Утепление незаглубленного столбчатого фундамента дома

Утепление столбчатого фундамента

Теплопотери здания через пол могут достигать 20% и зависят от того, насколько правильно выполнено утепление как самого пола, так и всего основания дома. На нормальных грунтах ради экономии довольно часто устраивают столбчатые фундаменты. Этот тип фундамента обходится примерно в 1,5-2 раза дешевле ленточного. При правильных расчётах такой фундамент по прочности и надежности не уступает ленточному, а иногда и превосходит его.

Зачем утеплять столбчатый фундамент?

Утепление столбчатого фундамента преследует две цели. Первая и наиглавнейшая цель – защита самого фундамента от термодинамических разрушений. Вторая – снижение общих теплопотерь дома.

Не существует универсальной формулы утепления фундамента. В каждом конкретном случае способы утепления подбираются индивидуально. Это работа архитектора-конструктора. Поэтому в этой статье не даются пошаговые инструкции по утеплению столбчатого фундамента, но называются основные факторы, влияющие на принятие решения.

Прежде всего, стоит подробнее остановиться на вопросе: нужно ли вообще утепление столбчатому фундаменту? Наверняка найдутся строители, склоняющиеся к мнению, что фундамент можно и не утеплять. Однако, когда выражают такое мнение, следует говорить, о каком именно фундаменте идёт речь, вернее – о фундаменте какого дома. Если речь идёт об энергоэффективных зданиях, то ответ очевиден.

Итак, вернёмся к нашему первому вопросу: зачем утеплять столбчатый фундамент? Когда говорят об утеплении столбчатого фундамента, имеют в виду изоляцию образующегося подпольного пространства. Если оставить его незащищенным, то грунт под зданием будет промерзать. В защищенном подполье даже в самые суровые зимы температура грунта не опускается ниже 0°С. Это благоприятно сказывается не только на энергоэффективности коттеджа, но и на самом фундаменте, ибо грунт при положительных температурах не вспучивается и не выдавливает столбики.

По своей конструкции столбчатый фундамент очень похож на свайный. Разница лишь в глубине залегания опор. Сваи, как правило, опускаются на большую глубину. Столбики же устанавливают на песчаную подушку, которая располагается ниже глубины промерзания грунта. Между столбиками, как и между свай, имеется определенная дистанция. Обычно столбики закладывают по углам и точкам пересечения стен, а также на промежуточных участках, если стена тяжелая или длинная.

Когда столбчатый фундамент готов и строители переходят к возведению коробки дома, видна необходимость заполнения пространства между столбиков. Дом без такого заполнения выглядит незаконченным. Кроме того, под ним собирается мусор, промерзает грунт, а гуляющий ветер охлаждать пол, постоянно унося тепло.

Очевидно, что утепление столбчатому фундаменту просто необходимо. Особенно сегодня, когда энергоэффективность становится главным условием строительства.

Когда стоит делать утепление столбчатого фундамента

Под утеплением столбчатого фундамента подразумевается как утепление с использованием теплоизоляционных материалов, так и простая заделка пролётов между столбиками, т.е. устройство забирки. В подавляющем количестве случаев дом на столбчатом фундаменте имеет и забирку. Её выполняют разными способами, зависящими от материала столбиков; их высоты над землей; от архитектурных предпочтений, в конце концов.

Пример устройства забирки.

К сожалению, нужно отметить, что современный энергоэффективный дом не может быть возведен на столбчатом фундаменте. Такие дома ставятся на монолитные плиты, полностью изолированные от грунта толстым слоем жёсткого утеплителя. Все иные типы фундаментов (в т.ч. столбчатый) предполагают, так называемые мостики холода. Если бы существовала техническая возможность установить эффективный терморазрыв между опорой и стеной, то столбчатый фундамент был бы одним из самых экономичных и энергоэффективных одновременно. Однако ни один из существующих утеплителей сегодня не способен выдержать концентрированные нагрузки на сжатие, такой силы, которую оказывает вес здания.

