Что такое подбетонка под фундамент и для чего она нужна при возведении основания?

Фундаменты под различные объекты капитального строительства являются самыми важными и ответственными конструкциями, которые обеспечивают восприятие, передачу и перераспределение нагрузок от здания на грунт основания.

Данные конструкции включают в себя несущую часть – монолитный или сборный железобетонный несущий элемент, а также различные теплоизоляционные, гидроизоляционные и защитные слои, толщина, количество и порядок устройства которых определяются рабочим проектом.

Эти слои укладываются на жёсткое основание из бетона, устраиваемое под фундаментом. Далее подробно описывается, что такое подбетонка под фундамент, из каких материалов она состоит, как производится её монтаж, а также основные особенности и характеристики этой конструкции.

Определение и требования

Подбетонка под фундамент – это такая несущая бетонная, железобетонная конструкция, либо несколько слоёв уплотнённого строительного грунта, сыпучих каменных материалов, которые устраиваются непосредственно поверх естественного уплотнённого, либо частично замещённого искусственного грунтового основания под фундамент.

К конструкции предъявляются базовые требования:

• Механическая прочность и несущая способность под приложенными эксплуатационными нагрузками, собственным весом вышележащих конструкций возводимого здания.
• Достаточная толщина конструктивного элемента для обеспечения надёжности и долговечности, без риска наступления быстрого физического износа или разрушения.
• Отметка верха подбетонки не должна отражаться на вынужденной корректировке проектного положения пола подвального или первого этажа проектируемого объекта.
• Стойкость против воздействия грунтовых вод, химически агрессивных грунтов и других негативных природных факторов.
• Ровная плоскость верха подбетонки для беспрепятственного устройства гидроизоляционных и других слоёв пирога фундамента.
• Набор полной проектной прочности перед устройством любых вышележащих конструкций, в случае устройства подготовки под фундамент из бетона или железобетона.
• Бетонная подготовка под фундамент должна удовлетворять всем требованиям рабочего проекта.

Описанные выше требования к бетонной подготовке, основанию под фундамент здания или сооружения из других стройматериалов регулируются следующими нормативными документами:

• СНиП 52.01.2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». Формально, утратил силу, так как взамен были выпущены обновлённые «Своды Правил» (СП).
• СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции».
• ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия».
• СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».
• СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Подбетонка под фундаментные конструкции закладывается в проект на этапе разработки конструктивных решений для фундаментной части здания, её толщина, состав, конфигурация и особенности определяются характеристиками грунтового основания, категорией объекта, а также прочностным расчётом модели несущего каркаса проектируемого капитального объекта.

Назначение и функции

Подбетонка, устраиваемая под фундаменты несущих конструкций объекта капитального строительства, выполняет следующие основные функции:

• Надёжная основа под гидроизоляционный ковёр, теплоизоляционные и другие материалы, входящие в состав пирога фундаментной конструкции.
• Нижняя часть несъёмной опалубки для бетона фундамента под здание, что исключает утечку жидкого строительного материала в пористый грунт естественного или искусственного основания.
• Дополнительный несущий слой основания под капитальное сооружение, который обеспечивает ему повышенную прочность и устойчивость.
• Водоупор, который снижает риск проникновения грунтовых вод под фундамент и отслоение гидроизоляционного ковра.
• Учитывая, что подбетонка устраивается с несколько большими габаритами, чем конструкция фундамента, она обеспечивает снижение удельного давления от здания на грунт основания и равномерное распределение всех нагрузок от него в пределах сжимаемой толщи.
• Повышение стойкости против пластических деформаций грунтового основания, что существенно сказывается на осадках и крене здания.
• Поверх подбетонки без труда вяжется арматурный каркас будущего фундамента перед его заливкой, в строгом соответствии с чертежами проекта, без риска его деформаций, что обеспечивает самое высокое качество устройства всей конструкции.

Несмотря на то, что данный конструктивный элемент закладывается в чертежи проекта, инженеры редко учитывают его при расчёте модели каркаса здания.

