунта ручным или механизированным способом, выравнивание дна котлована и трамбовку грунта. На слабоустойчивых почвах можно для страховки выполнить песчаную подложку.

Сравнение различных видов фундаментных подушек

По стоимости щебень и песок гораздо дешевле бетона, так что неудивительно, что эти типы материалов, как и их комбинация, являются самыми востребованными. Но было бы ошибкой утверждать, что иных достоинств у них нет:

• подкупает простота укладки этих стройматериалов, что позволяет выполнять весь комплекс работ самостоятельно;
• и песок, и гранитный щебень характеризуются низкой теплопроводностью, обеспечивая хорошую термоизоляцию помещения зимой. Можно даже обойтись без пенополистирольной теплоизоляции, ограничившись использованием песчано-гравийной подложки;
• подушка получается довольно плотной, и это очень хорошо для фундамента;
• в силу упругости такой подушки она позволяет перераспределять нагрузочное воздействие максимально равномерно;
• на торфянистых грунтах именно такая подушка способна впитывать излишки влаги, не давая ей подниматься до фундамента.

Если требуется высокая прочность и надёжность фундамента, используют заливку монолитной «плавающей» плиты. Но утверждать, что плитный фундамент не требует промежуточного слоя, тоже неверно. Как и в фундаменте свайного типа, дополнительный амортизационный слой здесь будет отнюдь не лишним, независимо от типа и состава почвы. Но поскольку сам по себе монолитный фундамент обходится слишком дорого, подушку для него можно выполнить из песчано-гравийной смеси.

Как правильно сделать подушку под разные типы фундамента

Рассмотрим пошаговые инструкции по самостоятельному обустройству фундаментной подушки в зависимости от используемых стройматериалов.

Песчаная подушка

Как мы уже неоднократно отмечали, этот вариант является самым экономным и потому наиболее распространённым, по крайней мере, в частном домостроении. Такая подоснова имеет некоторые недостатки. Но в целом со стоящими перед ней задачами справляется хорошо, обеспечивая оптимальное распределение нагрузки на нижнюю часть строения.

Песок отлично защищает от подмывания дома грунтовыми водами – главное, чтобы он был крупнофракционным и не содержал загрязнений. Что касается размеров, то усреднённый показатель, обеспечивающий оптимальные эксплуатационные свойства – 15-25 сантиметров. Слишком толстая подушка становится аморфной, слишком тонкая прослойка не будет обладать достаточными амортизационными и влагозащитными свойствами.

После укладки и выравнивания слоя песка его трамбуют, желательно виброплитой – такой уплотнение получается самым качественным. Во время трамбовки песок нужно увлажнять, чтобы сохранять его плотность на надлежащем уровне.

Конфигурация песочной фундаментной подушки формируется с учётом УГВ – если он слишком высокий, под слоем грунта, на который укладывается песок, необходимо сделать дренаж, иначе фундамент будет разрушаться под действием воды.

Песок в качестве единственного материала для обустройства подушки используется в следующих ситуациях:

• когда подземные воды не выходят близко к поверхности;
• дом будет возводиться из лёгких стеновых материалов (пенобетон, брус, газобетон, деревянные панели, бревно);
• для малоэтажного домостроительства.

Если любое из условий не соблюдается, отдайте предпочтение другим разновидностям фундаментных подушек.

Песчано-гравийная подушка под фундамент

Этот вариант отличается более высокими прочностными свойствами. Наиболее подходящей считается фракция щебня с размерами 20-40 мм. Процесс укладки предваряется подготовкой поверхности – засыпкой слоя крупнофракционного песка толщиной порядка 15 см. с его последующей трамбовкой. После этого засыпается гравий 25-сантиматровым слоем.

Чтобы щебёночный слой был максимально плотным, с минимальными промежутками между отдельными камнями, его также трамбуют с использованием виброплиты. Поскольку площадь основания должна превышать толщину фундамента, песчано-гравийная подоснова также делается шире фундамента на 35-45 сантиметров.

Сфера использования комбинированной подушки позволяет исключить последние два требования, описанные в предыдущем разделе. То есть на таком основании можно строить и двухэтажные дома, и если основной стеновой материал – кирпич.

Бетонная подушка

Считается, что такое основание для любого типа строений является самым надёжным. Главный недостаток этой разновидности подушек – дороговизна по сравнению с описанными выше разновидностями. Но встречаются и безальтернативные ситуации. Например, если фундамент возводится из блоков ФБС, которые сами по себе обладают значительной массой и используются при строительстве массивных зданий.

Алгоритм создания подушки из бетона/железобетона:

• почва в вырытом котловане выравнивается, укладывается десятисантиметровый слой щебня, для качественного уплотнения которого нужно использовать виброплиту;
• обустраивается опалубка, высота которой должна быть равной толщине бетонной подушки (рекомендуемое значение – 25-30 см.);
• для улучшения прочностных свойств подушки под фундамент производят армирование прутьями диаметров 10 мм.;
• следующий этап – заливка бетона для формирования подушки;
• для получения лучших результатов подушка уплотняется глубинным вибратором;
• для обеспечения надёжного соединения фундамента с подушкой в поверхность бетона вбивают металлические стержни, выступающие на 20-25 см.

В заключение отметим, что игнорирование этапа создания фундаментной подушки редко бывает оправданным шагом. Возможно, с точки зрения среднесрочной перспективы последствия могут быть и минимальными, но ведь любое капитальное здание строится не на 10-20 лет… Так что для исключения возможных рисков лучше подготовить основание для фундамента по всем правилам.