Теперь сделаем небольшое, но важное отступление, касающееся финансовой стороны. Снизить строительную смету и повысить энергоэффективность здания одновременно не получается. Эти статьи прямо противоположны по сути. Теоретически можно настолько качественно утеплить все ограждающие конструкции дома, что для отопления хватит нескольких сот Ватт. Но вот будет ли от этого материальная выгода? Утепление ведь тоже стоит денег. К тому же оно имеет свой срок эксплуатации. Если срок окупаемости утепления равен сроку его эксплуатации, то назвать такое утепление рентабельным нельзя. Утепление считается целесообразным, если оно окупается хотя бы через половину отведенного ему срока.

Однако есть и иное мнение. Некоторые специалисты рассматривают утепление как некий инвестиционный проект. Считается, что молодые и энергичные люди имеют возможность потратиться на серьезное утепление, и это застрахует их от серьезных эксплуатационных затрат в пожилом возрасте, когда они уже не смогут много зарабатывать.

Экономисты посчитали бы это не самой выгодной инвестицией, ведь средства можно положить в банк, и процентов наверняка хватит на оплату счетов за энергоносители. Тем более что это уже будут, так называемые сложные проценты.

Если положить в банк под 10% годовых 1000$, то через 20 лет на вашем счету окажется 6727$. Это с учетом того, что проценты по вкладу будут начисляться на проценты и с условием, что депозит не будет сниматься. И это только тысяча. А при утеплении дома слоем 10-15 см может понадобится и десять тысяч. Соответственно при вкладе такой суммы прибыль увеличится на порядок.

В общем, нужно всё считать. Правда, в этой задаче есть одно неизвестное – стоимость энергоносителей в перспективе. Кроме того, деньги обесцениваются, жизнь дорожает, стабильности нет. Вот и приходят люди к тому, что лучше утеплиться сейчас, чем оплачивать всю жизнь баснословные счета и отапливать при этом атмосферу за свои кровные.

Как утеплить столбчатый фундамент

Возвращаемся к основной теме. Вряд ли кто-либо сегодня посчитает удачной идеей оставить столбчатый фундамент совсем открытым. Обычно, как минимум, выполняется холодная забирка.

Забирка – это ограждение, заполняющее собой промежуток между угловыми опорами столбчатого фундамента. В строительных нормативах достаточно подробно описывается конструкция забирки. В данном случае, прежде всего, руководствуются СНиП 2.02.01-83.

Для сооружения забирки используют различные строительные материалы. Это может быть кирпич, камень, шлакоблоки, доски или брусья, листовые материалы (фанера, ОСП). Не рекомендуется использовать для строительства забирки блоки из ячеистых бетонов и прочие материалы, с высоким водопоглощением. Догадаться почему – несложно: забирка подвержена увлажнению (капиллярное, дождь/снег). Поскольку забирка не несёт никаких нагрузок, кроме от самой себя, требования к прочности её материала отсутствуют. Забирку можно выполнить из легких крупноформатных керамических блоков. Такая забирка одновременно будет и прочной, и теплоизолирующей.

Кирпичная забирка.

Нередко забирку сооружают из кирпича или камня. В таком случае она требует под собой прочного основания. Под деревянным домом забирка заглубляется на 20-30 см в землю. Это рекомендуется делать, прежде всего, если дом построен на пучинистых грунтах. Под забирку выкапываются узкие траншеи, на дне которых следует отлить стяжку на песчаной подушке.

Иногда возводят каменную забирку непосредственно на песчаной подушке. Но на стяжке всё же будет правильнее, поскольку она равномерно распределяет нагрузку от кладки. Стяжка в данном случае – гарантия, что кладка забирки не треснет под собственным весом.

Утепление забирки и отмостки.

