На сегодняшний день в качестве основания под жилые и промышленные сооружения достаточно часто применяется ленточный фундамент. Он достаточно прост в выполнении и не требует создания сложных чертежей. Кроме того, важно отметить, что самым главным преимуществом такого типа основания является доступная стоимость.
Все, что нужно знать о ленточном фундаменте
Специалисты в строительной отрасли относят ленточный тип основания к монолитным основам, но только за исключением одного, но весьма значимого отличия – экономичности и доступности. Несмотря на то, что количество бетонного раствора, необходимого для проведения работ, снижается, фундамент не теряет своих прочностных характеристик и отличается особой степенью надежности. Сегодня его применяют для сооружения высотных зданий, промышленных и общественных объектов, а так же, конечно, в строительстве загородных коттеджей любой этажности.
Опоры для ленточного основания
Опорные конструкции, которые применяются для такого типа основания, бывают 2 разновидностей, а именно:
- Ленточный монолитный фундамент. Бетонная смесь постепенно и равномерно заливается в котлован;
- Сборный ленточный фундамент. Кроме раствора применяются также уже готовые конструкции из железобетона.
Для того, чтобы определить, насколько глубокой должна быть траншея в данном случае, необходимо руководиться картой промерзания почвы. Для каждой местности она разная, а если во время проведения работ будет применяться неточный показатель, то такая оплошность может быть чревата усадкой сооружения или даже разрушением всего основания. Ширина ямы зависит от того, какая нагрузка будет оказываться на фундамент в процессе непосредственной эксплуатации дома.
Что нужно учитывать во время расчетов?
Для того, чтобы провести расчеты правильно, важно учитывать следующие характеристики:
- вес будущего сооружения. Чтобы рассчитать данный показатель, следует руководствоваться общим весом материалов, которые будут применяться для строительства. Немаловажным фактором является и этажность сооружения.
- тип почвы. Он оказывает непосредственное влияние на степень усадки.
- степень нагрузки на фундамент во время периода эксплуатации.
Составляем план правильно
Создавая опоры для ленточного фундамента чертеж должен отвечать следующим требованиям.
- При определении наиболее подходящего масштаба настоятельно рекомендуется выбирать либо 1 к 100, либо 1 к 400.
- До начала строительных работ следует провести разметку участка.
- Если вы планируете создавать дом или общественное сооружение с колоннами, обязательно следует указать данное обозначение и разрез на чертеже.
- Все линии на бумаге должны быть четкими и точными, толщина каждой из них – 0.5-0.8 миллиметров.
В общей схеме непременно должно быть обозначение подошвы, а также места, в которых будут находиться различные выпуклости или же углубления. Это важно для того, чтобы рассчитать расположение коммуникаций от центральных магистралей.
Такие отверстия и выступы обязательно должны быть отображены на схеме контурно и прерывистыми линиями. Если это будет необходимо, можно сделать пояснительные заметки и сноски.
Сложные участки схемы
Если вы планируете возводить капитальное и масштабное сооружение, то оно наверняка потребует создание сложного сборного или монолитного основания. Как правило, такие схемы невозможно уместить на одном чертеже. Поэтому специалисты в строительной индустрии настоятельно рекомендуют разрабатывать отдельные схемы сложных участков. Как вариант, можно нанести на главный план дополнительные осевые линии и обозначение сечения (при необходимости), а также создать крупные разрезы на листе, предварительно сделав отметку об этом. Кроме того, в зависимости от степени сечения рекомендуется выбирать масштаб 1 к 20, 1 к 25, либо 1 к 50, для того, чтобы максимально приблизить разрез и сложные конструкционные элементы.
Дополнения к схеме
В том случае, если вы собираетесь создавать монолитный либо сборный тип ленточного основания, то, для уточнения чертежей, следует сопровождать их следующими техническими документами:
- Схема армирования участка из расчета будущей нагрузки сооружения на фундамент;
- Приложение, которое отображает конструктивные особенности сооружения;
- Рекомендательные пояснения относительно подготовительных работ на участке;
- Таблицы и схемы, которые необходимы для проведения гидроизоляции и теплоизоляции фундаментов.
- Данные о нормах нагрузки на опоры основания.
Определение степени заглубления
Как уже было сказано, глубина траншеи для создания ленточного типа основания рассчитывается в зависимости от сферы применения опор. Сегодня пользуются популярностью 2 основных типа конструкций – глубоко- и мелкозаглубленные. После того, как вы определитесь, какому из вариантов стоит отдать предпочтение, должно быть сделано соответствующее обозначение на плане.
- Первый вид основания отличается усиленным армированием и является отличным выбором для больших сооружений, проект которых подразумевает создание подвальных помещений, мансарды или же тяжелых перегородок. Считается, что наиболее оптимальным показателем степени заглубления траншеи для ленты является показатель, который на 20-25 метров превышает уровень конкретного региона.
- На чертежах непременно содержится информация о том, насколько глубоко будет заглублена лента. Важно помнить, что количество расходных материалов для формирования заглубленных опор на порядок больше.
