Фундамент частного дома — это ключевая несущая часть всей конструкции, от надежности которой зависит долговечность здания. Устройство бетонного основания требует поэтапной и грамотной подготовки: необходимо вырыть котлован, установить опалубку, приготовить или приобрести готовую бетонную смесь и провести заливку с соблюдением всех технологических норм.
Выбор марки бетона для фундамента
Подбор подходящей марки бетона зависит от множества факторов:
- проектной массы будущего строения;
- несущей способности грунта на участке;
- уровня залегания грунтовых вод;
- наличия подвала или полноценного цокольного этажа.
Как правило, чем выше марка бетона, тем выше его плотность, а значит — и прочность, при условии соблюдения технологии приготовления и температурного режима при застывании. Плотность бетона напрямую влияет не только на его прочностные характеристики, но и на такие важные свойства, как морозостойкость и водонепроницаемость. Чем меньше пор в структуре бетона, тем меньше влаги он пропускает. А чем меньше влаги проникает внутрь материала, тем устойчивее он к перепадам температур.
Морозостойкость бетона определяется его способностью выдерживать циклы замораживания и оттаивания. При наличии влаги в порах она кристаллизуется, расширяется и со временем разрушает структуру. Поэтому чем меньше пористость, тем выше морозостойкость бетона и тем дольше он сохраняет эксплуатационные качества.
Если в проекте предусмотрен подвал или цоколь, требуется использовать бетон максимально возможной плотности, чтобы исключить проникновение влаги через стены. При этом в конструкциях, где бетон изолирован от прямого контакта с грунтом за счет эффективной гидроизоляции, допустимо применение менее плотных марок.
Для наглядного понимания соотношения марки бетона, его плотности, водонепроницаемости и морозостойкости рекомендуется ознакомиться с обобщенными техническими характеристиками, представленными в таблице.
| Марка | Класс | Морозостойкость (F) | Водонепроницаемость (W) | Подвижность (П) | Назначение |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 | B7,5 | 100 | 4 | П2 | Низкие показатели прочности и водонепроницаемости. Используется для хозяйственных построек (печи, гаражи, сараи). |
| 150 | B10, B12,5 | 100 | 4 | П2 | Лёгкий фундамент, садовые дорожки, пешеходные площадки. |
| 200 | B15 | 200 | 6 | П2, П3 | Для армопоясов, плит перекрытия, щитового строительства. |
| 250 | B20 | 200 | 6 | П2, П3 | Фундаменты домов до 3 этажей. Низкая пористость. |
| 300 | B22,5 | 300 | 8 | П2, П3, П4 | Для зданий до 5 этажей, дорожных покрытий, тротуарной плитки, труб. |
| 350 | B25, B27,5 | 300 | 8 | П2, П3, П4 | Для сложных конструкций и тяжёлых сооружений. |
| 400 | B30 | 300 | 10 | П2, П3, П4 | Для многоэтажных зданий. Высокая прочность и стойкость. |
Исходя из приведенной таблицы, становится понятно, какой бетон необходим для строительства фундамента дома. В индивидуальном жилищном строительстве, согласно заводским характеристикам, обычно достаточно бетона марки М250 или М300 при обязательном условии последующей гидроизоляции. Однако существуют дополнительные факторы, способные повлиять на окончательный выбор марки бетона.
Расчетная нагрузка на фундамент
Это один из ключевых параметров, определяющих выбор марки бетона. Нагрузка от массы будущего здания может привести к разрушению бетонной конструкции, если её прочностной запас окажется недостаточным. По этой причине не рекомендуется применять бетон ниже марки М300 и класса прочности менее B25 при строительстве многоэтажных зданий или при монолитной технологии. Абсолютно точный расчёт массы здания выполнить невозможно, однако приблизительную нагрузку можно получить, суммируя вес всех строительных материалов, предусмотренных проектом. К полученному значению необходимо добавить запас прочности 20–30%, чтобы обеспечить надежность конструкции.
Характеристики грунта
Наиболее надёжными основаниями для фундамента считаются песчаные и скальные грунты, так как они практически не подвержены усадке. В таких случаях допускается использование бетона марки М150. В остальных ситуациях предпочтение следует отдавать бетону марки М200 и выше. Особенно это актуально для глинистых и суглинистых почв, где рекомендуется использовать бетон не ниже марки М300. Дело в том, что глина обладает высокой пучинистостью — при понижении температуры её объём увеличивается, создавая дополнительную нагрузку на фундамент. Поэтому для таких условий требуется бетон с повышенной прочностью, способный выдерживать сезонные деформации без разрушения.
