Кессонный фундамент что это такое

Обновлено: 12.05.2024

При обустройстве автономных систем водоснабжения очень важно обеспечить защиту водозаборной скважины от различных внешних воздействий. Это позволит круглогодично обеспечивать загородный дом качественной питьевой водой. Наилучший способ защиты является кессон для скважины. Рассмотрим, что такое кессон, для чего нужен, виды конструкций, правила и нюансы установки.

Виды кессонов и их характеристики

Кессоны для скважин исполняют роль защиты от неблагоприятных внешних воздействий. Прежде всего, это перепады температур и выпадение осадков. Круглогодичное водоснабжение жилья предполагает обязательное утепление всех элементов системы, расположенных за пределами здания. Также необходимо обеспечить защиту скважины от проникновения внутрь дождевой и талой воды. Попадая в неё, вдоль канала шурфа, поверхностные стоки несут с собой механические и химические загрязнения.

Также, при оборудовании источника водозабора важно найти такое место для установки насосной аппаратуры, чтобы ею было удобно пользоваться, производить текущее обслуживание и ремонт. Если хозяева не проживают постоянно на участке, немаловажной задачей является также защита техники от кражи и вандализма. Весь этот комплекс проблем способна решить установка кессона на скважину. Впрочем, подобное техническое устройство вполне подойдёт и для колодца, обеспечив необходимый уровень защиты от холода и мусора.

В общих чертах кессон представляет собой заглублённую в землю камеру, расположенную вокруг верхнего окончания обсадной колонны. Для улучшения защитных функций она максимально герметизируется и утепляется, чтобы избежать проникновения внутрь холодного воздуха и осадков. Существует несколько вариантов конструкций кессонов, различающихся материалом изготовления, формой и размерами.

Сегодня наиболее часто используемыми материалами для строительства кессонов являются:

Монолитный железобетон.
Готовые бетонные конструкционные элементы (кольца).
Кирпич и схожие кладочные материалы (шлакоблоки, газобетон).
Пластик (для готовых заводских кессонных камер).
Металл.

Ранее широкое распространение в качестве строительного материала имела и древесина. Но сегодня срубы из брёвен или бруса используются для защиты скважин всё реже. Связано это с трудоёмкостью строительства и небольшой долговечностью деревянных стен в условиях постоянной сырости.

Вариант №1. Камера из бетонных колец или кирпичей

Конструкция, состоящая из наборных железобетонных колец с крышкой наверху, на сегодня является наиболее распространённым вариантом обустройства кессонных камер. Связано это с высокой скоростью и простотой монтажа, а также с долговечностью конструкции. Бетон, при условии организации хорошей гидроизоляции, способен прослужить не одно десятилетие. Установка колец не вызовет особых затруднений, и вся работа займёт менее часа.

Данная конструкция имеет и ряд недостатков. Для доставки к месту строительства бетонных колец, и для их монтажа потребуется задействовать тяжёлую спецтехнику. Стыковочные швы между отдельными кольцами следует тщательно герметизировать с помощью цементного раствора, чтобы избежать проникновения внутрь камеры талых и дождевых вод. Это требует определённых затрат времени и сил.

Также нужно позаботиться о внешней гидроизоляции колец, поскольку бетон обладает свойством пропитываться влагой, и, под её воздействием, постепенно разрушаться. Всё это в полной мере относится и к монолитной бетонной заливке.

Кирпичные, шлакоблочные или газобетонные кессоны строятся уже в заранее подготовленном котловане, вырытом по требуемому размеру. Такой вариант может оказаться экономичней обустройства кессона из бетонных колец. Особенно, если для кладки используются уже бывшие в употреблении материалы, либо оставшиеся от строительства дома.

Вариант №2. Металлический кессон

Металлический скважинный кессон изготавливается обычно из листовой стали. Толщина её должна составлять приблизительно 4-5 мм.

Конструкция их может быть двух вариантов:

Собранная на каркасе. В этом случае изначально сваривается каркас из металлических уголков или швеллеров. Затем он обшивается листами стали, выкроенными по нужному размеру.
Сваренная из цельных стальных листов. Такой вариант проще каркасной, но обладает меньшей жёсткостью. Для достижения необходимой прочности, требуется использование более толстых стальных листов, что увеличивает его общую стоимость. Поэтому, используется подобная конструкция для кессонов сравнительно небольших размеров.

В отличие от бетонных, металлические кессоны имеют герметичные стыки, не требующие дополнительного уплотнения. Однако, стальные конструкции также требуют внешней гидроизоляции. В противном случае, под воздействием грунтовой влаги сталь будет в скором времени изъедена коррозией.

Среди плюсов данного варианта нужно отметить:

Меньшая масса, чем у бетонных кессонов. Однако, и в данном случае, металлические конструкции достаточно массивны, что делает необходимым привлечение для их монтажа подъёмной техники.
Более быстрая установка. Поскольку металлический кессон изготавливается в виде цельной конструкции, то устанавливается в котлован за один раз. В отличие от сборной бетонной конструкции, это занимает намного меньше времени.

В целом кирпичные, бетонные и металлические кессоны, благодаря своей значительной массе, лучше сопротивляются силе морозного пучения. Это особенно актуально, если на участке высок уровень грунтовых вод.