Принципиальные отличия схем опор
Выше мы постарались как можно детальнее описать процесс создания плана сооружения, для которого применяется ленточный фундамент чертеж. Но вместе с этим не стоит забывать о том, что чертежи, содержащие сведения о сборном типе опор, кардинально отличается от монолитных тем, что в нем есть разрез, а также обозначение прямых и угловых железобетонных конструкций.
Проводим расчеты самостоятельно
Уверяем вас, что сегодня в сети предоставлено достаточное количество информации для того, чтобы максимально провести все необходимые расчеты. Для этого совершенно не обязательно быть инженером и иметь техническое образование. При ответственном подходе к вопросу, а также будучи наблюдательным и внимательным человеком, с легкостью можно рассчитать все критерии, необходимые для создания, к примеру, ленточного основания для нежилого сооружения либо ограждающей конструкции. Важно учитывать следующее:
- Вертикальное воздействие на грунт;
- Нагрузку веса основной конструкции на основание;
- Вес крыши и стропильной системы (но только в том случае, если вы собираетесь возводить сарай или нежилой флигель);
- Создавая чертеж фундамента, для того, чтобы исключить погрешности, результаты необходимо умножить на «2%». Это поможет перестраховаться от возможных недочетов в процессе самостоятельного проектирования.
Потребуются ли услуги профессиональных специалистов для создания чертежа?
Разумеется, план ленточного фундамента для жилого дома нуждается в намного более точных и детальных расчетах, которые лучше всего доверить специалисту. Обращаясь к мастеру своего дела, вы можете быть уверены, что чертеж будет:
- легко читаемым;
- максимально точным;
- соответствующим всем требованиям СНиП;
- содержащим исчерпывающую информацию о подготовительных работах;
- имеющим, кроме основного чертежа, технические приложения в виде различных таблиц, схем и т.д.
В этой статье мы постарались предоставить исчерпывающую информацию о процессе и принципе создания чертежа ленточного фундамента для жилого, а также нежилого сооружения. И помните, что если вы не уверены в своих силах, то не пытайтесь самостоятельно или же при помощи нелицензионных программ проводить расчеты, необходимые для такого основания. Экономия в таком случае может быть чревата огромными потерями или же даже разрушением всей постройки или ограждения.
Фундамент буронабивной широко применяется при строительстве малоэтажных домов. Чаще всего применяется он для теплых домов, возведение которых осуществляется по монолитной технологии на основе несъемной опалубки, либо при строительстве каркасных домов. Связано это с тем, что такие здания обладают небольшой общей массой, что приемлемо как раз для буронабивных фундаментов. Одна свая такого основания имеет несущую способность, равную примерно 1700 кг.
Фундамент буронабивной с ростверком
Буронабивной фундамент с ленточным ростверком обеспечивает более надежное основание под малоэтажные здания. Использовать его можно на песчаных, слабопучинистых и пучинистых грунтах. Он отличается достаточно высокой надежностью. Использование фундамента буронабивного ростверкового имеет ряд достоинств. Во-первых, его устройство не столь трудоемко, а себестоимость всех основных работ значительно ниже, чем при устройстве многих других видов основания. Во-вторых, ростверк позволяет минимизировать контакт основания с мерзлым грунтом, что значительно снижает теплопотери в доме. В-третьих, особое соединение свай и небольшая поверхность ростверка позволяют рассмотреть фундамент буронабивной как виброизолирующую систему здания. Благодаря этому свойству дома, расположенные в непосредственной близости от железнодорожных путей, шоссейных магистралей и подобного, строят именно на таком основании.
Технология возведения фундамента
Сваи буронабивного фундамента заливаются непосредственно на строительной площадке. Изначально изготавливаются под них скважины, затем устраивается армирующий каркас, значительно укрепляющий основание. И уже после этого заливается бетон, цемент для фундамента либо другой аналогичный материал. Выполняться свая может без обсадной трубы или с ней, в открытой скважине сухим методом или с глинистым раствором. По восприятию нагрузки фундамент буронабивной может иметь следующие виды свай: стойки, которые упираются на прочные слои грунта, и висячие, которые передают получаемые нагрузки на почву за счет сил трения боковых поверхностей. Для равномерного распределения общей массы здания на все сваи выполняется ростверк. Его высота зависит от типа здания. Для деревянных домов его величина должна быть не менее 40-60 см, для каменных - не менее 20-30 см. Ширина фундамента должна соответствовать толщине стены первого этажа дома.
Особенности строительства фундамента буронабивного
Строя фундамент буронабивной, необходимо соблюдать различные правила его устройства. Так, в ростверке должны быть предусмотрены продухи - вентиляционные отверстия. Располагаться они должны не ниже, чем на 30 см от отмостки здания. Арматура, выходящая из свай, должна заходить не менее чем на 20 см в ростверк. Опора должна входить в него примерно на 4-6 см. Если местность, в которой строится здание, имеет большие уклоны, то ростверк должен строиться ступенями. Высота их зависит от толщины стен дома. Если уклон маленький, заливка ленты ростверка должна выполняться переменной высоты: верхний уровень - горизонтально, а нижний - вдоль уклона.
