Мастер-класс: бетонный погреб своими руками
Как построить зимний погреб из бетона для продуктовых запасов? Возможно ли использовать энергию грунта для поддержания постоянной температуры? Во сколько обойдётся вся работа по устройству монолитного зимнего хранилища? Пошаговую инструкцию с фото и сметой вы найдёте в нашей статье.
Погреб — необходимый атрибут сельской и загородной жизни. Он является одним из древнейших видов построек, который не изменил свой облик до наших дней. Утепленная яма зимой не промёрзнет, но в ней будет стабильно прохладно. Этот эффект лежит в основе безотказной работы зимнего погреба как хранилища без энергозатрат и с неограниченным сроком службы.
По строению погреба бывают разными — снаружи и внутри дома, подземные и надземные. Мы выбираем золотую середину и строим частично заглублённый (на 50%) погреб с входным тамбуром и естественной грунтовой термоизоляцией. Почему именно этот вид является оптимальным:
Меньше трудозатрат на разработку котлована (по сравнению с подземным).
Изъятый из котлована грунт идёт в дело — для утепления крыши хранилища.
Энергии грунта на глубине ниже промерзания достаточно для поддержания необходимых температурных кондиций.
Стены погреба можно выложить из любого материала, но мы выбрали бетон по следующим причинам:
В свободном доступе были неограниченные запасы речного гравия, который решили использовать в качестве крупного и мелкого заполнителя одновременно. В итоге для приготовления такого бетона потребовалось приобрести только цемент.
Арочный свод проще «вылить» из бетона, чем из другого материала, и на нём не собирается вода.
Технические свойства материала — долговечность, надёжность.
Монолитная конструкция.
Ещё одна особенность погреба — земляной пол. Безусловно, можно его забетонировать, но это будет в прямом смысле «зарывание труда и денег в землю». Сухой и плотный грунт служит прекрасным основанием и обеспечивает беспрепятственный теплообмен на своей поверхности.
Конструктивные характеристики
Общий наружный размер — 4,7х2,4 м.
Высота над уровнем земли: хранилища без утепляющего слоя грунта — около 1,2 м; тамбура в верхней точке — 2,2 м.
Внутренние размеры: хранилища — 3,3х2 м, h = 2,1 м (верхняя точка арки); тамбура — 1х2,4 м, h = 2,1 м.
Лестница — ж/б, ширина 1 м, ступени 300х150 мм, 6 шт. + бетонная площадка 1х1 м.
Материал стен и перекрытий — адаптированная бетонная смесь с частичным армированием (далее — «бетон»).
Вентиляция — естественная, через вентканалы.
Для постройки погреба потребуется следующий инструмент:
Бетономешалка.
Электроинструмент: болгарка, дрель/шуруповёрт, циркулярная пила, электролобзик *.
Плотницкий инструмент: рулетка, шнур, молоток, топор, фомка и т. д.
Шанцевый инструмент: лопаты, возможно, кирка.
Прочее: тачки, вёдра, мастерки и др.
* — за неимением электроинструмента и бетономешалки все работы вполне можно произвести ручным инструментом
Земляные работы
Разбиваем выбранную площадку по размерам (4,7х2,4). Выкапываем котлован на глубину 1 метр.
Примечание. Не нужно далеко отвозить изъятый грунт — он потребуется при утеплении на последнем этапе.
Для удобства и точности работы, чтобы не делать лишних движений, изготавливаем кондуктор в виде рамки размером 4,3х2 м. В месте подпорной стенки бетонной лестницы (1 м от края «при входе») добавляем контур (1х0,2 м). Наружные грани рамки будут служить ориентиром при дальнейшем заглублении грунта под фундамент стен. Иными словами, рамка обозначает внутренние границы помещения.
Выкапываем периметр от стенки котлована до кондуктора на глубину 300 мм. Получилась траншея сечением 300х200 мм. Это грунтовая опалубка для фундамента будущих стен.
Бетонирование фундамента под стены
Во всех конструктивных элементах применена адаптированная бетонная смесь: на 1 часть цемента — 1 часть песка и 3 части речного гравия. При этом гравий должен иметь разную фракцию от 0,1 до 20–40 мм.
Раскладываем в траншее валуны, крупные булыжники и бутовый камень.
И бетонируем фундамент стен.
При укладке бетона максимально трамбуйте его всеми подручными средствами.