Вариант №3. Пластиковый кессон

Пластиковые кессоны появились в широкой продаже сравнительно недавно – пару десятилетий назад. Но успели заслужить хорошую репутацию благодаря своей технологичности, устойчивости к воздействию влаги, малой массе, простоте монтажа.

Изготавливают его из различных полимерных материалов:

Полипропилена.
Полиэтилена.
Полимерно-песчаных композитных материалов.

В зависимости от этого, пластиковые кессоны могут различаться своими техническими характеристиками. Схема конструкции их также бывает разной:

Цельнолитые ёмкости. Получаются методом ротационной формовки из расплавленного материала.
Сварные. Изготавливаются из нескольких отдельно отлитых деталей, затем соединяемых методом экструзионной сварки.
Сборные. Состоят из отдельных элементов, монтируемых при помощи креплений «шип-паз». Такую конструкцию имеют полимерно-песчаные кессоны, набираемые из отдельных колец, и накрываемые сверху идущей в комплекте крышкой.

Основным преимуществом полимерных кессонных камер является их малый вес. Благодаря этому, установку по месту можно произвести без привлечения грузоподъёмной техники. Чтобы поднять и опустить пластиковый кессон в подготовленный котлован обычно достаточно нескольких человек.

Наиболее массивными являются полимерно-песчаные конструкции, но благодаря использованию сборно-разборной технологии, монтаж их также не вызовет затруднений. Благодаря устойчивости к воздействию влаги, стенки полимерных камер не нужно обрабатывать влагоотталкивающими составами.

Среди минусов пластиковых камер следует указать:

Меньшая жёсткость, чем у бетонных или металлических вариантов.
Малая масса. Этот параметр, одновременно является и плюсом, и минусом. Отрицательные свойства его проявляются на грунтах с высоким уровнем подпочвенных вод. В зимнее время пластмассовая конструкция может выдавливаться из почвы в результате морозного пучения грунта.

Общие рекомендации по установке

При установке кессона, следует соблюдать несколько общих рекомендаций, позволяющих сделать его эксплуатацию более эффективной.

Всё о монтаже и подключении

Чтобы кессонная камера хорошо выполняла свои защитные функции, а также прослужила максимально долго, при её монтаже нужно соблюдать ряд правил. Перед началом работ следует тщательно обдумать схему подведения внешнего трубопровода.

Нужно учесть пути прокладки других подземных коммуникаций, глубину залегания грунтовых вод и уровень промерзания почвы зимой. Особенности установки также зависят от конструкции кессона и от материала, из которого он изготовлен.

Монтаж кессона из бетонных колец

Монтаж колец производится двумя способами:

Укладкой на поверхность земли необходимого количества колец, вокруг оголовка скважины. Их число выбирается в зависимости от проектной глубины кессона для скважины. Кольца устанавливаются друг на друга, а сверху накрываются бетонной крышкой. Далее производится выборка грунта изнутри будущей кессонной камеры, в результате чего кольца, под собственной тяжестью углубляются. Когда опустятся на нужную глубину, обсадная труба обрезается так, чтобы выступала над дном получившейся камеры на 0,5-1 м. Дно кессона бетонируется, либо засыпается крупным гравием, а верхняя крышка и стенки утепляются.
Второй вариант предусматривает иной процесс монтажа. Изначально вокруг скважины роется котлован необходимой глубины и диаметра. Выступающая часть обсадной трубы срезается до нужного уровня, чтобы она незначительно выступала над дном камеры. И лишь после этого производится укладка железобетонных колец на дно ямы. Стыковочные швы тщательно заделываются цементным раствором и промазываются влагозащитной мастикой. Последним шагом камера утепляется, и засыпаются грунтом наружные пазухи.

Сложность при установке бетонных колец может заключаться лишь в необходимости использовать кран. Аренда строительной спецтехники увеличивает стоимость работ, и она не всегда сможет свободно проехать к месту обустройства скважины на приусадебном участке.

Монтаж металлического кессона

Металлические конструкции также отличаются большой массой, поэтому для их монтажа придётся использовать подъёмный кран или лебёдку. Изначально выкапывается котлован необходимой глубины и габаритов. Дно его выравнивается, и на нём обустраивается основание в виде бетонной заливки, либо песчано-гравийной подушки.

Перед началом установки металлический кессон снаружи тщательно обрабатывается гидроизоляционными составами во избежание коррозии. После установки на место, его стенки и крышку рекомендуется утеплить во избежание излишних теплопотерь.

Монтаж пластикового кессона

Процесс установки уже готовых полимерных кессонов в общих чертах схож с монтажом металлических камер. Порядок действий здесь тот же, за исключением необходимости обустройства гидроизоляции. Ещё одна особенность пластиковых кессонных камер – возможность их выдавливания из земли при пучении грунта.

Поэтому, для увеличения массы, дно их заливается бетоном, либо засыпается песчано-гравийной подушкой. Для закрепления лёгкой конструкции в грунт, также используются «якоря» в виде арматуры, забитой в землю.

Чтобы давление грунта не деформировало тонкостенную пластиковую конструкцию , с внешней стороны рекомендуется обустроить рубашку из тощего бетона. Для этого приготавливается смесь из 1 части цемента и 5-7 частей песчано-гравийной смеси. Ею засыпаются пазухи между кессоном и стенками котлована. Проливать смесь водой не обязательно: она пропитается грунтовой или дождевой влагой, и затвердеет.