Это обеспечивает также повышенный запас прочности и несущей способности всего здания, так как непосредственно под фундаментом находится не уплотнённый грунт естественного основания, а бетонный, железобетонный элемент, либо строительный сыпучий материал с толщиной от 50 – 100 мм, который отличается повышенными прочностными и деформационными характеристиками.

Разновидности

На практике, проектировщиками и подрядчиками строительства применяются несколько типов подбетонок, наиболее востребованные и популярные модификации которых подробно описываются далее:

• Из гранитного щебня. Устраивается непосредственно поверх уплотнённого естественного, частично или полностью замещённого грунтового основания с толщиной слоя от 200 мм и более. После укладки, подвергается трамбовке, до достижения требуемой степени уплотнения и оптимального показателя несущей способности.

  Фракция щебня зависит от плотности основания под подбетонкой, а также результатов расчёта модели возводимого здания. Наиболее часто используемые фракции от 20 – 30 мм до 50 – 70 мм.

  Учитывая, что насыпная щебёночная подушка не позволяет добиться идеально гладкого основания, её верхняя плоскость может проливаться цементно-песчаным раствором или битумной мастикой, расплавленным битумом, что обеспечивает надёжный гидроизоляционный слой.

• Песчаная подготовка – устраивается по тому же принципу, что и щебёночная. Разница в монтаже заключается в необходимости проливать песок водой, так как во влажной среде он лучше подвергается уплотнению.

  Поверх также рекомендуется заливать слой уплотнённого песка битумом. Мощность такой подготовки остановят от 150 – 200 мм и более, а за 1 проходку следует трамбовать слой с толщиной не более 200 – 250 мм.

• ПГС (песчано-гравийная смесь) – эффективное строительное основание, которое может замешиваться непосредственно на объекте или поставляется на строительную площадку в готовом виде. Особая структура и состав ПГС позволяют добиться эффективного уплотнения до степени 0,95 – 0,98, а также самого высокого показателя несущей способности.
• Бетонная или железобетонная подготовка – самое прочное, надёжное, долговечное, практичное, универсальное и дорогостоящее основания под фундаменты, которое заливается из тощего бетона с классами В7,5 – В10,0 с толщиной от 50 мм и более (как правило, 80 – 100 мм).

  Поверх затвердевшей и набравшей проектную прочность подбетонки устраивается оклеечная или обмазочная гидроизоляция. Данная конструкция незаменима, если под фундаментом требуется укладка эффективного листового слабосжимаемого утеплителя из экструдированного пенополистирола или других материалов.

Несмотря на завышенную стоимость материалов и работ, а также трудозатраты и необходимость длительного ожидания твердения, лучшей считается бетонная подготовка, которая обеспечивает как надёжную основу под все слои пирога фундаментных конструкций, так и повышает их несущую способность и деформативные свойства грунтового основания.

Монтаж

Устройство подбетонки из разных типов строительных материалов – это ответственная работа, для успешного выполнения которой нужно соблюдать определённые требования и следовать технологическим картам.

Далее подробно описываются алгоритмы подготовительных мероприятий, разработки котлована, устройства подушки из сыпучих строительных материалов, а также другие виды монтажных операций, необходимых для устройства высококачественной и надёжной подготовки.

Подготовка

Перед началом работ по возведению подземной части любого капитального сооружения необходимо провести подготовительные мероприятия:

1. Ограждение и обустройство площадки строительства.
2. Проведение геодезической разбивки пятна застройки и вынос строительных осей на местности.
3. Выполнение инженерно-гидрогеологических изысканий с анализом физико-механических характеристик грунтов в составе каждого ИГЭ.
4. Разработка рабочего проекта, построение расчётной модели здания на упругом грунтовом основании, определение прогнозируемых осадок, крена, разработка мероприятий по усилению грунтов.
5. При необходимости – проведение работ по организации насыпей или выемок под пятном застройки на участке с большими перепадами рельефа, до достижения ровной площадки перед разработкой котлована.

