В чем смысл деформационного шва если фундамент общий

Один из наиболее частых вопросов проектировщиков и строителей касается целесообразности устройства деформационных швов в надземной части здания при сохранении непрерывности фундамента. На первый взгляд такое решение кажется противоречивым — если фундамент монолитный, зачем разделять стены и перекрытия? Однако такая конструкция является распространенным и технически обоснованным решением, применяемым в определенных условиях строительства.

Деформационный шов с общим фундаментом (температурный шов без разрыва фундамента) устраивается для компенсации температурных и усадочных деформаций надземных конструкций при условии, что грунтовое основание однородно и неравномерные осадки не ожидаются. Такое решение сочетает преимущества монолитного фундамента (общая устойчивость, простота конструкции) с необходимостью разгрузки надземной части от температурных напряжений.

Деформационный шов при общем фундаменте устраивается для компенсации температурных деформаций и усадки бетона в надземной части здания при условии однородного грунтового основания без ожидаемых неравномерных осадок. Шов разрезает стены и перекрытия на всю высоту, но фундамент остается сплошным, обеспечивая общую пространственную жесткость. Применяется при длине здания 30-80 м на плотных однородных грунтах согласно СП 22.13330.2016, СП 63.13330.2018. Основная функция — предотвращение трещинообразования от температурных напряжений при сохранении устойчивости конструкции.

Физика температурных деформаций

Механизм возникновения напряжений

Железобетонные и каменные конструкции подвергаются температурным деформациям вследствие сезонных и суточных колебаний температуры наружного воздуха. Коэффициент линейного температурного расширения железобетона составляет α = 10×10⁻⁶ 1/°C, кирпичной кладки α = 5-6×10⁻⁶ 1/°C.

Для здания длиной 60 метров при годовом перепаде температур от -30°C зимой до +40°C летом (ΔT = 70°C) абсолютное удлинение надземной части составляет:

ΔL = α × ΔT × L = 10×10⁻⁶ × 70 × 60000 = 42 мм

Если здание не имеет деформационных швов, эти 42 мм деформации должны быть компенсированы за счет упругой деформации конструкций или образования трещин. При полном ограничении температурных перемещений (абсолютно жесткое защемление) в конструкциях возникают напряжения:

σ = α × ΔT × E

где E — модуль упругости бетона (для класса В25 E = 30000 МПа).

σ = 10×10⁻⁶ × 70 × 30000 = 21 МПа

Расчетное сопротивление бетона класса В25 растяжению составляет всего 1,05 МПа, то есть температурные напряжения превышают прочность в 20 раз! Это приводит к неизбежному трещинообразованию при отсутствии компенсационных мер.

Роль фундамента в компенсации деформаций

Фундамент, находящийся в грунте ниже глубины промерзания (1,5-2,5 м в зависимости от региона), подвергается минимальным температурным воздействиям. Годовой перепад температур на этой глубине составляет всего 5-10°C, что дает деформации менее 5 мм на 60 метров длины — пренебрежимо малая величина.

Более того, фундамент испытывает значительные силы трения с грунтовым основанием, препятствующие его горизонтальным перемещениям. Для ленточного фундамента шириной 0,6 м, заглубленного на 2 м, при коэффициенте трения бетон-грунт 0,4 сила трения составляет около 50 кН на погонный метр. Преодолеть эту силу температурные деформации не могут.

Таким образом, фундамент является естественной неподвижной опорой, относительно которой деформируется надземная часть. Устройство температурного шва только в надземной части позволяет разделить протяженное здание на независимые температурные блоки, каждый из которых опирается на свой участок общего фундамента.

Таблица сравнения решений

Тип решения	Преимущества	Недостатки	Область применения
Шов с общим фундаментом	Простота конструкции, высокая устойчивость, экономия материалов	Не компенсирует неравномерные осадки	Однородные плотные грунты, длина здания 30-80 м
Шов с разрывом фундамента	Компенсирует температурные и осадочные деформации	Усложнение конструкции, увеличение стоимости на 10-15%	Неоднородные грунты, переменная этажность, длина более 80 м
Без деформационных швов	Максимальная простота, минимальная стоимость	Риск трещинообразования при длине более 40 м	Компактные здания длиной до 40 м, усиленное армирование

Конструктивные решения шва с общим фундаментом

Типовая конструкция шва

Температурный деформационный шов с общим фундаментом включает следующие конструктивные элементы:

Вертикальный разрез надземной части выполняется на всю высоту здания от верха фундамента до карниза. Ширина шва 20-40 мм определяется расчетом температурных деформаций половины длины температурного блока (см. формулу в разделе «Физика температурных деформаций»).

Армирование: вертикальная арматура стен разрывается в плоскости шва с заведением концов стержней на длину анкеровки 30-40 диаметров в каждый блок. Горизонтальные стержни в стенах также разрываются. В уровне перекрытий арматурная сетка разрезается, концы заводятся на длину анкеровки.