Теперь поговорим о том, стоит ли забирку дополнительно утеплять. Наиболее авторитетные специалисты настоятельно рекомендуют это делать. Утепление столбчатого фундамента вместе с забиркой обходится относительно недорого, но дает много преимуществ. Утепленный фундамент гарантирует положительную температуру в подполье; кроме того, сами столбики в утепленном виде не будут промерзать. Если утеплить ещё и отмостку, то столбики можно закладывать не на глубину промерзания грунта, а наполовину мельче. Это заставит немного потратиться на утеплитель, но сэкономит средства на земляных работах и собственно на строительном материале.

Правильнее всего утеплять столбчатый фундамент снаружи, чтобы сами столбики и забирка оказались изолированы от холода. Утепление следует производить сплошным контуром без разрывов. Поскольку и фундамент и заполнение контактируют с грунтом и подвержены увлажнению капиллярной влагой и атмосферными осадками, в качестве утеплителя следует выбирать материалы с нулевым водопоглощением. К таковым относится экструдированный пенополистирол, пеностекло, пенопропилен и прочие полимерные утеплители с закрытыми ячейками.

Утепление столбчатого фундамента полистиролом с обшивкой декоративными панелями.

Оптимальным вариантом и по качеству, и по стоимости является, пожалуй, экструдированный пенополистирол (ЭППС). В отличие от обычного пенопласта ЭППС не впитывает влагу и соответственно не накапливает её. Обычный (неэкструдированный) пенополистирол обладает значительным водопоглощением, поэтому он – не самый удачный материал для утепления цоколя и тем более фундамента. При возникновении вопроса о выборе утеплителя могут помочь материалы статьи: как выбрать утеплитель для дома.

После сооружения забирки столбчатый фундамент с виду становится похожим на ленточный. Соответственно становится вопрос вентиляции внутреннего пространства. Как и в случае с ленточным фундаментом, понадобятся продухи. Если забирка сооружается из кирпича или камня, то продухи оставляют в виде пропусков.

Для защиты от грызунов и птиц продухи закрывают металлическими сетками.

Продухи следует располагать с каждой стороны основания дома. В кирпичной кладке удобнее делать квадратные продухи. Рекомендуемый размер – 10-15 см. Продухи распределяют так, чтобы они находились друг напротив друга. Их смысл заключается в том, чтобы ветер нагнетал свежий воздух в подполье с какой стороны бы он не дул. Тогда с остальных продухов будет выходить «лишний» воздух. Таким образом, осуществляется вентиляция подпольного пространства.

Обычные столбчатые фундаменты не имеют ростверка в его техническом смысле. Забирка закладывается только на внешнем контуре. Внутри периметра дома столбики не соединяются сплошными стенками, поэтому нет необходимости делать внутренние продухи, как в случае с фундаментом ленточного типа.

Количество продухов теоретически зависит от объёма подполья. Если высота столбика над грунтом в пределах 30-40 см, то хватит одного продуха на 3-4 м по горизонтали. Эти цифры взяты из практики и они с большой вероятностью правильны. Если сделать слишком много продухов или их сечение будет слишком большим, то подполье начинает переохлаждаться. В то же время, сколько бы продухов не было бы сделано (в пределах разумного) грунт под домом всё равно не будет промерзать. Но во всём нужна мера.

Недостаток продухов тоже плох. Грунт содержит влагу, и она в итоге оказывается в утепленном подполье. Слишком большой беды в этом нет, особенно если столбики и забирка выполнены из бетона высоких марок. Тем не менее, влага всегда остается врагом любых конструкций. Арматура в железобетонных столбиках от влаги сильно коррозирует. Ржавчина увеличивается в объёме и буквально разрывает бетон. А ослабление опоры здания – вещь неприятная.

В заключение. Руководствуясь соображениями, высказанными в этой статье, можно самостоятельно принимать решения при разработке утепления столбчатого фундамента. Понимание принципа утепления фундамента, знание теплоизоляционных материалов и даёт возможность найти, опираясь на строительные нормативы, оптимальный способ теплоизоляции.