Полимерно-песчаные модификации имеют сборную конструкцию, состоящую из нескольких элементов. Крепятся они друг с другом при помощи шип-пазовых соединений. Установка их друг на друга точно такая же, как и при монтаже бетонных колец. После окончания монтажных работ, к установленному кессону подводится внешний трубопровод, верхний край обсадной трубы обрезается по нужному уровню, и на него ставится оголовок.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство кессонной камеры – наилучшее решение защитить скважину от мороза и внешних загрязнений. Какой кессон выбрать, зависит от конкретных условий будущей эксплуатации устройства, от финансовых и технических возможностей домовладельца. При выборе следует исходить из сложности монтажа, стоимости строительства и необходимого размера конструкции.

В прилагаемом видео рассказывается, что такое кессон для скважины, а также освещаются некоторые аспекты его выбора и установки.

Вам была полезна эта статья? Ставьте палец вверх! Подпишитесь на мой канал и давайте общаться в комментариях!

В статье Как залить монолитную пустотную плиту перекрытий. Технология, которая заменит ЧРМП МАРКО была показана технология заливки перекрытий с использованием пластиковых пустотообразователей в виде шаров. Они экономят бетон, перекрытие становится значительно легче и соответственно арматуры в ней нужно меньше. Но в этой технологии с путотообразователями из пластиковых шаров есть ряд сложностей.

Нечто подобное, но с другим типом пустотообразователей используют для заливки не только перекрытий, но и фундаментов. А, именно, плитных фундаментов. Рассмотрим несколько видов таких пустотообразователей.

1. Пустотообразователи U-BOOT

Пустотообразователи представляют из себя два ящика, скрепленные друг с другом с образованием замкнутой емкости. Устанавливается на ножках. Между пустотообразователями укладывают (связывают) арматуру. Чтобы ящик не сплывал – он прижимается верхней арматурной сеткой.

Получается ячеистая конструкция высокого плитного фундамента, в которой нужно меньше арматуры и до 40% меньше бетона. Жесткость плиты уменьшается не на много – теряется не более 15%.

2. Кессонная многоразовая модульная опалубка (пустотообразователи) «Победа»

Используется при возведении часторебристых монолитных перекрытий. Для фундаментов эти кессоны трудно использовать по причине сложности в герметизации с грунтом (или гидроизоляцией). А к опалубке перекрытия их герметизировать проще. Данные пустотобразователи производят в Татарстане. Толщина стенок этих кессонов из ПВХ – 1 см.

Причем, кессоны многоразовые. После снятия опалубки перекрытия, эти ящики вынимаются и получается вот такой необычный вид:

Данная технология российской компании – это более упрощенный способ от технологии кессонной опалубки SKYDOME.

Как видно, под ящики (пустотообразователи) используют специальные модули (тоже многоразовые), которые герметизируют стыки. Не нужна щитовая опалубка из ламинированной фанеры. Нужны только опоры и балки.

Считаю, это интересная технология для компаний, которые строят как многоэтажные, так и частные дома. Им есть смысл вложиться в такую опалубку. Быстрый монтаж, малая материалоемкость и вес перекрытия. А, соответственно, и невысокая цена. Считаю, что эта технология заменит технологию ЧРМП МАРКО (т.к. газобетон для нее вырос в цене в 2-3 раза).

Вернемся опять к фундаментам.

3. Пластиковая опалубка (пустотообразователи для фундамента) MODULO

Кессон в переводе с французского означает «ящик». А в строительстве так называются расчлененные на элементы потолки или внутренние поверхности, сформированные с углублениями вокруг перекрестных балок.

Ребристая форма монолитных конструкций позволяет экономить на бетоне, снижает нагрузку на несущие конструкции, уменьшает расходы строительства.

Что означает понятие?

В любом здании в момент возведения кесонного перекрытия проемы между стенами перекрывают плитами из разных материалов и форм. При применении кессонного бетонного перекрытия используют железобетонные ребристые конструкции, выполненные по особой технологии.

Если рассматривать фрагмент с нижним сечением можно увидеть армированное ребро с растянутой арматурой, где отсутствует бетон. При этом расположение ребер может быть перпендикулярным между собой, иногда под углом, на расстоянии примерно до 150 см. На эти выступы укладывают плиты.

Подобное перекрытие может быть монолитным или сборным, на балках главных и вспомогательных, одинаковых по высоте. После монтажа потолок будет с квадратными, прямоугольными выемками или в виде ромбов, но все эти углубления напоминают своеобразные ящики, отчего французские строители и назвали технику перекрытия кессонным.

Но зародился этот архитектурный замысел с древних времен. Такое обустройство замечено на фресках и мозаиках древнего Египта, Греции, Рима.

На фото видно, как поперечные и продольные балки перекрывает сплошной настил, а свободное пространство заполнено различными украшениями в виде рисунков, лепнин или скульптурных орнаментов.

Где и когда уместно?

С кессонными перекрытиями экономически выгодно строить массивные здания, нагруженные инженерными сооружениями, где планируется перемещение большого людского потока.

развлекательный или строительный комплекс;
кинотеатр, театр;
образовательное учреждение;
торговый центр.