В целях безопасной эксплуатации строения фундаменты для загородных домов возводят с запасом прочности в 30%. Очень важно в самом начале строительства не допустить ошибок в заложении прочного основания под дом и, что немаловажно, не жалеть средств на хороший фундамент. Поскольку именно эти факторы являются причиной значительных расходов в будущем, которые будут направлены на устранение неграмотно принятых решений в свое время.
Фундаменты для загородных домов: от чего зависит ?
Роль фундамента заключается в следующем:
- воспринимает нагрузки от стен, выше расположенных конструктивных элементов дома, боковое давление грунта;
- защищает цокольные этажи и подвалы от разрушающего действия сырости и грунтовых вод. С целью отведения поверхностных вод организуют уклон грунта и устраивают отмостку.
В малоэтажном строительстве используют различные конструкции и . Фундаменты для загородного дома по своей стоимости могут достигать 20% от общей стоимости строительства. Поэтому для каждого застройщика вопрос выбора недорогого, но вместе с тем надежного основания является важным.
Лучше по этому поводу обратиться за помощью к специалисту. Но если такой возможности нет, то на что следует обратить внимание в первую очередь при выборе долговечного основания? Учитывается:
- чувствительность конструкции к неравномерному перемещению фундамента;
- состав грунтов в основании;
- сила морозного пучения;
- применяемые материалы;
- технология строительства.
Немалую роль играет , который для основания, выполняемого различными методами, составляет:
- ленточный на цементном растворе бутовый или бетонный — до 150 лет;
- столбчатый (бутовый или бетонный) — до 50 лет;
- деревянные стулья — до 10.
На выбор подходящей основы для загородного дома будет влиять и качество грунта. Грунт нужно оценить по таким показателям, как: прочность, устойчивость на сдвиг, опасность оползновения, просаживания, пучения. Эту оценку производят, пользуясь результатами геологических исследований организаций. Если такие данные невозможно получить, грунт исследуют самостоятельно. Для этих целей вырывают шурф или пробуривают скважину. Помимо этого важно определить уровень нахождения грунтовых вод. Особое внимание важно обратить на почвенный слой, так как его в качестве основания не используют.
Самое главное в выборе прочного фундамента для дома, как и в любом вопросе, нужно искать золотую середину между стоимостью и его качеством. Как было отмечено, материал и технология строительства дома принимаются в расчет при решении того, какое основание для дома выбрать.
Например, не всегда то основание, которое подходит для дома, выполненного каркасным способом, подойдет кирпичному дому. Если строительство каркасных домов оправдывает применение столбчатого фундамента, то для тяжелых построек из кирпича, он вряд ли будет пригоден. Кирпичному дому требуется более надежная конструкция фундамента. Но переплачивать тоже не стоит.
Закладка свайного фундамента будет нерентабельной для возведения одно- или двух этажного дома, поскольку монтаж свай требует привлечения дорогостоящей сваебойной техники. Покупка свай, их транспортировка, разгрузочные работы на объекте, обустройство монолитного ростверка тоже повлекут за собой немалые затраты. Получается неоправданно высокой стоимость фундамента такого типа. Поэтому применение основания на сваях не нашло широкого распространения в практике для малоэтажного строительства. Самым распространенным типом оснований, пользующимся высокой популярностью при строительстве домов из кирпича, газобетона, пенобетона, считается ленточный тип основания.
Ленточный фундамент
Он подходит для построек, имеющих тяжелые перекрытия или стены (кирпичные, каменные, бетонные). Его закладывают под внутренние и наружные капитальные стены. Остановиться на этом варианте основания следует, если дом предусматривает наличие теплого подполья, подвала, цокольного этажа или гаража. Подвалы обустраивают в тех домах, которые строятся на необводненных грунтах. Высота подполья должна составлять до 2,2 метра. Фундаментные стены закладывают на глубину ниже подвального пола на 0,5 метра.
Небольшая глубина заложения под ленточное основание возможна в том случае, если существует вероятность возникновения неравномерности деформирования основания. Для этого в ленте обустраивают непрерывные армированные пояса.
Ленточный фундамент проектируют монолитным или сборным.
Для обустройства ленточных монолитных фундаментов для домов роют котлован, на дне которого выставляют опалубку, арматуру, теплоизоляционные листы. Бетон заливают между стенками опалубки.
Сборный ленточный тип представляет конструкцию из бетонных стеновых блоков или ж/б плит-подушек. Ширина ленточного основания должна равняться толщине стены. Чтобы создать необходимую площадь для обеспечения несущей способности основы, этого бывает недостаточно. Чтобы избавиться от негативного влияния сил морозного вспучивания и для увеличения площади основания, фундаменты часто изготавливают расширенными в нижней части. Расширенная нижняя часть основания обеспечивает защиту от выталкивания фундамента из земли.
При этом появляется другая проблема — отрыв верхней более узкой части, подвергающейся воздействию боковых сил пучения. Этого поможет избежать закладка арматурного каркаса внутри фундамента. Он предотвратит разрыв опоры по частям. Если возведение ленточного основания предусматривает использование мелкоштучных материалов — красного обожженного кирпича, бутового камня, бетонных блоков, — то соприкасающуюся с грунтом поверхность покрывают пленкой из поливинилхлорида, смазывают отработанным машинным маслом или укладывают теплоизоляционный слой.