Расчет объема бетонной смеси
При составлении сметы на строительные работы обязательно рассчитывается объем бетонной смеси, необходимой для заливки фундамента. Выполнить такие вычисления можно вручную, однако на практике гораздо удобнее воспользоваться специализированным калькулятором расчета бетона для фундамента. Для этого достаточно ввести следующие параметры:
- марку бетона, указанную в проектній документации;
- длину, ширину, высоту и толщину фундаментной ленты.
На основе введенных данных калькулятор определяет, какое количество кубических метров бетона потребуется. Это позволяет точно рассчитать необходимый объём и избежать излишков или нехватки при заказе готовой смеси.
Процесс застывания бетона
Время затвердевания бетона зависит от его марки, климатических условий, а также от наличия специальных добавок, ускоряющих или замедляющих полимеризацию. На любом этапе строительства важно понимать, сколько времени бетон набирает прочность до уровня, позволяющего продолжить работы. Это знание позволяет оптимально планировать строительные процессы и избегать простоев.
Застывание бетона условно делится на несколько этапов — от начального схватывания до полного набора прочности. На качество затвердевшего бетона оказывают влияние следующие факторы:
- температура окружающего воздуха во время сушки;
- уровень атмосферной влажности;
- соблюдение технологических норм;
- класс и марка цемента, использованного в смеси.
Процесс полимеризации можно ускорить или замедлить, изменив условия твердения, приближая их к оптимальным. В следующем разделе рассмотрим, как именно эти факторы влияют на время схватывания бетона и какие сроки считаются нормативными.
Факторы, влияющие на затвердевание бетона
Первое, что необходимо учитывать при планировании строительных работ, — это погодные условия. В холодное время года при высокой влажности воздуха и пониженной температуре вода в бетонной смеси может сохраняться до 30 дней. Это негативно сказывается на процессе гидратации цемента, в результате чего срок набора проектной прочности увеличивается практически вдвое.
Летом, напротив, создаются оптимальные условия для твердения, и начальное схватывание происходит значительно быстрее. Например, при благоприятной температуре окружающей среды бетон достигает около 30% своей прочности уже в течение первых трех суток. Этого достаточно, чтобы использовать бетонное основание без значительных нагрузок. За 1–2 недели прочность возрастает до 80%, а окончательный набор прочности — 100% — происходит в течение 28 суток.
Схватывание
Схватывание начинается в момент, когда цемент вступает в реакцию с водой, формируя начальную структуру материала. Чем выше марка бетона и температура воздуха, тем быстрее происходит этот процесс. Например, при температуре +20 °C бетон марки М200 начинает схватываться примерно через 2 часа, а полное схватывание занимает около 4 часов. Бетон М300 начинает схватываться через 1,5 часа, а М400 — уже через 1 час при тех же условиях.
Затвердевание
После схватывания начинается фаза затвердевания, которая представляет собой активную стадию гидратации цемента. Для стабильного протекания этого процесса необходимо поддерживать влажность воздуха на уровне около 75% и температуру в пределах +15…+25 °C. При температурах ниже +10 °C риск того, что бетон достигнет проектной прочности, значительно увеличивается. Именно поэтому в зимний период в бетонную смесь обязательно добавляют противоморозные компоненты.
Набор прочности
Прочность бетона напрямую зависит от времени его затвердевания. Влага должна сохраняться в смеси до полного завершения реакции цемента с водой. Если испарение происходит раньше, структура бетона остается плотной, что приведет к образованию внутренних пустот, трещин и снижению прочностных характеристик. Поэтому очень важно соблюдать рекомендованные условия по температуре и влажности в течение всего периода твердения.
Как уже упоминалось, бетон набирает полную проектную прочность за 25–28 суток. Однако такая выдержка обязательна лишь для конструкций, выполняющих несущие функции. Если на бетонную поверхность не предполагается значительных нагрузок, ее можно эксплуатировать уже через 5 суток после заливки.
Типы фундаментов для частного дома
В индивидуальном домостроении чаще всего применяют два основных типа фундаментов — плитный и ленточный.
Плитный фундамент представляет собой монолитную плиту из бетона или железобетона, служащую основанием для возведения стен будущего здания. Такой фундамент может быть заглубленным или мелкозаглубленным, с ребрами жесткости, а также иметь конструктивные особенности, например, «шведскую плиту». Каждый из этих вариантов обладает своими достоинствами и недостатками.