По завершении подготовительных мероприятий, предшествующих монтажу подбетонки, необходимо выполнить проверку геодезической разбивки, чтобы избежать серьёзных ошибок впоследствии.

Рытье котлована

Когда подготовительные работы завершены, допускается приступать к разработке котлована под фундаменты будущего капитального сооружения, в соответствии со следующей технологической картой:

1. Снятие растительного слоя.
2. Отрывка котлована в проектную отметку с требуемыми уклонами стенок, в зависимости от угла внутреннего трения грунтового основания.
3. Освидетельствование дна котлована, выявление слабых участков или линз обводнённых грунтов для принятия оперативных мер по их усилению или частичной замене.
4. Организация строительного водопонижения, устройство траншей и зумпфов по периметру котлована.
5. Частичная или полная замена слабых инженерно-геологических элементов, согласно проекту и отчёту об инженерно-геологических изысканий.
6. Устройство песчаной подушки или слоя ПГС с его последующим уплотнением до требуемых прочностных показателей, согласно проекту, тексту нормативной документации.

По завершении уплотнения естественного или замещённого основания, рекомендуется повторно проверить соблюдение горизонтальной плоскости и все высотные отметки по углам, а также по центральным частям дна котлована перед монтажом строительных конструкций.

Укладка подушки

Когда котлован разработан в проектную отметку, а все работы по укреплению или замене основания уже произведены, по его дну устраивается подушка из песка, щебня или ПГС, с соблюдением следующего алгоритма:

1. По дну котлована равномерно распределяется подготовка из сыпучих строительных материалов.
2. Общая толщина одного слоя подготовки не должна превышать 200 мм.
3. Песок или ПГС проливается водой для смачивания частиц строительного грунта. Для щебня проливка не требуется, так как вода не способствует уплотнению грунта с крупными фракциями.
4. Подушка подвергается уплотнению вибротрамбовками с организацией не менее 2 – 3 проходок по каждому следу.
5. Рис необходимости, устраиваются 2, 3 и последующие слои подготовки из грунтов с повышенной несущей способностью.
6. Каждый новый слой с толщиной не более 200 мм подвергается уплотнению аналогичным способом.
7. Когда все слои устроены, выверяется отметка верха подготовки. В случае, если данная величина отличается от проектной так как при трамбовке грунт искусственного основания может давать осадку, потребуется устройство последнего слоя до достижения проектных показателей.

Степень уплотнения грунта подушки легко проверяется при помощи современных метрологических электронных или механических приборов – баллонного плотномера или других устройств, которые показывают точные результаты.

Конструкция из профильных мембран

После устройства и уплотнения грунтовой подушки из строительных сыпучих материалов, устраиваются профильные мембраны, которые должны укладываться и фиксироваться с соблюдением следующих требований:

1. В случае, если под здание предусматривается фундамент мелкого заложения, его подошва располагается выше нормативной глубины промерзании основания, потребуется утеплитель из экструдированного пенополистирола с толщиной, определяемой теплотехническим расчётом проектируемого объекта капитального строительства.

   Этот изоляционный материал одновременно обеспечивает должное сопротивление теплопередаче, а также компенсирует усилия от подвижки пучинистых грунтов.

2. Утеплитель устраивается поверх гидроизоляции, которая представляет собой обмазочную мастику на основе битумных материалов типа «Техномаст» или оклеечную рулонною мембрану категории «Техноэласт», которая устраивается поверх жёсткого основания из тощего бетона.
3. В некоторых случаях, при высоком уровне сезонного подъёма грунтовых вод, может потребоваться устройство одновременно как обмазочной, так и оклеечной гидроизоляции.
4. После укладки упругого малосжимаемого утеплителя, необходимо обязательно защитить данный хрупкий материал, что достигается организацией цементно-песчаной стяжки толщиной от 30 до 50 мм с армированием кладочной или дорожной стальной сеткой.
5. Поверх защитной стяжки выставляются пластиковые дистанционные фиксаторы защитного слоя бетона, после чего вяжется арматурный каркас будущей фундаментной конструкции.