Возведение ленточного фундамента отличается выполнением значительных объемов земельных работ, повышенной трудоемкостью и высоким расходованием материалов. Но тем не менее ленточные основания славятся простой технологией и надежностью.
Вернуться к оглавлению
Плитные (плавающие) основания
Плитные фундаменты относятся к разновидности мелкозаглубленных ленточных. Но имеют свои отличия: их жесткое армирование в пространстве на всей несущей поверхности позволяет воспринимать без внутренних деформаций переменные нагрузки во всех направлениях. Их возводят из монолитного железобетона. Необходимость в их использовании возникает при строительстве на сильносжимаемых грунтах или при высокой отметке грунтовых вод. К примеру, на насыпных (сильнопучинистых, песчаных подушках, залежавшихся свалках и других).
Обустройство предусматривает большой расход материалов (металла и бетона). Поэтому может планироваться при сооружении компактных домов небольших размеров, которые не требуют создания высокого цоколя, а плита находит свое применение для создания пола (гаражи, бытовки, бани). Для более высокого класса домов обустраивают фундаменты в виде армированных перекрестных лент или ребристых плит.
Вернуться к оглавлению
Фундаменты столбчатого типа
Столбчатые фундаменты являются наиболее дешевым и распространенным типом основания. Их целесообразно возводить под дома с легкими стенами: рублеными, деревянными, щитовыми, на основе каркаса. Этот тип фундамента в 2 раза экономичнее ленточного. Столбы ставят во всех углах, в месте пересечения стен, под опорами сильно нагруженных прогонов, под простенками и под другими точками средоточия нагрузок.
Более мощные балки из железобетона или металлические рандбалки укладывают по верху при промежутке между отдельно установленными столбами более 3 метров.
Минимальное сечение столбов основания зависит от того, из каких материалов они изготовлены (из бутобетона или бетона — 400 мм, из натурального камня — 600 мм, из кирпича над уровнем земли — 380 мм, с созданием забирки — 250 мм).
Вернуться к оглавлению
Строительство забирки
Для целей утепления подпольного помещения и предохранения его от проникновения влаги, снега и пыли изготавливают забирку между фундаментными столбами. Забирки, выполненные из разных материалов, имеют разную толщину стенки: для кирпичной кладки она составляет 120 миллиметров, для бутовой — 200 миллиметров, для бетона армированного — 100-120 миллиметров. На 200-300 миллиметров предусматривается глубина. На пучинистых грунтах под забиркой обустраивают песчаную подушку толщиной до 200 миллиметров. С каждой стороны в забирке предусматривают отверстия для вентиляции, имеющие размеры 15 на 150 миллиметров. Их делают выше отмостки на 150 миллиметров. В зимнее время вентиляционные отверстия прикрывают пробками.
Надёжным является фундамент, деформации которого (осадки, пучение) в течение всего срока эксплуатации не превышают значений, допустимых для конструкций дома.
Важнейшим условием надёжного устройства фундаментов в пучинистых грунтах является их устойчивость под действием касательных сил пучения.
Деформации фундаментов должны быть равны нулю. Подошвы фундаментов не должны отрываться от основания, на которое они опираются. Это достижимо, когда нагрузки от дома равны или больше касательных сил пучения, возникающих по боковым граням заглублённых в грунт фундаментов (рис. 1)
.
В действующих Строительных Нормах по проектированию оснований зданий и сооружений принято правило, по которому глубина заложения фундаментов в непучинистых грунтах назначается конструктивно независимо от глубины промерзания, в средне- и сильнопучинистых грунтах - должна быть не менее расчётной глубины промерзания, а в слабопучинистых грунтах глубина заложения фундаментов должна составлять не менее половины расчётной глубины промерзания
(табл. 2, СНиП 2.02.01-83*).
При таком заглублении большие нормальные силы пучения, которые могли бы действовать на подошву фундаментов, в средне- и сильнопучинистых грунтах исключаются, а в слабопучинистых грунтах снижаются до незначительных величин. Касательные же силы пучения, действующие по боковой поверхности заглубленных фундаментов, должны быть задавлены весом сооружения. Это условие, как правило, выполнимо для тяжёлых объектов в промышленном, гражданском и многоэтажном жилищном строительстве. В малоэтажном же строительстве это условие не выполняется. Как показывает практика, нагрузки от малоэтажного дома в большинстве случаев значительно меньше касательных сил пучения.
Требование заложения фундаментов ниже расчётной глубины промерзания было введено в практику строительства в период, когда объёмы малоэтажного строительства с небольшими нагрузками на фундаменты были незначительными и не входили в номенклатуру важнейших объектов пятилеток. Поэтому для таких сооружений (без изменения общего правила заглубления) Нормами предусмотрен комплекс мероприятий, позволяющих обеспечить в пучинистых грунтах требования расчёта по устойчивости малонагруженных фундаментов. "Кроме возможности изменения глубины заложения фундаментов, следует рассмотреть необходимость применения мероприятий, уменьшающих силы и деформации морозного пучения, а также глубину промерзания"
(п. 14.8., СНиП 2.02.01-83*).