Однако самым популярным в малоэтажном строительстве остаётся ленточный фундамент. Несмотря на необходимость проведения земляных подготовительных работ, он считается наиболее надежным для домов из камня, кирпича, блоков, керамзитобетона и шлакобетона. Ленточный фундамент способен выдерживать значительные нагрузки от стен и равномерно распределять их по всему периметру.
Заливка плитного фундамента
Конструкция плитного фундамента достаточно проста, поэтому его возведение возможно даже без привлечения профессионалов. Однако заливка плиты требует предварительной подготовки. В первую очередь проводится разметка участка под строительство основания. Для плитного фундамента это довольно просто: достаточно рассчитать периметр здания и добавить около одного метра для устройства отмостки. Также необходимо учесть наличие террасы или открытых площадок, под которые также понадобится плитное основание.
Заливая всю площадь сразу, получают монолитную конструкцию, способную выдерживать высокие несущие нагрузки. Простота разметки заключается в отсутствии необходимости выделять отдельные участки под внутренние стены — они будут определены уже по готовой плите.
Единственным минусом заливки монолитного фундамента по сравнению с другими технологиями является большой объем бетонной смеси. Однако эти затраты компенсируются высокой прочностью конечного результата. Кроме того, экономится бюджет за счёт отсутствия необходимости привлекать специалистов для разметки. Далее рассмотрим другие этапы подготовительных работ.
Подготовка котлована
Рытье котлована рекомендуется выполнять с помощью специализированной техники, что существенно экономит время. Ручная работа уместна лишь для корректировки стенок в тех местах, где экскаватор мог сделать углубления неравномерно. Следует сразу отметить: если котлован в некоторых участках вырыт глубже, чем требуется, не стоит засыпать лишний грунт обратно — он обязательно даст усадку. Для предотвращения просадки рекомендуется использовать песок.
Рассмотрим, какой должна быть глубина закладки плитного фундамента. Она напрямую зависит от несущей способности грунта. Если плотность почвы позволяет выдерживать значительные нагрузки, достаточно заглубить примерно на 50 сантиметров, что обеспечивает надежную основу под плиту. Такая толщина плиты вполне способна выдержать массу частного дома.
Иная ситуация возникает при низкой несущей способности грунта. Недостаточная толщина плиты может привести к ее растрескиванию со временем из-за отсутствия прочной опоры. В таких случаях толщина бетонной плиты может достигать одного метра. При наличии на участке прослойки торфа или другого слабого грунта её необходимо удалить, что увеличивает глубину котлована. Рекомендуется максимально выровнять дно, однако идеально ровная поверхность не обязательна. Главное — отсутствие ям и впадин, чтобы нагрузка от строения равномерно распределялась на грунт.
Песчано-гравийная подушка
Для правильной заливки плитного фундамента необходимо подготовить песчано-гравийную подушку. От качества ее устройства зависит устойчивость будущего строения: неправильное выполнение этого этапа приведёт к просадкам здания. Вначале в котлован засыпается слой песка, затем — гравия. Такая подушка позволяет равномерно распределить нагрузку от здания на грунт.
Песок должен быть чистым, без примесей, способных вызвать последующую усадку. Его засыпают так, чтобы сверху оставалось около 20 сантиметров под слой гравия. Песок тщательно утрамбовывается для исключения просадки. Если котлован достаточно глубокий, трамбовка проводится послойно через каждые 30–40 сантиметров.
Гравий выполняет двойную функцию: равномерно распределяет массу строения и благодаря своей пористости обеспечивает отвод воды в песчаный слой, откуда она постепенно уходит в грунт. Это существенно повышает устойчивость фундамента в периоды сильных дождей и весеннего таяния снега. Для соблюдения технологии заливки плитного фундамента между слоями песка и гравия укладывается геотекстиль — материал, пропускающий воду, но препятствующий смешиванию слоев. Гравий засыпается до краев котлована и выравнивается по уровню, после чего также тщательно утрамбовывается. На этом подготовка песчано-гравийной подушки завершается.
Строительство опалубки
После подготовки песчано-гравийной подушки можно приступать к возведению опалубки, необходимой для заливки монолитной бетонной плиты. Для этого применяются доски толщиной около 5 сантиметров, устанавливаемые по периметру будущего строения.