Источник

SGround.ru

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты

Основные особенности и тонкости поверхностных фундаментов

Оглавление

1. Основные положения

Хотя нормы проектирования фундаментов гласят что глубина заложения фундамента в пучинистых грунтах должна быть больше глубины промерзания такое решение устраняет только лобовые силы морозного пучения, но не устраняет касательные силы пучения на боковой поверхности, которые так же очень велики и нагрузка от легкого малоэтажного здания не может им противостоять. А в северных регионах РФ нормативная глубина промерзания меняется в пределах от 1,5 до 3,0 м. и более. В такой ситуации следует рассмотреть вариант поверхностного фундамента.

Малозаглубленный или поверхностный фундамент является одним из наиболее простых и экономичных вариантов для легких зданий и сооружений – это минимальные затраты на материалы и почти полное отсутствие земляных работ. Но при своей кажущейся простоте этот тип фундаментов имеет особенности, которые необходимо учитывать, как на этапе проектирования, так и на этапе строительства.

К малозаглубленным фундаментам относят все типы фундаментов если глубина заложения их подошвы не превышает нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания, то есть фундаменты полностью расположены в зоне сезонного промерзания/оттаивания грунтов

В данной статье рассматриваются только поверхностные и практически незаглубленные фундаменты (глубина не более 20 см), т.к. если фундаменты заглублены, но менее глубины промерзания то они будут накапливать деформации пучения год за годом не полностью возвращаясь в исходное положение после оттаивания грунта, и их применение абсолютно не обоснованно. Если же фундамент все таки имеет некоторое заглубление то необходимо выполнять засыпку пазух котлована достаточной ширины непучинистым материалом (песок средний и крупный, ПГС. Ширина пазухи должна быть не менее глубины заложения фундамента) и предусматривать мероприятия, обеспечивающие проскальзывание фундамента относительно грунта по боковой поверхности чтобы обеспечить свободное оседание фундамента после подъема морозным пучением.

Поверхностные и малозаглубленные фундаменты имеет смысл использовать при строительстве малоэтажных сооружений, дач, гаражей, хозяйственных построек, бань и т.д. Их можно использовать при возведении срубов из бревен или стен из ячеистых бетонов, при возведении каркасно-щитовых домов. Естественно применение ограничено зданиями без подвала.

Не рекомендуется применение малозаглубленных и поверхностных фундаментов под кирпичные дома т.к. стены из кирпича и других каменных материалов очень чувствительны к деформациям фундамента и при малейшем смещении дают трещины (армированная кладка более устойчива, но все равно очень хрупка). Так же не следует применять их для двух- и более этажных построек из-за большой нагрузки на основание и фундамент, а несущая способность их часто сильно ограничена.

Согласно примечанию к п. 6.8.10 СП 22.13330.2016 Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружения пониженного уровня ответственности и малоэтажных зданий при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м. А, например, в Руководстве п.4.22 говорится что глубина промерзания под подошвой малозаглубленного фундамента должна быть не более 1,0 метра, а под подошвой заглубленного не более 0,5 м.

Нормативные требования к малозаглубленным фундаментам приведены в разделе 8 СП 22.13330.2016 «Особенности проектирования оснований и фундаментов малоэтажных зданий» который можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ по этой ссылке. Данный раздел обязателен к прочтению если вы планируете применять такие фундаменты.

Согласно п. 8.6 СП 22.13330.2016 при проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах обязательно выполнение проверочных расчетов на деформации пучения (на подъем фундаментов).

2. Типы поверхностных фундаментов

Малозаглубленные и поверхностные фундаменты могут быть следующих типов:

• Ленточные;
• Столбчатые (к ним так же относятся и «сваи» малой глубины погружения (менее глубины промерзания грунта). На самом деле это не сваи, а отдельные столбчатые фундаменты т.к. настоящая свая по определению имеет глубину погружения не менее 4,0 метра);
• Плитные;

Любой из этих типов фундаментов будет относиться к малозаглубленным если его подошва залегает выше нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания. Если же грунт основания не пучинистый то данная классификация не имеет особого значения.