Сюда можно отнести:
- введение дополнительных связей, ограничивающих перемещение фундаментов;
- применение других типов фундаментов;
- мероприятия, направленные на преобразование строительных свойств грунтов: уплотнение, полная или частичная замена грунтов с неудовлетворительными свойствами подушками из песка, гравия, щебня и т.п.;
- устройство насыпей;
- закрепление грунтов;
- введение в грунт специальных добавок (засоление, пропитка нефтепродуктами).
Все мероприятия по снижению или исключению деформаций, сил морозного пучения и глубины промерзания можно разделить на конструктивные, инженерно-мелиоративные, физико-химические и теплозащитные. Остановимся подробнее на важнейших из них.
Конструктивные мероприятия
1.
При устройстве заглублённых фундаментов под сооружения с большими нагрузками, превышающими суммарные касательные силы пучения, возможно применение как сборных, так и монолитных конструкций.
При устройстве заглублённых фундаментов под малоэтажные дома с нагрузками, меньшими касательных сил пучения, при применении сборных фундаментов по мере промерзания грунта возможен последовательный отрыв верхних блоков от нижних.
В пространство между блоками может попадать грунт обратной засыпки (рис. 2)
, что приводит к образованию и накоплению остаточных деформаций пучения. В этом случае необходим переход на вариант монолитных железобетонных фундаментов.
2. Под тяжёлыми объектами засыпка пазух траншей и котлованов после изготовления фундаментов возможна местным пучинистым грунтом. Под малоэтажными домами засыпка пазух непучинистым крупным или средней крупности песком позволяет снизить величину касательных сил пучения (рис. За) .
Если ширина траншей или размеры котлованов, принятые из технологических соображений, недостаточны при засыпке пазух песком для обеспечения устойчивости фундаментов, можно увеличить их размеры в плане. Чем шире пазухи обратной засыпки непучинистым грунтом, тем меньше касательные силы пучения, действующие на границе с фундаментами
(рис. 3б)
.
При некоторой ширине траншей остающиеся между фундаментами целики неразработанного грунта могут быть настолько малы, что становится целесообразной разработка котлована под всем домом с заменой пучинистого грунта на непучинистый.
3.
При значительных объёмах земляных работ более рациональным может оказаться решение об изменении глубины заложения фундаментов. Например, заложение фундаментов на такую глубину, при которой силы трения непромерзающего грунта совместно с нагрузкой от дома превышают касательные силы пучения (рис. 4а)
. Правда, при таком варианте существенно возрастает расход железобетона.
Значительно меньший расход железобетона достигается при заложении подошвы фундаментов выше расчётной глубины промерзания - при устройстве мелкозаглублённых фундаментов. В этом случае принимают такое заглубление, при котором касательные силы пучения не превышают нагрузок от дома
(рис. 4б)
.
4.
Более экономичное решение, чем заглубление фундаментов в талый грунт, может быть получено при увеличении поперечного сечения в нижней части фундамента (рис. 5а,б)
, размещаемого ниже глубины промерзания. В этом случае уширенная часть работает как анкер, препятствующий перемещению фундамента под действием касательных сил пучения.
Реактивное давление пучинистого грунта на анкер способствует устойчивости фундамента.
При таком решении, также как и при заглублении в талый грунт, необходимо усиленное армирование фундаментов на разрыв, так как бетон имеет низкое сопротивление растягивающим усилиям.
Для обеспечения надёжного устройства таких фундаментов на весь срок эксплуатации дома заглубление анкерной части рекомендуется выполнять ниже максимально зафиксированной глубины промерзания в регионе строительства.
5.
В процессе расчёта фундаментов на устойчивость может возникнуть необходимость перехода на другие типы фундаментов: вместо ленточных заглублённых использовать столбчатые заглублённые; вместо столбчатых заглублённых - мелкозаглублённые ленточные или столбчатые; взамен буровых опор - столбчатые в котлованах; вместо буровых цилиндрических опор - буровые с уширением и др.
6.
Для снижения неравномерных деформаций пучения при применении мелкозаглублённых столбчатых фундаментов могут быть предусмотрены мероприятия по повышению прочности и пространственной жёсткости надфундаментных конструкций. Это может быть устройство железобетонных поясов жёсткости в уровне перекрытий, армирование кладки (кирпичной и из других штучных материалов) стен, устройство монолитных перекрытий. При применении ленточных мелкозаглублённых фундаментов возможно устройство монолитных железобетонных цоколей в единой конструкции с фундаментами.
Инженерно-мелиоративные мероприятия
1.
Повышение общего уровня строительной площадки путём устройства отсыпки из непучинистого грунта (крупного или средней крупности песка) позволяет уменьшить глубину промерзания пучинистого основания. При этом степень пучинистости грунтов строительной площадки понижается. Подобное мероприятие особенно целесообразно при высоком уровне грунтовых вод.
2.
С целью снижения степени пучинистости грунтов строительной площадки путём понижения уровня грунтовых вод может быть устроен глубинный дренаж.
Однако это достаточно дорогое мероприятие в бесподвальных домах может быть малоэффективным. Например, при снижении уровня грунтовых вод с глубины 1 м от поверхности до 2 м в суглинках и глинах степень их пучинистости изменяется мало.
В домах с цокольным этажом или техническим подпольем устройство глубинного дренажа, как правило, необходимо выполнять с несколько иной целью - устранения возможности подтопления заглублённых помещений грунтовыми водами.
3.
Можно достигнуть снижения пучинистости грунтов за счёт снижения их пористости уплотнением тяжёлыми трамбовками. Вытрамбовывание и выштамповывание траншей и котлованов под фундаменты малоэтажных домов применялось в экспериментальном порядке в 90-е годы в централизованном сельском строительстве. Однако в индивидуальном строительстве этот способ не получил распространения из-за высокой трудоёмкости и стоимости, а также из-за необходимости иметь мощные механизмы и оборудование, которые достаточно быстро выходят из строя.
Физико-химические мероприятия
1.
Нормы предлагают мероприятия по снижению пучинистости грунтов введением в грунт специальных добавок. Засоление грунтов позволяет понижать температуру их замерзания. Пропитка слоя грунта нефтепродуктами существенно снижает его смерзание.
2.
Для снижения смерзания пучинистых грунтов с фундаментами предлагается обмазка боковых поверхностей, находящихся в грунте, консистентными смазками или покрытие их полимерной плёнкой.
3.
Существуют технологии связывания пучинистых грунтов различными способами: химическим, электрохимическим, буро-смесительным и др.
Теплозащитные мероприятия
Возможно полное или частичное исключение промерзания пучинистого грунта с боковой поверхностью заглублённых фундаментов при закладке вокруг них в грунт утеплителей. В сезонно отапливаемых домах утеплитель закладывают с двух сторон фундаментов, а в регулярно отапливаемых домах - только с внешней стороны (рис. 6) .
Следует использовать утеплители, которые не поглощают воду. Для этого годятся, в первую очередь, утеплители, изготавливаемые на основе экструдированного пенополистирола, например, "Пеноплэкс", Styrofoam, Styrodur, Primap1ех, Тер1ех, Теплоизоплит и др.
1.
Прежде всего обратим внимание, что необходимость применения многих мероприятий по обеспечению устойчивости заглублённых малонагруженных фундаментов в пучинистых грунтах возникает
из-за отсутствия основного условия, на котором основано
правило заглубления
, - касательные силы пучения не задавливаются нагрузками от малоэтажного дома
. Нагрузки от дома в средне- и сильнопучинистых грунтах в подавляющем большинстве случаев значительно меньше касательных сил пучения. Поэтому предлагаемые мероприятия представляются как спасательные меры при устройстве заглублённых малонагруженных фундаментов.
Можно согласиться с применением предложенных мер в виде исключения при небольших объёмах малоэтажного строительства. Однако при массовом строительстве малоэтажных домов проектирование фундаментов с применением спасательных мер противоречит логике строительного искусства.
2.
Такие мероприятия, как заглубление фундаментов значительно ниже расчётной глубины промерзания, устройство анкерного уширения ниже глубины промерзания, замена всего пучинистого грунта на непучинистый, закладка утеплителей в грунт и др., ведут к существенному удорожанию строительства.
3.
Мероприятия, связанные с засолением грунтов, пропиткой их нефтепродуктами, с покрытием поверхности фундаментов консистентными смазками, были предложены во времена, когда вопросы экологии не стояли так остро, как в настоящее время, и поэтому не принимались во внимание. Следует признать такие мероприятия вредными для окружающей среды и непригодными для применения в малоэтажном строительстве.
4.
Ряд мероприятий: вытрамбовывание и выштамповывание траншей и котлованов, укрепление грунтов введением связывающих добавок, устройство глубинного дренажа под бесподвальными домами не нашли применения в практике строительства малоэтажных домов из-за их малой эффективности, нетехнологичности или отсутствия соответствующих механизмов и оборудования.
5.
Всё же использование ряда мероприятий позволяет обеспечить устойчивость и, следовательно, надёжность фундаментов под малоэтажными домами, но это достигается значительным удорожанием строительства.
6.
Применение в пучинистых грунтах заглублённых фундаментов при превышении касательных сил пучения над нагрузками от дома только усложняет и удорожает решение задачи по устройству надёжных фундаментов.
Наиболее перспективными по надёжности и экономичности возведения под бесподвальными малоэтажными домами в пучинистых грунтах являются монолитные железобетонные мелкозаглублённые фундаменты, устраиваемые на противопучинной песчаной подушке.
Небольшие нагрузки от малоэтажного дома позволяют опирать фундаменты на грунты, находящиеся близко к поверхности. Можно применять незаглублённые и мелкозаглублённые фундаменты. В этом случае потребность во многих мероприятиях просто отпадает, а необходимые - проводят в гораздо меньших объёмах.
7.
При заглублении фундаментов ниже расчётной глубины промерзания допустимы только деформации осадок. Деформации пучения не допускаются. При применении же мелкозаглублённых фундаментов допускаются как деформации осадок, так и в ограниченных размерах деформации пучения. Абсолютные значения деформаций для деревянных домов составляют 5,0 см, для деформации равны 0,002 и 0,0005 соответственно.
8.
Надёжность мелкозаглубленных фундаментов при выбранной глубине заложения обеспечивают:
- расчётом необходимой площади опорной части с учётом нагрузок от дома и расчётного сопротивления грунтов;
- расчётом из условия устойчивости необходимой ширины траншей и котлованов, пазухи которых засыпают непучинистым грунтом - в зависимости от нагрузок
от дома, выбранной глубины заложения и степени пучинистости грунтов;
- расчётом по допустимым деформациям пучения толщины противопучинной нагрузки.
В домах с цокольным этажом устойчивости заглублённых конструкций в пучинистых грунтах достигают устройством расчётной ширины пазух, засыпаемых непучинистым грунтом, при изготовлении монолитных железобетонных стен.
9.
В 2005 году в развитие СНиП вышел Свод Правил (СП 50-101-2004), в котором изложены основные положения по проектированию мелкозаглублённых фундаментов на пучинистых грунтах в малоэтажном строительстве. Данные табл. 2 СНиП 2.02.01-83* не пригодны для применения при выборе глубины заложения фундаментов под малоэтажные дома в пучинистых грунтах.
Причина высокой стоимости фундаментов малоэтажных и одноэтажных домов, строящихся сейчас повсеместно, заключается в том, что они выполняются из тех же типовых сборных блоков, которые применяются для фундаментов многоэтажных зданий в 9-12 этажей и более.
Несущая способность бетонных блоков при этом используется примерно на 10%, вследствие чего неоправданно возрастает расход бетона, стоимость фундаментов и 1 кв. м жилой площади.
К этому необходимо добавить рассредоточенность и малообъемность работ, а также удаленность объектов от баз строительной индустрии и низкий уровень механизации строительно-монтажных работ.
Сокращение расхода бетона и стоимости фундаментов малоэтажных зданий является весьма актуальной проблемой в настоящее время, так как только в Московской области до 2000 г. было построено 145 200 коттеджей общей площадью 16 млн.кв.м.
Ленточные фундаменты жилых и общественных зданий с подвалом, а также производственных зданий без подвала, являющихся наиболее распространенными в практике проектирования и строительства, выполняются, как правило, сборными вне зависимости от этажности. Однако при этом не учитывается, что сборные фундаменты имеют существенные недостатки, весьма негативно влияющие на качество конструкции фундамента в целом. На это никогда не обращали внимания проектировщики, ни строители. Сборочные ленточные фундаменты массивны и не экономичны, так как по существу – это монолитные фундаменты, разрезанные на мелкие элементы –блоки, но только дороже и хуже качеством ввиду большого количества швов и местных заделок, выполняемых вручную. Вследствие этого значительно возрастают трудозатраты на устройство фундаментов, а, следовательно, –сроки выполнения нулевого цикла в целом. При ленточных фундаментах устройство подвала или подполья в усадебных домах оправдано не только конструктивно, но и экономически, так как дополнительные затраты, связанные в этом случае с выполнением цокольного утепленного перекрытия, в 3-5 раз меньше тех затрат, которые требуются, чтобы получить такую же полезную площадь в специально построенном для этой цели помещении. Высота подвала в этом случае принимается минимальной –1,8-2,0 м.
По традиционно принятой у нас технологии работ нулевого цикла сначала возводятся ленточные фундаменты, а потом – бетонная подготовка под полы подвала по насыпному грунту, так как уровень пола располагается выше подошвы фундаментов на 75-90 см и более (в зависимости от толщины плит, подушек и глубины заложения). Такая конструкция фундамента и традиционная технология выполнения работ увеличивают трудоемкость нулевого цикла, так как это связано с дополнительными трудозатратами на устройство обратной засыпки котлована с ее уплотнением во избежание полов подвала в период эксплуатации.
Кроме того, что такая технология увеличивает трудоемкость производства работ, она не обеспечивает и эксплуатационную надежность полов подвала ввиду неизбежности просадок насыпных грунтов, уплотняемых без применения трамбовок. На наших стройках их нет, и это пагубно отражается на качестве работ по уплотнению грунтов. Деформируемые вследствие этого полы подвала по насыпному грунту зачастую приходится ремонтировать или выполнять заново, что связано с дополнительными материальными затратами в период эксплуатации здания и с определенными трудностями. По этой же причине деформируются и отмостки вокруг здания, и ливневые стоки замачивают основания фундаментов.
Во всех цивилизованных странах пневматические трамбовки применяются в строительстве уже более 75 лет. Избежать этих недостатков и сократить трудоемкость и стоимость нулевого цикла можно лишь в случае устройства фундаментов в виде сплошной железобетонной плиты, выполняющей одновременно функции фундамента и пола подвала, как это принято для зданий повышенной этажности.
Для деревянных и кирпичных малоэтажных зданий и усадебных домов стены подвалов целесообразно выполнять бутобетонными переменного сечения, глубина заложения которых для центральных районов принимается в 1,30-1,45 м при расположении пола на 0,90 или 1,05 м выше уровня планировочных отметок и 1,60-1,75 м при разнице между полом и землей 0,75-0,60 м.