Рекомендуется возводить опалубку высотой, равной толщине плиты, что позволит затем легко выровнять поверхность фундамента, ориентируясь по её краям. Доски монтируются строго по уровню, чтобы избежать проблем с последующим выравниванием. Если выдержать точную высоту невозможно, на досках фиксируются отметки, обозначающие необходимый уровень заливки бетона. Опалубка должна быть надежно закреплена, чтобы она не сместилась под давлением бетонного раствора.
Обеспечение гидроизоляции
Гидроизоляция — это обязательный этап подготовительных работ. Чтобы предотвратить проникновение влаги из грунта в поры бетонной монолитной плиты, на слой гравия укладывается рулонный материал на битумной основе. Он обеспечивает надежную защиту от влаги, особенно при условии сваривания отдельных полос между собой. Рекомендуется также укладывать материал с нахлестом на опалубку, что дополнительно повышает эффективность гидроизоляции и упрощает демонтаж опалубки после набора бетоном проектной прочности и готовности плиты к дальнейшему строительству.
Армирование
Технология заливки монолитной плиты предполагает обязательное армирование, как и в любых других железобетонных конструкциях. Металлическая арматура значительно усиливает прочностные характеристики конструкции, и фундаментная плита не является исключением. Для армирования применяется арматура диаметром от 10 до 14 миллиметров — выбор зависит от расчетной несущей способности плиты.
Первый слой арматуры укладывается на специальные фиксаторы, обеспечивая ее расположение на высоте 5–7 сантиметров над гидроизоляционным слоем. Затем, перпендикулярно первому, укладывается второй слой арматуры. В результате формируется сетка с ячейками размером 20×20 или 25×25 сантиметров. Точность расположения не критична, главное — не выходить за указанные пределы. Стержни между собой связываются при помощи специальной вязальной проволоки.
Если предполагается строительство крупного здания, рекомендуется дополнительно выполнить верхнюю армирующую сетку, расположенную на расстоянии примерно 5 сантиметров от верхнего края будущей плиты. Для усиления конструкции обе сетки соединяются между собой вертикальными стойками из той же арматуры. Они выполняют функцию удержания верхней арматурной сетки и предотвращают ее деформацию при заливке бетонного раствора. После завершения армирования можно переходить непосредственно к заливке плитного фундамента.
Заливка фундамента
Следует сразу отметить: независимо от необходимого объема раствора, монолитную плиту следует заливать в течение одного дня. Только в этом случае можно избежать образования «холодных швов», возникающих при схватывании первой порции бетона до момента укладки следующей. Из-за этого не рекомендуется замешивать бетон самостоятельно на месте, особенно при объемах свыше двух кубометров — существует риск не уложиться по времени.
Для быстрой и качественной работы рекомендуется использовать готовый бетон, например, от компании Момот Бетон, что позволит залить весь объем за один прием. Это экономит время, а главное — обеспечивает монолитность плиты, что напрямую влияет на её прочность и долговечность.
Оптимальные условия для набора бетоном проектной прочности — температура воздуха 20–25 °C и влажность около 80%. В жаркую летнюю погоду поверхность бетона следует регулярно увлажнять и накрывать полиэтиленовой плёнкой, чтобы снизить скорость испарения влаги. При строительстве в зимний период плиту необходимо накрывать теплоизоляционными материалами и организовать подогрев, так как при отрицательных температурах процесс гидратации цемента прекращается. После повышения температуры гидратация возобновится, но это может негативно сказаться на прочностных характеристиках бетона.
Заливка ленточного фундамента
При строительстве частного дома в качестве основы чаще всего выполняется заливка ленточного фундамента. Это обусловлено меньшими финансовыми затратами, так как для его устройства требуется меньше материалов по сравнению с плитным вариантом. Ленточный фундамент заливается исключительно в местах, где располагаются несущие и межкомнатные стены. Единственным недостатком такого технического решения являются более сложные подготовительные работы, поскольку правильная разметка требует опыта и знаний. Однако существует и существенное преимущество — нет необходимости в выемке котлована, достаточно выкопать траншеи. При небольшом заглублении работы можно провести даже без применения спецтехники.
Еще одним плюсом является то, что большинство людей имеют общее представление о том, как заливать ленточный фундамент своими руками. Технология приготовления бетонного раствора достаточно простая, кроме того, его можно приобрести в готовом виде. Что касается подготовительных этапов, они вполне выполнимы самостоятельно, без привлечения специалистов. Главное — соблюдать последовательность действий и не экономить на качестве материалов. В этих вопросах ошибки недопустимы, так как они напрямую влияют на долговечность возводимых конструкций и их эксплуатационные характеристики.