Для определения характеристик грунтов основания следует обратиться в специализированные изыскательские организации или на крайний случай воспользоваться указаниями этой статьи.

Максимальная несущая способность, естественно, будет присуща плитному варианту из-за большой площади опирания на грунт, как и максимальная стоимость и трудоемкость.

Достаточной несущей способностью обладают ленточные фундаменты (при правильном проектировании). Имеются ввиду монолитные непрерывные ленты из армированного железобетона, или ленты из крупных блоков с монолитным армированным поясом по верху и монолитной подошвенной плитой. Ленты из блоков ФБС без дополнительных мероприятий не обеспечивают необходимой прочности и жесткости.

Столбчатые малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах следует применять только в сочетании с монолитной сплошной рамой (как правило железобетонной системой перекрестных балок), объединяющей их в единое целое, или же под совсем неответственные сооружения без общей жесткой рамы (сараи, кладовки, веранды, беседки и др. сооружения III уровня ответственности). В целом их применение очень ограничено и не рекомендуется под более-менее ответственные сооружения.

Подробно все типы фундаментов и их особенности разобраны в этой статье.

3. Особенности и возможные проблемы малозаглубленных фундаментов

1. Основная особенность малозаглубленных и поверхностных фундаментов заключается в том, что на них действуют лобовые силы морозного пучения. А учитывая, что такие фундаменты как правило используются под легкие сооружения нагрузка на грунт под ними мала и никак не может противостоять огромным силам поднятия вспучивающегося грунта, можно смело утверждать что при промерзании грунта фундамент будет двигаться, смещаться по вертикали – то есть «гулять». Этот негативный эффект можно снизить за счет утепления грунта, но полностью устранить очень сложно.

Но огромным плюсом поверхностных и практически незаглубленных фундаментов является то что они после оттаивания грунтов возвращаются в исходное положение, не накапливая деформаций пучения.

1. Следующая особенность проистекает из первой – т.к. фундамент, а вместе с ним и здание смещаются по вертикали от морозного пучения то примыкающие к нему снаружи лестницы, крыльца, пристройки должны быть приспособлены к таким смещениям.

1. В летний период (то есть в не замерзшем состоянии) слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине (это явление объясняется в статье в подразделе «4. Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент»), поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
2. Как правило фундамент имеет достаточно большую высоту над уровнем планировки грунта. Связано это с тем что ему необходимо придать достаточно большую жесткость и прочность, для этого нужна

4. Поведение малозаглубленных фундаментов при воздействии морозного пучения

Практически всегда промерзающий грунт поднимается неравномерно (причины описаны в статье физика процесса пучения). Неравномерное пучение воздействует на малозаглубленный фундамент вызывая:

1. Если фундамент сплошной и достаточно прочный для восприятия нагрузок от здания после неравномерного подъема промерзающего грунта, то он поднимается и испытывает крены, но остается практически неизменным по форме, т.е. верхняя плоскость фундамента остается плоской, хотя и наклоняется или смещается по вертикали (конечно фактически поверхность ограниченно изгибается в зависимости от жесткости фундамента). Весной, после полного оттаивания грунта фундамент вернется в исходное положение восстановив свою изначальную форму.
2. Если прочности фундамента недостаточно, то фундамент разрушается – появляются широкие трещины и сколы бетона. После оттаивания грунта форма фундамента не будет восстановлена полностью.