В мегаполисах почти не осталось в черте города больших производственных предприятий, их переместили за пределы крупных населенных пунктов. Но здания никуда не делись, их перестраивают и часто используют для перекрытий кессонную технологию. Целесообразно применять подобный способ перекрытия, если в строительстве используют сложную крупногабаритную технику в виде мостовых кранов.

Когда нужно проводить монтаж с дополнительными элементами на высотных комплексах, кессонная технология позволяет обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию сооружения с оптимальным функционалом.

Разновидности

Если рассматривать кессонное перекрытие как вид ребристой конструкции с армированными выступами, которые перпендикулярны между собой, это является технологической особенностью строительства.

Здесь высота выступающих элементов устанавливается двумя участками:

посередине ребра, куда приходится наибольшая нагрузка;
по месту, примыкающему с вертикальной опорой.

Высоту на сплошном монолитном участке регулирует поперечная сила. Расчет кессонных перекрытий осуществляют, учитывая нагрузки постоянные, кратковременные, длительные и, их производные сочетания.

На основании технической особенности производства кессонных перекрытий, технологию изготовления разделяют на следующие виды.

Сборно-монолитное

Основой обустройства служит пустотелый блок разный по размерам. После укладки получаются геометрические фигуры закрытого типа, которые остаются в бетоне в виде несъемной опалубки. В местах соединения деталей с колонной, конструкция выглядит как сплошная плита. Бетонные блоки над опорной зоной усиливают арматурной сеткой или стержнем.

Монолитное

Здесь равномерно распределяют бетонный раствор. Отсутствие на ребристой структуре бетона делает сооружение легким. В ходе работ бетонируют только арматуру с ребрами, растянутые зоны сечения остаются без смеси.

В результате экономят на стройматериалах, увеличивают перекрываемые пролеты. Опалубку для кессонного перекрытия делают из телескопических стоек, металлической обрешетки или пластиковых кессонообразователей.

Пластиковая форма имеет незначительную адгезию к бетону, которую можно с легкостью удалить после затвердения раствора. Малая по весу конструкция не требует использования грузоподъемного механизма.

Опалубку просто и точно фиксировать к обрешетке, после чего образуется структура каналов для ребер с пустотелыми инвентарными кассетами. Сверху размещают арматурную сетку и заливают бетоном. В результате получают железобетонное кессонное сооружение, где высоту выступам передается от пластиковых форм. В местах опирания монтаж проходит на сплошной железобетонной монолитной плите.

Требования к плитам

Нормативная документация на стадии проектирования любых перекрытий, включая кессонные, выставляет перед строителями и производителями ряд требований к сооружению:

устойчивость;
безопасность эксплуатации;
надежность;
способность выдержать нагрузки.

Производство железобетонных изделий основано на своде правил и норм:

– проектирование ЖБ конструкций, покрытий и перекрытий; – основные положения по защите зданий от разрушений; – изготовление ЖБ изделий из легкого бетона; – производство ЖБ из высокопрочного бетона; – основные положения для бетонных и ЖБ сооружений; – условия по нагрузкам и их воздействию; – бетонные и ЖБ конструкции без предварительного напряжения арматуры; – ТУ к бетонам; – общее ТУ к ЖБ плитам перекрытий для крупнопанельных сооружений; –основные требования к надежности строительных объектов, в части № 6 говорится об нагрузках и типах влияния сил на поверхности здания и сооружения.

Вне зависимости от типа каркаса монолитного или сборного, кессонную перегородку формируют с помощью опалубки, работы ведут согласно чертежей в соответствии со строительными нормами и правилами СНиП 12-03-2001 (ч.1, 2).

Характеристики и параметры

Обеспечивают надежность кессона армирование и соблюдение технических параметров плиты, которая имеет толщину 25-45 см. Ребра возвышаются над поверхностью на 20-40 см., при абсолютной пропорциональности в соответствии с установленными строительными нормами.

Высоту выступающих краев сооружают не меньше 1/20 к длине пролета. Кессонные перекрытия не имеют особых ограничений в размерах, выпускают даже 35 х 35 метров. Опирание панелей осуществляется на стены или колонны, в этом случае должно быть не меньше 4 опорных точек.

Модульную skydome опалубку применяют для расширения пролетов, чтобы снизить толщину перекрытия. Для обеспечения качества необходимо возводить конструкции в соответствии с техническими свойствами.

Детали	Марка	Способ укладки
Skydome	Н350; Н400	На пролетах от 8 до 16(м.)
Балки	Т120;160;200	На опоры, их создают по маркировке, монолитные бывают шириной 120, 160, 200 (мм.)
TF120, 160, 200	На фанеру, при формировании монолитных балок используют ширину 120, 160, 200 (мм.)
Универсальные вилки	C120, 160, 200	На деревянные опоры, чтобы надежно зафиксировать пластиковую балку «T»
CF120, 160, 200	На основание фанерное или деревянное, чтобы укрепить пластик «Т»

Опалубка должна соответствовать техническим характеристикам:

Наименование	Параметры
Толщина по максимуму (см.)	70
Монтажная высота (м.)	1.5-20
Нагрузка на стойки (т.)	2.7
Диаметры стоек(мм.)	57/2
Высота стойки (см.)	100, 140, 150-440
Длина пространства между фланцами (см.)	50/100
Размер ригелей по длине (см.)	50-200
Рабочие температуры	-40 0 C; +40 0 C

Объемная опалубка позволяет проводить работы на 20 метровой высоте, используя перекрытия до 2 м. толщиной и 5 т. массой.