По завершении устройства всех мембран, следует тщательно проверить высотную отметку, чтобы избежать превышений проектной толщины пирога всей конструкции, а также исследовать плоскость на предмет наличия возможных дефектов, и при необходимости, провести локальные ремонтные работы.

Применение бетона

В отельных случаях, рекомендуется применение подбетонки, устроенной из тощего или товарного бетона. Этот стройматериал с повышенной несущей способностью используется в следующих ситуациях:

1. Армированная бетонная подготовка:
   • Под пятном застройки залегают неравномерные или слабые грунты.
   • Высокий уровень сезонного подъёма грунтовых вод.
   • Риск образования карстовых провалов во время эксплуатации возведённого капитального сооружения.
   • Повышенные нагрузки на грунт основания от вышележащих конструкций капитального сооружения.
2. Безарматурная подушка:
   • Устраивается, если грунт естественного основания обладает средней несущей способностью.
   • Необходима, если поверх бетонной подготовки требуется устройство оклеечной гидроизоляции, так как она должна наплавляться на твёрдую поверхность.
   • Отсутствие арматурного каркаса допускается в тех случаях, если подбетонка никак не участвует в обеспечении требуемой несущей способности грунтового основания под фундамент, а сама конструкция обладает достаточной несущей способностью и устойчивостью.
   • Грунтовые воды залегают достаточно глубоко и не оказывают никакого влияния на деформативные свойства основания, так как даже при их сезонном подъёме они расположены ниже отметки подошвы фундамента.
   • Фундаментные конструкции располагаются ниже нормативной глубины сезонного промерзания грунтов, что снижает риск их пучения и образования непроектных внутренних усилий в несущих конструкциях фундамента.

Если здание имеет протяжённые габариты, рекомендуется разбивать подбетонку на отдельные конструктивные блоки, что исключит риск образования произвольных усадочных трещин, которые могут появиться в процессе твердения бетона, что существенно снизит эксплуатационные свойства подбетонки.

Под монолитную ленту

В случае, если подбетонка устраивается под монолитный ленточный фундамент, необходимо придерживаться следующего алгоритма и базовых правил по её корректному монтажу:

• Рекомендуется устраивать подбетонку под монолитный ленточный фундамент только в том случае, если бетон требуется защитить от агрессивного воздействия грунтовых вод, либо если данный фундамент устраивается на слабом грунтовом основании.
• В случае, если ленточный фундамент устраивается на плотных грунтах с повышенной несущей способностью, подбетонка может быть изготовлена в виде песчаной или щебёночной подушки.
• Если монолитная лента устраивается на слабы грунтах, рекомендуется заливка полноценной бетонной подготовки из тощего бетона.
• При наличии высокого уровня грунтовых вод, следует предусматривать армирование подбетонки.
• Габариты подушки должны выступать за грани подошвы фундамента на величину не менее 50 – 100 мм с каждой стороны.

Деформационные и осадочные швы между отдельными строительными блоками здания рекомендуется устраивать только в том случае, если сам фундамент прорезается на всю высоту, вместе с вертикальной частью и подушкой ленты, согласно проекту, а сама подбетонка выполняется из тощего бетона. В случае с грунтовыми подушками данными конструктивными решениями можно пренебречь.

Под сборную ленту

Устройство подбетонки под сборный ленточный фундамент для здания с малой или средней этажностью, выполняется с соблюдением следующей технологической карты, с учётом некоторых правил:

• Учитывая отсутствие жёстких узлов сопряжения отдельных частей сборного ленточного фундамента, рекомендуется устраивать под него подбетонку, вне зависимости от особенностей конструкции и характеристик грунтового основания под ней.
• Минимальная толщина подбетонки, вне зависимости от используемых материалов, должна быть не менее 100 мм.
• Подбетонка должна быть выполнена из ПГС или тощего бетона для обеспечения равномерного распределения нагрузок от фундаментных конструкций в пределах сжимаемой толщи грунтового основания.
• Под бетонную подготовку следует дополнительно устраивать слой из ПГС или уплотнённого кварцевого песка, чтобы исключить разность осадок и крен возводимого капитального сооружения.
• После заливки бетонной подготовки, следует тщательно разровнять её плоскость, что позволит добиться соблюдения требуемой величины защитного слоя бетона до грани рабочей продольной арматуры с постоянной величиной.

Загружение подошвы сборного железобетонного ленточного фундамента перед устройством блоков ФБС допускается производить постепенно, последовательно, с соблюдением горизонтальной порядовки, чтобы избежать неравномерного загружения подбетонки, что часто повышает риск её деформаций, неравномерных осадок или крена фундамента здания.

Изготовление тощего бетона

Учитывая, что фундамент здания изготавливается из полноценного товарного бетона, состав и прочностные характеристики которого должны удовлетворять требованиям рабочего проекта и нормативной документации, такой материал рекомендуется заказывать в готовом виде с официально зарегистрированного ближайшего БСУ (бетоносмесительного узла), снабжающего всю свою продукцию паспортами качества.

В случае с тощим бетоном (в данном строительном материале содержится незначительное количество вяжущего ингредиента), который применяется для устройства подбетонки, к данной вспомогательной конструкции предъявляются менее строгие требования, и её можно легко изготовить непосредственно на объекте, при условии соблюдения следующего алгоритма и пропорций основных компонентов:

Состав тощего бетона (из расчёта на 1 м³ готовой смеси):

• Цемент марки по прочности от М150 до М300 – 150 – 170 кг.
• Песок кварцевый, средней плотности средней крупности – 800 – 850 кг.
• Гранитный щебень или гравий (для тощего бетона для подбетонки допускается использовать крупный заполнитель с заниженными физико-механическими характеристиками) – 1200 – 1300 кг.
• Вода – по консистенции, в зависимости от требуемой подвижности тощего бетона – от 110 до 140 литров.

Инструкция по изготовлению:

1. В электрический миксер с приёмным бункером объёмом от 100 литров и более засыпается цемент в нужной пропорции. Например, для приготовления 0,1 м³ тощего бетона потребуется от 15 до 17 кг цемента марки М150 – М300.
2. К цементу подмешивается нужное количество песка и щебня.
3. Миксер включается, чтобы сухая смесь равномерно примешалась, приняла характерный тёмно-серый оттенок. Перемешивание сухой смесь осуществляется на протяжении 3 – 5 минут.
4. В сухую смесь начинает добавляться вода, порционно, не более 2 – 3 литров за 1 приём.
5. Во время добавления воды, миксер продолжает работать, что обеспечивает равномерную гидратацию вяжущего компонента.
6. Когда смесь достигает нужной консистенции, необходимо оставить миксер в рабочем состоянии на протяжении ещё 3 – 5 минут.
7. В случае, если потребителю требуется увеличение срока схватывания, либо бетонирование подбетонки производится в зимнее время, следует добавлять в смесь пластификаторы и противоморозные добавки. Количество данных синтетических компонентов указано в инструкции по использованию конкретного вещества на этикетке.
8. Готовый тощий бетон подаётся в транспортировочные тары, после чего укладывается в заранее подготовленную для него опалубку.

Следует учесть, что любой жидкий бетон схватывается очень быстро, требует оперативной заливки свежеприготовленной смеси в конструкцию после монтажа отбортовки.

Вторая серьёзная сложность, с которой может столкнуться мастер или собственник объекта недвижимости – малый объём строительной смеси в миксере, для чего требуется непрерывный замес ингредиентов для предотвращения возникновения перерывов в бетонировании.

Заключение

Подбетонка под фундамент – это важный конструктивный элемент, который выполняет множество функций: обеспечивает надёжную основу под слои гидроизоляции, теплоизоляции и защитной стяжки, входящих в состав пирога фундаментных конструкций, согласно рабочему проекту.

Подбетонка обеспечивает дополнительное укрепление основания под пятном застройки, лучшее распределение усилий от приложенных к фундаменту эксплуатационных нагрузок. Подбетонка также создаёт дополнительный водоупор, препятствующий подпору грунтовых вод в паводковый период.