Внимание! Не нужно добавлять в бетон фундамента старый ржавый металлолом, полые трубы и трубки, сетку Рабица, б/у гвозди, полосы. Если есть возможность — армируйте любыми продольными связками проволоки, прутами арматуры, тонкими решётками.
Устройство ступеней
Пока схватывается бетон, нужно изготовить ступени. В нашем случае это будет засыпная лестница. Как её сделать — читайте в нашей статье. В арматуру лестницы нужно ввязать выпуски проволоки для последующей привязки каркасов стен (если они будут).
Примечание. В данном случае применены стены из адаптированного бетона без арматурного каркаса. Это допустимо в связи с малой нагрузкой на конструкцию.
После того как бетон уложен в лестницу, необходимо выдержать паузу — чем больше, тем лучше. В этом случае недостаточно привычных 3 суток — бетон должен как следует отвердеть, иначе есть риск испортить ступени, случайно отломав их края. Плюс скидка на не заводское качество бетона, раствор в нём должен набрать максимальную прочность.
Это время можно использовать для изготовления щитов и арочных ригелей. Для щитов оптимально использовать доску 40–50х250 мм длиной 5 м.
По прошествии 20–25 дней можно приступать к устройству опалубки для стен.
Щитовая опалубка. Бетонирование стен
Применение щитов из доски 40х250 мм обусловлено их универсальностью и податливостью дерева к обработке. Стоимость 1 кв. м такого щита вдвое ниже, чем из фанеры, ОСБ или другого материала. После бетонирования стен щиты можно разобрать, а из доски собрать опалубку перекрытий. По завершении всех работ её можно многократно использовать в хозяйстве.
Собираем щиты по 2–3 доски и подрезаем их по внутреннему размеру помещения, т. е. по фундаменту стен.
Таким же образом устанавливаем подрезанные щиты на ступенях лестницы. Раскрепляем опалубку упорами по всем направлениям. В нижней части забиваем колышки и делаем откосы. Перед бетонированием закладываем в опалубку (30–40 см от земляного) пола трубу 150 мм с коленом для вентиляции.
Укладываем бетон в опалубку. Тщательно простукиваем молотком борта — это нужно для выхода воздуха и лучшей усадки смеси. После этого внедряем в сырой бетон закладные петли из проволоки 6 мм или арматурные крюки (для лучшей связки слоёв бетона).
После схватывания первого слоя (через 3 дня) демонтируем и переустанавливаем опалубку и аналогичным образом бетонируем стены до уровня земли.
По достижении уровня земли нам потребуется установка второго («ответного») щита на каждой стене. Устанавливаем опалубку и постепенно бетонируем стены до достижения заданной высоты (1 м).
Используйте откосы в качестве подпоров.
Следите за линейными размерами — не меняйте щиты местами.
Внимание! Обязательно проверяйте диагональ периметра перед укладкой каждого слоя.
Надёжно раскрепляйте верха. Если это возможно, используйте статичные элементы — стены соседних зданий, столбы, крупные камни.
Каждая заливка будет поднимать стены на 50 см, всего потребуется 4–5 заливок.
В тамбурной части рекомендуем заложить продух в виде окна для освещения и усиленного проветривания, и просушки в оттепель. Для этого сбейте короб заданного размера (250х500 мм) без дна и крышки. Установите его в опалубку в выбранном месте (от угла и верха перекрытия минимум 300 мм) и зафиксируйте гвоздями к щитам. При укладке бетона в этом месте не забудьте особенно тщательно простучать опалубку, чтобы смесь зашла под нижнюю грань короба.
Опалубка перекрытия
Устанавливаем по внутреннему периметру хранилища отбортовочный пояс (по типу армопояса). Для опор используйте срощенную с напуском доску со щитов. Металлические уголки заметно облегчат монтаж и выравнивание. Основная задача отбортовочного пояса — выровнять линию периметра потолка, поэтому горизонтальная доска устанавливается по уровню.
Совет. Можно подвесить по уровню отбортовочную доску на 2–3 гвоздя и потом подогнать под неё подрезанную в размер опору. Другой вариант — «отбить горизонт» уровнем или гидроуровнем, замерить размеры и собрать на земле рамку из доски периметра и опор, а затем установить её целиком.
Монтаж арочных ригелей можно проводить как одновременно с поясом, так и после — на усмотрение мастера. Они должны быть привязаны к опорам. Шаг — 600–700 мм.
После установки ригелей добавляем недостающие стойки и раскрепляем их откосами. Устраиваем сплошной дощатый настил опалубки арочного перекрытия и накрываем его рубероидом в один слой.
Примечание. Рубероид в этом случае нужен не для гидроизоляции потолка, а для герметичности опалубки перекрытия.
Для устройства вытяжки вентиляции в противоположном притоку углу прорезаем отверстие 150 мм и устанавливаем трубу ПВХ.
Армирование арочного перекрытия
Армирование будет выполнено в виде сетки из арматуры А3 14–16 мм с шагом 140–150 мм. Здесь понадобятся ограничители, которые в народе именуют «лягушками», высотой 50 мм по 3 шт. на каждый арочный стержень. Они нужны для выдержки защитного слоя бетона.
На выпуски проволоки или арматурные крюки по длинным стенам навязываем сплошные стержни. Опытным путём устанавливаем длину арочного стержня с учётом защитного слоя. Затем нарезаем в размер нужное количество стержней (25 шт.).
Примечание. Густота армирования может быть и большей, вплоть до ячейки 70х70 мм.
Подвязываем к арочному стержню «лягушки» — одну в середине и по одной в 800 мм с каждого конца и устанавливаем на опалубку.
Навязываем поперечные стержни с шагом 140–150 мм.
Монтируем наружную отбортовку и бетонируем арку густой смесью. В процессе укладки обязательно тщательно простукивать опалубку снизу и по краям.
По краям следует заложить петли из проволоки 6 мм с шагом 300–400 мм. Они понадобятся при устройстве бортика для грунта. Он нужен для того, чтобы грунт не осыпался с покатой крыши, и его не вымыло дождём.
Гидроизоляция арочного перекрытия
Для этого был использован обычный битум в виде монолитных смоляных кусков. Перед нанесением его необходимо растопить (нагревом), попутно утилизируя деревянные отходы.
Наносим растопленный битум на поверхности, которые будут контактировать с грунтом — крыша и стены хранилища.
Внимание! Рабочая температура битума — до 120 °С. Будьте осторожны во избежание ожогов.
Бетонирование крышки тамбура
Следует отметить, что форма тамбура может быть любой, в том числе и без уклона. В нашем случае уклон есть. После бетонирования стен должно пройти не менее 21 суток перед устройством перекрытия.
Стены тамбура должны быть очищены от остатков опалубки и готовы к монтажу.
По примеру арочного перекрытия устраиваем внутренний отбортовочный пояс.
В нашем случае крышка тамбура превосходит его размеры на 200 мм. Для устройства такого «свеса» перекрытия потребуется установка опалубки снаружи стен.
После устройства наружного и внутренних бортов сшиваем противоположные внутренние отбортовочные доски сплошным настилом.
Внимание! Все наружные и внутренние борта обеих стен (всего 6 бортов) должны находиться в одной плоскости.
Верха бортов раскрепляются сплошной рейкой.
Армирование крышки тамбура производится аналогично арочному перекрытию — привязываются продольные стержни по стенам и к ним крепится на проволоку сетка из арматуры А3 12–16 мм с ячейкой 140–150 мм.
Бетонирование наклонного перекрытия делается «под крышку». Это значит, что небольшие участки (в нашем случае по 0,5 пог. м) сначала накрываются сплошным настилом, а затем в них укладывается бетонная смесь.
Над козырьком тамбура также будет отбортовка из кирпича, поэтому по периметру нужно заложить проволоку.
Когда полностью высохнет гидроизоляция, нужно засыпать перекрытие хранилища грунтом слоем 300 мм. Окончательный вид получился таким:
После уборки строительного мусора холм над хранилищем будет засеян газонной травой для укрепления склонов.
Расчёт объёма материала
Для упрощения среднюю высоту стен принимаем за 2 м.