Особенности монтажа

В качестве подготовительного этапа вначале формируют монолитный каркас с помощью опалубки, затем переходят к арматуре.

Формы могут быть специальные или съемные:

по типу Skydome легко снимается, состоит из пластиковых элементов, к ним не прилипает бетон, а отталкивается, поэтому изделие применяется несколько раз;
комбинированные используют для временных фанерных настилов, на которые ставят обычную опалубку;
самодельные, деревянные и фанерные для одноразового применения.

В любом случае изготовление форм нужно доверить специалистам, если нет такой возможности выполняют самостоятельно. Выбрав приемлемый для постройки вариант, приступают к армированию:

объемными каркасами;
сетками;
отдельными стержнями.

Для продольного армирования используют периодическую арматуру, и гладкую при поперечном усилении. Нужно правильно разместить металлические детали внутри каркаса, хорошо укрепить, чтобы избежать смещений. Заливка бетона происходит в 2 этапа, вначале первый слой, он сформирует форму ребра. Затем покрывают остаток арматуры с верхними и нижними продольными элементами, прикрепленными хомутами.

Монтажные работы, сборку, фиксацию палуб и опалубочных панелей выполняют, чтобы стыки были подогнаны максимально герметично. Это поможет сохранить бетон от утечек через щели. После тщательной проверки, расположения опалубочных форм, соответствия размеров с проектом, приступают к бетонированию.

Дефекты, причины и их устранение

Возможно, обычный человек сразу и не заметит, но строитель увидит первые признаки разрушения в виде трещин:

поперечных:
диагональных;
продольных.

Не защищена от ржавчины стальная арматура на свободном от бетона участке.

Появление трещин снижает несущую способность плит. Образование разрывов на поверхности происходит по причине:

затвердения бетона, этот недостаток у строителей называется усадочным;
деформации плиты, которое может привести к обрушению;
нарушений технологии при заливке раствора, когда формировалась опалубка.

При обнаружении дефекта нужно срочно приступить к устранению:

усилить испорченную плиту временными подпорками, которые должны заменить постоянные пилястры;
высверлить поверженный участок, заменить новым арматуру, забетонировать и уплотнить отверстие.

При ремонте нужно соблюдать технику безопасности.

Плюсы и минусы конструкции

Основные положительные факторы при возведении кессонного перекрытия:

быстрый монтаж без дополнительных усилений, установки колонн для поддержки;
сокращен конструктив по толщине, что уменьшает нагрузки;
экономия стройматериалов;
увеличено свободное пространство с длиной пролетов;
повышается уровень несущей способности.

К недостаткам можно отнести необходимость:

сооружения объемной опалубки;
создания схемы сборки;
работы на высоте, где предстоит строить рабочую поверхность.

Заливка бетона стандартная, но установка опалубки происходит по сложной схеме с расчетом всех нагрузок и интервалов, которые требуют предельной точности.

Средняя цена

В связи с экономической нестабильностью в стране, стоимость стройматериалов периодически корректируется. Поэтому нужно уточнять у производителя или продавца, цены на определенную дату.

Если сборно-монолитное перекрытие кессонного типа еще можно собрать из различных материалов, то используя монолитную технологию стоимость формируется из:

расходов на опалубку;
бетон;
арматуру;
трудозатраты.

В продаже появилась лепнина из категории кессонов по цене от 500 рублей за штуку, но это не перекрытия, а только потолочная панель.

В России можно купить сборно-монолитное перекрытие из продольных ЖБ балок и газобетонных блоков, которые при монтаже заливают бетоном по 1350 руб. за м 2 . Цены в зависимости от наполнителя варьируются от 1420 до 1860 руб.

Строители отзываются на форумах, что при сложении всех затрат на кессонное бетонное перекрытие расходы равны обычным сборным монолитным плитам. Проверить подобный факт можно только на практике, составив смету на сооружение.

Заключение

Каким бы ни было типа перекрытие, изделие должно отвечать основному требованию – прочности.

При заливке опалубки для кессонных форм, в качестве наполнителя лучше применять мелкозернистый или обычный бетона, чтобы класс прочности соответствовал В 15. Уплотнять массу рекомендуется игольчатым вибратором.

Фундаменты глубокого заложения (ФГЗ) относятся к массивным и дорогостоящим конструкциям, выбираемым при повышенных весовых нагрузках и ведении строительства на сложных грунтах.

Отдельные этапы их строительства могут выполняться своими силами, но в большинстве случаев работы выполняются с привлечением спецтехники и профессиональных бригад.

Что это такое?

Данная группа представлена основаниями, заглубляемыми ниже уровня промерзания грунта как минимум на 20-30 см, вплоть до достижения устойчивых и плотных пород с целью выдержки значительных весовых нагрузок и сил морозного пучения без смещения конструкций.

Справка! Исполнение таких фундаментов бывает разным и выбирается исходя из условий эксплуатации и поставленных задач.

Необходимость

Потребность в заглублении оснований домов возникает при ведении строительства на участках с пучинистыми или не связанными грунтами, склонными к насыщению влагой и смещению подземных конструкций при смене сезонов.

При высоких требованиях к устойчивости (а именно – при высоких и экстремальных весовых нагрузках) фундамент должен опираться исключительно на плотные и непромерзаемые слои.