Фундамент остается непрерывным: арматурные сетки и стержни фундаментной плиты или ленты проходят через зону под швом без разрыва. Это обеспечивает передачу вертикальных нагрузок от обоих температурных блоков на общее основание и создание пространственной жесткости в уровне фундамента.

Гидроизоляция: в зоне контакта стены с отмосткой (±0,00) устанавливается гидроизоляционная лента шириной 150-200 мм из EPDM-резины, заделываемая в бетон стены с обеих сторон шва. Лента компенсирует раскрытие шва до ±10 мм без потери герметичности.

Узел сопряжения шва с фундаментом

Критическим узлом является место перехода от разрезанной надземной части к монолитному фундаменту. Требуется обеспечить возможность горизонтальных температурных перемещений надземной части относительно фундамента при сохранении передачи вертикальных нагрузок.

Скользящее сопряжение достигается установкой прокладки из двух слоев рубероида или полиэтиленовой пленки по верху фундамента в зоне ±500 мм от оси шва. Коэффициент трения по рубероиду 0,15-0,20 значительно ниже, чем бетон-бетон (0,6-0,7), что обеспечивает возможность перемещений стены на ±20-30 мм с усилием 50-100 кН вместо 300-400 кН без прокладки.

Усиление фундамента в зоне под швом не требуется, так как вертикальные нагрузки от обоих блоков передаются на общий фундамент равномерно. Однако при значительной ширине здания (более 15 м) и высокой нагрузке целесообразно установить дополнительные вертикальные стержни арматуры в фундаменте под осью шва для улучшения распределения усилий.

Отделка и герметизация шва

Шов в стенах заполняется эластичным компенсационным вкладышем (экструдированный пенополистирол, минеральная вата) на всю высоту за исключением внешних 60-80 мм. С наружной и внутренней стороны стены шов герметизируется полиуретановым или полисульфидным герметиком на глубину 40-60 мм с установкой вкладыша из вспененного полиэтилена.

С наружной стороны шов закрывается декоративным нащельником из алюминия, оцинкованной стали или композитных материалов, крепящимся только к одной стороне шва с оставлением второй свободной. С внутренней стороны применяются аналогичные нащельники или шов закрывается отделочными материалами (гипсокартон, панели) с установкой на независимые каркасы с каждой стороны.

Условия применения шва с общим фундаментом

Требования к грунтовому основанию

Температурный шов без разрыва фундамента допускается только при выполнении следующих условий по грунтам:

однородность грунтового основания по всей площади здания (один геологический слой с близкими характеристиками);
модуль деформации грунта E ≥ 10 МПа (плотные пески, супеси твердые, суглинки полутвердые и твердые);
ожидаемая осадка фундамента менее 100 мм, разность осадок смежных температурных блоков менее 30 мм;
отсутствие слабых включений (торф, ил, заторфованные грунты) под частью здания;
отсутствие старых засыпанных котлованов, траншей, подземных конструкций, создающих неоднородность.

При неоднородных или слабых грунтах обязательно устройство температурно-осадочного шва с полным разрывом всех конструкций, включая фундамент. Попытка сэкономить на разрыве фундамента в таких условиях приводит к концентрации напряжений в зоне перехода шва от надземной части к фундаменту и образованию трещин.

Геометрические ограничения

Длина температурного блока при шве с общим фундаментом принимается на 15-20% меньше, чем при полном разрыве всех конструкций. Это связано с частичным ограничением перемещений за счет жесткости фундамента:

для железобетонных каркасных зданий — максимальная длина блока 50-60 м вместо 60-80 м;
для зданий с кирпичными стенами — 35-40 м вместо 40-50 м;
для крупнопанельных зданий — 40-50 м вместо 50-60 м.

При превышении этих значений температурные напряжения концентрируются в узле сопряжения шва с фундаментом, что может привести к образованию вертикальных трещин в стенах на высоту 1-2 этажа от уровня земли.

Проектируете? Мы готовы на всё, чтобы увидеть свой материал в Ваших проектах. Мы нацелены на долгосрочное и взаимовыгодное сотрудничество с проектными бюро и индивидуальными проектировщиками! Сопровождаем проект на всех стадиях развития!

Этажность и конструктивная схема

Температурный шов с общим фундаментом наиболее эффективен для зданий средней этажности (5-12 этажей) каркасной или каркасно-монолитной конструктивной системы. Для малоэтажных зданий (1-3 этажа) температурные напряжения невелики, и часто можно обойтись без швов вообще при усиленном армировании. Для высотных зданий (более 16 этажей) вертикальные нагрузки настолько велики, что требуется полный разрыв конструкций с устройством двух независимых рядов колонн по обе стороны шва.

Примеры применения и ошибки

Успешные реализации

Жилой комплекс протяженностью 120 м на плотных песчаных грунтах был разделен двумя температурными швами с общим фундаментом на три блока по 40 м. Здание 9-этажное, каркасно-монолитное. За 15 лет эксплуатации не зафиксировано трещин, осадка равномерная 35 мм, швы герметичны. Экономия на конструкциях фундамента составила 8% от стоимости нулевого цикла.