Стены подвала, во избежание их промерзания и теплопотерь, необходимо изнутри укрепить листами пенопласта толщиной 20 м на битумной мастике с последующим оштукатуриванием по сетке - рабице. Такие фундаменты на 20-25% экономичнее традиционных ленточных по расходу бетона и трудозатратам. Это особенно важно для индивидуальных застройщиков в современных условиях высокой стоимости стройматериалов. Усложнение формы цоколя здания в данном случае оправдывается сокращением расхода материала (бетона) и стоимости, а также улучшением внешнего вида здания.
Фундаменты предлагаемой конструкции необходимо выполнять с устройства железобетонной плиты – пола подвала. В этом случае конструкция пола выполняет еще и функцию несущей плиты фундамента, на которую опираются стены подвала. Толщина стен подвала в этом случае принимается в зависимости от климатических районов, но не тоньше 30 см. Стены подвала лучше всего делать монолитными, так как они почти водонепроницаемы и почти вдвое дешевле сборных. Бетонирование стен необходимо выполнять с помощью добротной строганой опалубки, чтобы после распалубки не выравнивать поверхности стен штукатуркой или затиркой.
Вертикальная гидроизоляция выполняется битумной мастикой, которой обмазываются наружные поверхности стен в два приема. Защитить подвал от попадания влаги (когда это неизбежно) можно при помощи глиняного замка из мягкой глины. Этот способ оправдал себя на протяжении многих столетий и успешно применяется в настоящее время.
Плита –фундамент принимается толщиной 20-25 см и армируется сеткой с ячейкой 15х15 см или 10х10 см из арматуры 10АIII или 8АIII.
Бетонирование плиты производится по бетонной подготовке (100 мм) или гидроизоляции из двух слоев толя или рубероида, которая препятствует поднятию капиллярной влаги и сохраняет цементное молоко бетонной смеси при бетонировании. В условиях песчаных или супесчаных грунтов устройству гидроизоляции предшествует уплотнение грунтов основания щебенкой, политой битумной мастикой. Бетон плиты в этом случае не обезвоживается и сохраняет свои свойства – прочность и плотность, что очень важно для конструкции фундаментов.
Такое конструктивное решение и рекомендуемая технология возведения фундаментов малоэтажных домов с подвалом дают возможность сократить расход бетона на 25% по сравнению с традиционным решением. Сокращается при этом на 20-25% и объем земляных работ за счет исключения уширенной части фундамента. В результате значительно снижаются трудоемкость и стоимость нулевого цикла, что весьма важно для индивидуальных застройщиков. В отдельных случаях, когда это необходимо, гидроизоляция стен подвала может быть и оклеечной с прижимной кирпичной стенкой. В этом случае сначала выкладываются кирпичные стенки толщиной в полкирпича, которые изнутри обклеиваются 2-3 слоями рубероида. В дальнейшем выполняются монолитные стены подвала с применением только внутренней опалубки, а в качестве внешней используются кирпичные стенки, оклеенные рубероидом. Такая технология гарантирует надежность и высокое качество гидроизоляции.
Сокращение расхода материалов и трудозатрат нулевого цикла малоэтажных зданий и домов усадебного типа достигается при выполнении стен подвала сборно – монолитными из блоков толщиной 30 см. Для опирания стен толщиной 51 и 64 см предусматривается монолитный пояс (ростверк) сечением 30х50 или 30х65 см. Для стен толщиной 38 см монолитный пояс армировать не требуется. Устройство таких фундаментов упрощается, так как при этом исключается перевязка швов и местные заделки бетоном и кирпичом в местах отверстий и проемов, оставляемых для ввода коммуникаций. Для ввода трубопроводов в монолитных участках закладываются входные патрубки. Расход бетона в этом случае сокращается на 33%, а стоимость –в 1,5 раза ниже по сравнению с вариантом из блоков толщиной 50 см, так как более половины сборных блоков заменяется монолитным бетоном, который значительно дешевле сборного. Водопроницаемость стен подвалов при обмазке их битумной мастикой в этом случае почти исключается.
Утоненные сборно-монолитные фундаменты выполняются по сплошной железобетонной плите, которая несет функцию фундамента и пола подвала. Совмещение функций конструкции пола подвала и плиты-фундамента экономически целесообразно, так как при этом не требуется уширение подошвы при минимальной толщине стены подвала. Утоненные сборно-монолитные фундаменты технологичны и эффективны и для 5- и 9-этажных зданий, но по стоимости все же уступают монолитным. При высокой цене материалов такое решение будет способствовать сокращению их расхода и снижению стоимости и сроков нулевого цикла при улучшении качества.
Широкое внедрение ресурсосберегающих технологий и конструкций при массовом строительстве малоэтажных зданий обеспечит выполнение поставленных задач.
Применение ленточных фундаментов целесообразно и для зданий без подвала, строящихся на сухих не пучинистых(песчаных) грунтах. Глубина заложения фундамента в этом случае, вне зависимости от климатических условий, принимается менее 1 м. На глинистых или пучинистых грунтах (при глубине заложения более 1м) ленточный фундамент проще и дешевле выполнить по песчаной подушке.
Ленточные фундаменты мелкого заложения на песчаной подушке в последние годы применяются все чаще при строительстве домов усадебного типа и садовых домиков на пучинистых грунтах и при высоком уровне грунтовых вод. Они отличаются простотой, незначительным расходом материалов и не требуют больших материальных затрат.