Область применения

Данный тип оснований выбирается:

Важно понимать, что ФГЗ не относятся к универсальным и бюджетным. Вложение в них оправданы лишь при строительстве на сложных грунтах домов из тяжелых материалов или большой этажности. В таких случаях силы морозного пучения и вес постройки компенсируют друг друга.

Обратите внимание! При малом весе здания устойчивость ФГЗ не гарантируется.

Отдельным фактором выступает уровень грунтовых вод, влияющий на тип ФГЗ:

Плюсы и минусы

К преимуществам заглубленных оснований относят:

Высокую несущую способность и выдержку значительных весовых нагрузок.
Способность к противостоянию силам морозного пучения и подвижкам грунта.
Устойчивость и надежность.

Недостатки проявляются в трудоемкости и дороговизне. При заложении таких фундаментов возрастают траты на работы и материалы (в 3-4 раза и более при сравнении с малозаглубленными конструкциями с той же площадью), возникает потребность в привлечении спецтехники и существенно растягивается сам процесс строительства.

Помимо этого, к минусам заглубленных конструкций относят потребность в обновлении гидробарьеров и утепляющих прослоек как минимум раз в 10 лет.

Виды массивных оснований в промышленнном строительстве

При заложении фундаментов под мосты, многоэтажные дома и промышленные объекты глубина опор может достигать 40-60 м, что в свою очередь приводит к усложнению технологии и задействованию спецтехники.

На заметку. В большинстве случаев конструкции имеют свайное (опускные и кессонные колодцы, тонкостенные или буронабивные сваи) или ленточное исполнение (стены в грунте).

Опускные колодцы

Замкнутые по периметру, но открытые снизу и сверху полые конструкции относятся к свайным и чаще всего закладываются из кольцевых и сборных элементов, реже, при проходе скальных грунтов или сложной форме колодца – заливаются на месте.

Технология их строительства предполагает поэтапную выемку грунтов после опускания элемента вниз под собственным весом, оптимальной формой опоры считается симметричное кольцо.

После заглубления конструкции до нужной отметки внутренняя полость заполняется бетоном или используется в других целях.

Кессоны

Еще один подвид свайных фундаментов – кессонные колодцы имеют схожую с предыдущей, но более сложную и дорогостоящую технологию строительства. В ходе погружения элементов колодец защищается кессонной прокладкой, с подачей воздуха через верхние люки.

Длина закладываемых кессонов ограничивается 40 м, выемку грунта изнутри приходится выполнять с частой заменой работников, контролирующих процесс. Данный тип заглубленного фундамента выбирается при строительстве массивных домов на рыхлых грунтах, включая участки с высоким УГВ.

Тонкостенные оболочки

Этот тип оптимален при необходимости снижения собственного веса основания без потерь устойчивости. Заостренные металлические полые цилиндры погружаются в грунт с помощью вибрационного оборудования и заполняются бетоном, полученное свайное поле обвязывается ростверками или плитой.

Буровые опоры

Закладываемые в предварительно подготовленные шахты бетонные столбы зачастую имеют расширенную пятку и усиленно армируются в нижней части. Такое исполнение по аналогии с тонкостенными конструкциями выбирается при необходимости снижения давления на грунт и повышенных требованиях к устойчивости фундамента.

Стены в грунте

Монолитные или сборные стены, закладываемые в узких (40-120 см) и глубоких (до 40-60 м) траншеях, оптимальны при строительстве домов с подземными этажами, ограждений котлованов, подпорных конструкций и противофильтрационных завес.

Конструкции совмещают ограждающие и несущие функции и возводятся на любых нескальных грунтах за исключением плывунов, включая участки с высоким УГВ.

В отличие от традиционных ленточных фундаментов, такие конструкции закладываются без опалубки, после разработки траншей грейфером или гидравлическими фрезами и укрепления стенок бетонитом.

Какие типы применяют для частного дома?

В качестве основания для частных построек из тяжелых материалов с 2-3 этажами чаще всего используется:

Монолитная или сборная лента с глубиной заложения до 2 м и шириной от 30-40 см. Конструкции укладываются на уплотняющие и дренирующие подушки толщиной от 20 см, армируются и защищаются гидроизоляционными прослойками.
Свайные фундаменты с заливаемыми или готовыми ж/б опорами длиной до 15 м, обвязываемые ростверком.
Плитные основания с цокольными лентами под будущими несущими стенами.

Нужный тип выбирается исходя из условий на участке и ожидаемых нагрузок.

Совет. При планировании заложения в доме подвала владельцы останавливаются на ленточных конструкциях.

Как происходит закладка основания на большие глубины?

Даже при самостоятельном строительстве работы требуют привлечения спецтехники – как минимум на этапе подготовки траншей, опускания тяжелых готовых опор или заливки большого объема бетона. К закладке фундамента приступают после подготовки материалов и площадки (при необходимости – с выравниванием), разметки, подвода коммуникаций и согласования этапов работ.

Ленточного

Самый распространенный в частном строительстве и дающий возможность заложить стены подземных этажей ленточное заглубляемое основание требует грамотного расчета и точной разметки:

Выборка грунтов на большую глубину выполняется с помощью спецтехники, с постоянным контролем уровня. На сложных и рыхлых грунтах периметр ленты разбивают на отдельные участки в 3-6 м и укрепляют стенки бетонитом или специальными панелями.
Ленты со сравнительно небольшой глубиной заливаются в сплошные и ровные опалубки.