Доска для опалубки
Необходимая длина щитов: внутренний периметр плюс наружный периметр плюс стенка тамбура плюс 10%:
Рвнутр. = 4,3 х 2 + 2 х 2 = 8,6 + 4 = 12,4 пог. м
Рнар. = 4,7 х 2 + 2,4 х 2 = 9,4 + 4,8 = 14,2 пог. м
Стамб. = 1 пог. м
Lщитов = 12,4 + 14,2 + 1 = 27,6 пог. м
Квадратура опалубки будет равна длине щитов, умноженной на ширину одного щита. При ширине щита 600 мм:
Sопалубки = 27,6 х 0,6 = 16,56 м2
Кубатура доски для опалубки будет равна квадратуре опалубки, умноженной на толщину доски. При толщине 40 мм:
Vдоски = 16,56 х 0,04 = 0,66 м3
Прибавляем к расчётной кубатуре 15% на подрезку, арочные ригеля и пр. Итого сметный объём доски:
Vсмет. = Vдоски + 15% = 0,66 + 0,1 = 0,76 м3
Материал конструкции
Бетон. Кубатура бетона складывается из суммы объёмов фундамента, стен, перекрытия и лестницы. Поскольку фундамент по ширине равен стенам, прибавляем его высоту к высоте стен. Итого расчётная высота стен:
Нстен = 2 + 0,3 = 2,3 м
Объём стен равен наружному периметру плюс длина подпорной стены лестницы умноженному на толщину стены (200мм) и на высоту стен:
Vстен = (4,7х2 + 2,4 х 2 + 1) х 0,2 х 2,3 = 6,99 = 7 м3
Объём перекрытия равен площади перекрытия, умноженной на толщину.
Площадь перекрытия хранилища будет равна наружной длине, умноженной на ширину плюс 15% на изгиб арки:
Sпер. хран. = 3,7 х 2,4 +15% = 8,88 + 15% = 10,2 м2
Площадь крышки тамбура будет равна наружной длине + 400 мм, умноженной на наружную ширину + 400 мм плюс 20% на уклон:
Sкр. тамб. = (2,4 + 0,4) х (1,2 + 0,4) +20% = 2,8 х 1,6 + 20% = 5,37 м2
Итого расчётная площадь перекрытий равна сумме площадей перекрытия тамбура и хранилища:
Sперекытий = Sпер. хран. + Sпер. тамб. = 10,2 + 5,37 = 15,57 м2
Объём бетона в перекрытиях равен их площади, умноженной на толщину плиты (200мм):
Vбет. пер. = 15,57 х 0,2 = 3,11 м3
Объём бетона в лестнице равен сумме объёмов всех ступеней (6 шт.) плюс объём тела лестницы.
Объём одной ступени при размерах 300х150 мм и ширине 1 м будет равен половине произведения длины проступи на высоту подъёма и умноженной на ширину марша:
V1ст. = 0,15 х 0,3 х 1 = 0,045 м3
Vст. = V1ст. х Nст. = 0,045 х 6 = 0,27 м3
Объём тела лестницы равен линейной длине марша, умноженной на толщину тела. Чтобы не утомлять читателя вычислениями длины марша из размеров одной ступени через теорему Пифагора, примем её за 2 метра. Достаточная толщина тела засыпной лестница в данном случае будет равна 100 мм:
Vтела лест. = 2 х 0,1 = 0,2 м3
Итого объём всей лесницы:
Vлест. = Vст. + Vтела лест. = 0,27 + 0,2 = 0,47 м3
Пол тамбура тоже бетонный. Его размер 1х1 м, кубатура 0,2 м3.
Общая расчётная кубатура конструктивных элементов будет равна сумме полученных объёмов:
V = 7 + 3,11 + 0,47 + 0,2 = 10,78 м3, принимаем 11 м3
Все эти расчёты были нужны для вычисления количества цемента. Согласно пропорциональному соотношению адаптированной бетонной смеси с речным гравием и песком 1:1:3, объёмная доля цемента должна составить ¼ объёма бетона. К гравию, как к крупному заполнителю, необходимо применить объёмный коэффициент 3. В итоге пропорция изменится на 1:1:9. Тогда объёмная доля цемента будет равна 1/10 бетона, что составит 11/10 = 1,1 м3. При плотности цемента 3000 кг/м3 необходимое количество составит 3000х1,1 = 3300 кг. В мешках по 50 кг это будет:
Nмеш. = 3300/50 = 66 шт.
Арматура
Общая длина стержней каркаса складывается из суммы длины рабочей и распределительной арматуры. В нашем случае армирование применено на двух перекрытиях — хранилища и тамбура.
Сумма длин стержней в каждом из рядов будет равна длине стены, делённой на шаг (150 мм) плюс один и умноженной на длину примыкающей (перпендикулярной) стены.
Продольные и поперечные стержни в перекрытии хранилища:
Lпрод. хр. = (3,7 / 0,15 + 1) х 2,4 = 25,66 х 2,4 = 61,6 пог. м
Lпопер. хр. = (2,4 / 0,15 + 1) х 3,7 = 17 х