5. Что следует учитывать при проектировании и строительстве малозаглубленных фундаментов

Для начала следует изучить документы:

Учтите при проектировании следующие основные моменты:

1. Чтобы перемещения фундамента от морозного пучения не вызывали повреждений надземной части здания (трещины в стенах, лопнувшие стекла) и вообще не вызывали никаких проблем в дальнейшем (заклинившие двери, перекошенные крыльца и др.) фундамент должен быть сплошным, непрерывным под все здание, а лучше и под крыльца, и иметь достаточную жесткость и прочность чтобы сохранить свою первоначальную форму и не сломаться при неравномерном поднятии промерзающего грунта. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости необходимо выполнять расчеты фундамента и армирования с учетом неравномерного смещения основания. Расчеты лучше выполнять на разные варианты неравномерного смещения основания в конечно-элементной программе (например SCAD или др.), вручную расчёты выполнять будет значительно сложнее (особенно для плитных и сложных по форме ленточных фундаментов).

1. Следует учитывать наличие почвенно-растительного слоя – если фундамент опереть на органический плодородный грунт, то в результате разложения органики гарантированы большие осадки фундамента, растянутые во времени. Кроме того, почвенно-растительный слой обладает очень низкой несущей способностью и не может служить несущим основанием. Данный слабый слой необходимо полностью заменять, как правило, на песчаную подушку.
2. Следует учитывать низкую несущую способность верхних слоев грунта. Слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине, поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
3. Крыльца, наружные лестницы и другие части здания, опертые на отдельные фундаменты, должны иметь подвижные крепления к основному сооружению, позволяющие взаимные перемещения до 10 см и более (зависит от степени пучинистости грунта и глубины промерзания) или вообще быть независимыми от основного здания.
4. Следует предусмотреть мероприятия для снижения воздействия морозного пучения на фундаменты. Например утепление отмостки, боковых поверхностей фундамента, грунта под зданием (для отапливаемых зданий применять минимальное утепление чтобы тепло могло частично проникать в грунт). Это позволит уменьшить глубину промерзания грунта под подошвой фундамента и вблизи него, особенно эффективно для отапливаемых зданий.

6. Снижение воздействия морозного пучения на поверхностные фундаменты

Для снижения воздействия пучения на поверхностные фундаменты применяют следующие мероприятия:

• Замена части пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (песок крупный или средней крупности, щебень, гравий, ПГС, и др.);
• Устройство фундаментов на локально уплотненном основании (в вытрамбованных/выштампованных котлованах, траншеях, фундаменты из забивных блоков) — см. ТСН МФ-97 МО «Проектирование, расчет и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области»
• Применение утепленной отмостки по периметру здания. Более подходит для отапливаемых зданий с полами по грунту;
• Устройство дренажа по периметру здания, общее водопонижение на участке;
• Введение в грунт противопучинистых компонентов.

Дополнительно о мерах борьбы с морозным пучением см. эту статью.

7. Примеры конструктивных решений мелкозаглубленных фундаментов

Еще раз повторюсь — хотя здесь и говорится о малозаглубленных фундаментах под кирпичные здания, применение таких решений очень опасно, а последствия неравномерных деформаций грунта устранить без демонтажа стен невозможно.

8. Заключение

Поверхностные (малозаглубленные) фундаменты имеют свою достаточно узкую область применения. Основной их недостаток — это подверженность морозному пучению и смещениям по высоте в зимний период. Основным их достоинством помимо простоты и низкой стоимости является то что о наличии деформаций пучения известно заранее и эти деформации точно будут обратимыми, а не накапливаться год от года.

При проектировании и строительстве таких фундаментов следует учитывать многие их особенности, выполнять детальные расчеты, продумывать множество деталей, связанных с подвижностью фундамента, а значит и всего здания/сооружения.

9. Связанные статьи

• Выбор глубины заложения фундаментов
• Инженерно-геологические изыскания – обязательно или нет?
• Что такое пучинистые грунты
• Как определить по визуальным признакам тип грунта
• Меры борьбы с морозным пучением
• Раздел Нормативы

Один комментарий к публикации “Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты”

Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Такие фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности (незаглубленные фундаменты). К таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действует незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю.

Источник