Монолитные ленточные фундаменты заливаются без перерывов, при отсутствии такой возможности опалубка разделяется на отдельные зоны вертикальными перегородками.

К важным условиям технологии относят:

выгонку воздуха и разравнивание бетона глубинными вибраторами; подошвы и внешних сторон;
обязательное армирование конструкции объемными каркасом;
аккуратное послойное обратное засыпание грунта.

Из видео узнаете, как сделать ленточный фундамент глубокого залегания:

Плитного

Классический плитный фундамент в принципе редко закладывается ниже линии промерзания грунта, даже при самых сложных условиях эксплуатации оптимальный диапазон его заглубления варьируется в пределах 0,5-1 м. Риски смещения или деформации конструкции уменьшаются за счет:

увеличения толщины дренажной подушки или самой плиты; подошвы;
замены грунта в котловане;
или заложения водоотводящих систем.

Исключение делается при планировании обустройства в доме подземных этажей или подвалов:

Плита углубляется на 1,7-2 м, при неизменно жестких требованиях к подготовке котлована, армированию и качеству бетона.
По ее периметру и под будущими несущими перегородками возводятся цокольные стены из ж/б или ФСБ.
Подошва и стенки конструкции усиленно защищаются от грунтовой влаги по всей площади и при необходимости утепляются.

Свайного

Устойчивость этого типа фундамента напрямую зависит от правильности расчета свайного поля (а именно – типа, числа, глубины заложения, сечения и интервала опор) и ростверка.

На пучинистых грунтах ленточную или плитную обвязку поднимают выше нулевой отметки на 25-30 см, с обязательным упором нижней части свай в устойчивые слои.

Максимальную несущую способность основания обеспечивают монолитные ж/б сваи, забиваемые дизель-молотом или другими копровыми установками. Технология заложения обвязки в целом совпадает со схемой строительства малозаглубленных ленточных или плитных оснований, соединение армокаркасов опор и ростверка обеспечивается заранее.

Совет. С целью продления срока службы и защиты от промерзания по периметру свайных фундаментов укладывается отмостка.

Основные ошибки и советы по возведению

Типичная и общая для всех видов оснований ошибка – выбор неправильной глубины заложения опор считается самой опасной.

Нормативная глубина промерзания грунта в данном случае становится важным, но не единственным ориентиром, при правильном подходе решение о типе и глубине закладки фундамента принимается после учета всех факторов (УГВ, климатических условий, близости водоемов, состава и однородности грунта, рельефа, потребности в цокольных помещениях, других требований к конструкции).

Помимо этого, к нарушениям относят:

Плохую подготовку рабочих оснований (отсутствующую или слабую трамбовку днища траншей или котлованов, недостаточную толщину подсыпки, игнорирование потребности в разделении слоев или заложению гидроизоляционной отсечки под опорами).
Прокладку коммуникаций после возведения ФГЗ ленточного или плитного типа.
Экономию на конструкционных или изоляционных материалах.
Заливку растворов в неустойчивую, тонкую или имеющие щели опалубку.
Другие ошибки бетонирования (заливку или отвердевание раствора при неподходящих условиях, плохую выгонку воздуха, длительные перерывы, смещение армокаркасов к краям конструкций).
Нагрузку конструкций до завершения процессов отвердевания растворов.

Для получения надежного и устойчивого основания рекомендуется принять меры по отводу воды от конструкций. В особо сложных случаях застройщики вынуждены менять грунт из котлована при обратной засыпке на песок или более плотные и не насыщаемые влагой породы.

Заключение

В заключение стоит напомнить, что углубление фундаментных конструкций ниже линии промерзания всегда требует серьезных вложений и выбирается лишь при повышенных требованиях к их несущим способностям и отсутствии других вариантов. Расчет таких оснований без исключения доверяют специалистам.

Конструкции и область применения опускных колодцев и кессонов

Опускной колодец представляет собой открытую сверху и снизу железобетонную (реже стальную и бетонную) конструкцию (рис. 9.1), стены которой в нижней части имеют заострения (консоли), обычно усиленные металлом (ножи). Опускные колодцы погружаются в грунт под действием собственного веса по мере разработки и удаления грунта, расположенного в полости колодца и ниже его ножа.

Рис. 9.1. Опускной колодец а — погружение колодца.; б — фундамент в виде опускного колодца; 1 — консоли; 2 — стенки колодца; 3 — надфундаментная часть опоры; 4 — железобетонная плита; 5 — бетон, уложенный насухо; 6 — подводный бетон; 7 — прочный грунт; 8 — слабый грунт

Стены колодцев либо сооружают сразу на полную высоту, либо наращивают по мере погружения колодцев в грунт (рис. 9.1,а).

Погружение опускных колодцев в грунт производят с откачкой или без откачки воды из их полости.

После достижения опускным колодцем проектной глубины заложения фундамента полость колодца целиком (рис. 9.1,6) или частично заполняют бетонной смесью сначала подводным способом, а затем насухо. В верхней части колодца сооружают распределительную железобетонную плиту, на которой впоследствии ведут кладку надфундаментной части опоры; в некоторых случаях такую плиту не делают.