Опалубка
Опалубка требуется в тех случаях, когда фундамент глубоко заглублен или должен возвышаться над уровнем грунта. Если фундамент неглубокий и не выходит за пределы уровня земли, от использования опалубки можно отказаться, что позволяет сэкономить на приобретении материалов для её сооружения. Однако следует учитывать важный момент: укладку бетона нельзя производить в траншею с земляными стенками, если они не защищены. Это связано с тем, что грунт впитывает влагу из бетонной смеси. В результате может нарушиться процесс гидратации цемента, что негативно отразится на прочности конструкции.
Во избежание подобных проблем земляные стенки траншеи необходимо изолировать влагонепроницаемым материалом. На практике наилучшим решением является использование полиэтиленовой плёнки. Она эффективно препятствует проникновению влаги в грунт, не взаимодействует с цементным раствором и не оказывает влияния на прочностные характеристики фундамента.
Частичная заливка
Не всегда имеется возможность выполнить устройство монолитного основания из-за недостатка бетонного раствора. Такие ситуации возникают, когда невозможно приобрести или изготовить раствор в нужном объеме. В подобных случаях бетон заливается порциями, и крайне важно соблюдать технологические требования. После укладки первого слоя следующий следует заливать либо не позже чем через сутки, либо уже спустя трое суток. Первый способ называется непрерывным литьем, второй — методом «холодного шва».
Это объясняется тем, что в течение первых суток раствор еще не полностью затвердевает, и следующая порция может соединиться с ним на молекулярном уровне. Через три дня бетон достаточно затвердевает, чтобы не деформироваться под весом следующего слоя, однако между слоями уже формируется граница — так называемый «холодный шов». Поэтому оптимальным вариантом частичной заливки ленточного фундамента в два этапа считается именно интервал в три дня. За это время нижний слой бетона наберёт достаточную прочность, чтобы выдержать вес следующей заливки.
Этапы заливки
Рассмотрим пошагово, как правильно сделать ленточный фундамент под дом своими руками. Начинать следует с анализа грунта на предмет его несущей способности. Если участок подвержен подтоплению, необходимо провести осушение. В случае, если грунт неплотный, фундамент требуется заглублять на 100–150 см. Если же грунт достаточно устойчив, достаточно заглубления на 40–50 см. После определения глубины заложения и расчета размеров будущей постройки, можно переходить к строительству основания в следующей последовательности:
-
- Разметка участка. Работы начинаются с вбивания первого колышка в точке, где будет угол здания. Затем согласно проекту отмеряется расстояние в соответствии с длиной стен. В угловых точках вбиваются деревянные колышки, между которыми натягивается шнур или верёвка, обозначающая границы будущей траншеи.
- Рытье траншей. Как упоминалось ранее, при небольшом заглублении траншеи можно вырыть вручную. При глубине более одного метра целесообразно использовать спецтехнику. На дно выкопанных траншей укладывается песчано-гравийная подушка с последующим ее уплотнением.
- Устройство опалубки. Чаще всего применяются деревянные доски. Если опалубка не предусмотрена, внутренние стенки траншей изолируются полиэтиленовой плёнкой, как описано выше.
- Гидроизоляция. Перед заливкой фундамента специалисты рекомендуют использовать рулонный влагостойкий материал для защиты от влаги.
- Армирование. Для формирования армирующей сетки используется арматура диаметром 8–10 мм.
- Заливка бетонного раствора. Производится в один или несколько этапов в зависимости от объёма и возможностей.
- Выдержка. После заливки необходимо выждать 28 суток до полного набора прочности бетоном.
Следует также учитывать ещё один важный нюанс: гидроизоляция той части фундамента, которая возвышается над уровнем грунта. Для этой цели рекомендуется использовать битумную мастику или аналогичные составы — густые суспензии, надёжно защищающие бетон от влаги.
Долговечность такой основы для жилых или хозяйственных построек напрямую зависит от строгого соблюдения технологии устройства ленточного фундамента. Снижение прочностных характеристик возможно при пересыхании в жаркое время или замерзании влаги в условиях отрицательных температур. Также имеет значение марка применяемого цемента — рекомендуется использовать не ниже М250. Категорически запрещается нагружать фундамент до достижения его проектной прочности, поэтому последующие строительные работы разрешается начинать не ранее чем через 28 дней.
В завершение следует отметить, что заливка ленточного фундамента под забор выполняется по той же технологии. Отличие заключается лишь в меньшей глубине заложения, использовании арматурной проволоки диаметром 6–8 мм и применении цемента марки М150.