Производственный корпус длиной 80 м на суглинках полутвердых с одним центральным швом. Здание одноэтажное с железобетонным каркасом. Шов выполнен с общим ленточным фундаментом под колонны. За 10 лет эксплуатации состояние удовлетворительное, швы работают в расчетном режиме с раскрытием до 15 мм зимой.

Оптовые скидки

Присылайте Ваши заявки - убедитесь в этом!

Доставка - молния

День - в - день отгрузим до ТК или привезем.

Адекватная поддержка

На этапе проектирования и строительства.

Ждем Ваших звонков

+7 (495) 780 21 92

С понедельника по пятницу. С 9 до 18.

Ждем Ваших заявок

INFO@GEOISOL.RU

Всегда

Sort By

Аквастоп, Гидрошпонки, ДО
Гидрошпонка Аквастоп ДO-220/25-4/25 EPДM

Гидрошпонка Аквастоп ДО-220/25-4/25 EPDM — надежный и эффективный материал для герметизации деформационных швов. Произведенная на заводе Аквастоп в России, она сочетает в себе высокое качество и прочность. Шпонка обладает прямой…

1830.00 ₽

В корзину
Аквастоп, Гидрошпонки, ДО
Гидрошпонка Аквастоп ДO-220/25-4/25 ПВХ

Гидрошпонка Аквастоп ДО-220/25-4/25 ПВХ — это надежный и эффективный материал для гидроизоляции инженерных деформационных швов. Она производится из качественного ПВХ компанией Аквастоп в России и имеет прямую форму сечения. Одним…

955.00 ₽

В корзину
Аквастоп, Гидрошпонки, ДО
Гидрошпонка Аквастоп ДO-240/20-4/25 ПВХ

Гидрошпонка Аквастоп ДО-240/20-4/25 ПВХ — это надежный и качественный инженерный материал, который выпускается российским заводом Аквастоп. Он предназначен для использования в строительстве и служит для герметизации и гидроизоляции деформационных швов….

1079.00 ₽

В корзину
Аквастоп, Гидрошпонки, ДО
Гидрошпонка Аквастоп ДO-270/25-6/25 EPДM

Гидрошпонка Аквастоп ДО-270/25-6/25 EPDM — это идеальное решение для герметизации деформационных швов в строительстве. Разработанная российским заводом Аквастоп, эта гидроизоляционная шпонка обладает высокой прочностью и устойчивостью к экстремальным температурам (-50/82)….

2432.00 ₽

В корзину

Типичные ошибки

Устройство шва с общим фундаментом на неоднородных грунтах. Жилое здание длиной 60 м было разделено швом на два блока, но половина здания опиралась на плотные супеси (E=20 МПа), вторая половина — на суглинки мягкопластичные (E=8 МПа). Разность осадок составила 55 мм, что привело к образованию наклонной трещины от шва к углу здания с раскрытием до 8 мм. Потребовалось усиление стен углеродными лентами и устройство дополнительных свай под просевшей частью. Стоимость ремонта 4,5 млн руб.

Превышение критической длины блока. Производственное здание длиной 150 м было разделено одним швом на два блока по 75 м каждый. При расчетной длине блока 50-60 м температурные напряжения превысили допустимые, и в течение первого года появились вертикальные трещины в зоне примыкания стен к фундаменту с обеих сторон шва. Ширина раскрытия 2-4 мм. Устранение — нарезка дополнительных швов в каждом блоке, инъекционная гидроизоляция трещин. Затраты 2,8 млн руб.

Заключение

Деформационный шов с общим фундаментом представляет собой рациональное конструктивное решение для зданий средней протяженности (30-80 м) на однородных плотных грунтах, обеспечивающее компенсацию температурных деформаций надземной части при сохранении общей пространственной жесткости и устойчивости конструкции.

Основные преимущества решения:

экономия материалов фундамента на 5-10% по сравнению с полным разрывом;
упрощение конструкции — один монолитный фундамент вместо двух независимых;
сохранение общей устойчивости здания за счет непрерывности фундамента;
эффективная компенсация температурных деформаций надземной части.

Обязательные условия применения:

однородное плотное грунтовое основание (E ≥ 10 МПа) по всей площади здания;
ожидаемая разность осадок смежных блоков менее 30 мм;
длина температурного блока 35-60 м в зависимости от материала конструкций;
этажность 5-12 этажей, каркасная или каркасно-монолитная система;
устройство скользящего сопряжения (прокладки из рубероида) в зоне контакта стены с фундаментом.

При неоднородных или слабых грунтах, значительных ожидаемых осадках, длине здания более 80 м обязательно устройство температурно-осадочного шва с полным разрывом всех конструкций, включая фундамент. Попытка применить шов с общим фундаментом в неподходящих условиях приводит к трещинообразованию, необходимости дорогостоящего ремонта, снижению долговечности здания.

Проектирование швов выполняется в соответствии с требованиями СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений», СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции», СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» на основании инженерно-геологических изысканий, расчета деформаций, технико-экономического сравнения вариантов.