Опускные колодцы применяют в случаях расположения грунтов с достаточной несущей способностью на больших (более 5—8 м) глубинах, когда сооружение фундаментов в открытых котлованах из-за сложности крепления их стен экономически нецелесообразно или технически неосуществимо. Так как в подобных случаях кроме опускных колодцев можно применять фундаменты из свай или оболочек, выбор типа фундамента производят на основе технико-экономического сравнения вариантов. Достоинством фундаментов из опускных колодцев является возможность их погружения без использования сложного технологического оборудования. Недостатками их являются большой объем кладки и значительные трудности, возникающие при встрече колодцев в водонасыщенных грунтах с препятствиями в виде крупных валунов, скальных прослоек, топляков и т. п. Устранение таких препятствий возможно лишь после откачки воды из колодцев, что при водонасыщенных грунтах не всегда удается сделать. Трудности, связанные с необходимостью осушения колодца, возникают и при посадке его на скальный грунт, поверхность которого не бывает строго горизонтальной и нуждается в планировке для возможности опирания на него колодца по всему периметру.

Рис 9.2. Кессон а — погружение кессона; б — кессонный фундамент; 1 — консоль; 2 — надкессонная кладка; 3 — трубы для сжатого воздуха; 4 — компрессорная станция; 5 — центральная шлюзовая камера; 6 — прикамерки; 7 — шахтные трубы; 8 — потолок кессона; 9 — нож; 10 — рабочая камера кессона; 11 — кладка надфундаментной части опоры; 12—бетон заполнения шахты; 13 — бетон заполнения рабочей камеры; 14 — прочный грунт; 15 — слабый грунт

Указанные трудности преодолеваются, если фундамент сооружают с применением кессона (рис. 9.2). Кессон (рис. 9.2,а) представляет собой открытую снизу железобетонную или стальную конструкцию, состоящую из потолка и боковых стен. Толщина стен кессона книзу уменьшается и они заканчиваются консолью со стальным ножом. Полость в нижней части кессона называют рабочей камерой. В ней производят разработку грунта, по мере которой кессон опускается под действием собственного веса, а также веса надкессонной кладки, возводимой из бетона над потолком в процессе погружения кессона в грунт. Подачей в рабочую камеру сжатого воздуха обеспечивают отжатие из нее воды, что позволяет вести разработку грунта насухо.

Сжатый воздух вырабатывается компрессорной станцией и подается по трубам как в рабочую камеру кессона, так и в шлюзовой аппарат. Последний состоит из центральной шлюзовой камеры и двух прикамерков — один для рабочих, второй для материалов. Шлюзовой аппарат устанавливают на две шахтные трубы, которые собирают из отдельных металлических звеньев и используют для подъема и спуска рабочих, а также вертикального транспорта материалов и грунта.

Спуск рабочих в камеру кессона производят в следующем порядке. Из пассажирского прикамерка выпускают сжатый воздух, что позволяет открыть вовнутрь наружную дверь прикамерка, в которую входят рабочие. Дверь закрывают и в прикамерок из центральной шлюзовой камеры подают сжатый воздух. Когда давление воздуха в прикамерке станет равным давлению воздуха в центральной шлюзовой камере, открывают дверь между ними и рабочие переходят в эту камеру, а потом по металлической лестнице, установленной в шахтной трубе, спускаются в камеру кессона. Подъем рабочих в центральную шлюзовую камеру и выход их наружу осуществляют в обратном порядке.

Изменение давления от нормального к повышенному (процесс шлюзования) и от повышенного к нормальному (процесс вышлюзовывания) в пассажирском прикамерке необходимо производить так, чтобы рабочие могли постепенно приспособиться к новым условиям. Время, потребное для шлюзования и вышлюзовывания, тем больше, чем выше давление воздуха в кессоне.

Для возможности отжатия воды из рабочей камеры кессона избыточное (сверх нормального) давление воздуха в ней должно несколько превышать гидростатическое давление на уровне низа ножа кессона.

Наибольшее избыточное давление, при котором разрешается работать людям в кессоне, равно 400 кПа. Это определяет максимальную глубину погружения кессона от уровня воды в 40 м.

После достижения проектной глубины заложения фундамента камеру кессона заполняют бетонной смесью (рис. 9.2,6). Затем демонтируют шлюзовой аппарат и шахтные трубы; вертикальную шахту заполняют бетонной смесью. В результате получается массивный фундамент глубокого заложения, на котором возводят кладку надфундаментной части опоры.

Преимущество кессонов по сравнению с другими типами фундаментов заключается в том, что они позволяют возводить фундамент глубокого заложения в любых гидрогеологических условиях. В рабочей камере кессона возможно освидетельствование и даже испытание грунта основания, что весьма ценно.

Кессоны имеют и существенные недостатки, к которым в первую очередь следует отнести вредное воздействие сжатого воздуха на организм рабочих, большой объем бетонной кладки в массивной конструкции фундамента, неиндустриальность конструкции и высокую стоимость кессонных работ. Если под избыточным давлением до 175 кПа разрешается находиться не свыше 7 ч в сутки, то под давлением в 350—400 кПа максимальное время пребывания составляет только 2 ч, из которых 1 ч затрачивается на процессы шлюзования и вышлюзовывания и только 1 ч используется на полезную работу. В связи с этим стоимость кессонных работ резко возрастает с увеличением глубины погружения кессона в грунт.

Читайте также: