Материалы применяемые для фундаментов: особености грунтов

Что следует знать, сооружая фундамент: конструктивные особенности, материалы, способы возведения. Виды грунтов и их краткая характеристика.
Специальные масла и масла с твердым воском: преимущества материала, технология нанесения на поверхность, уход. Практические советы специалистов.

Ленточный фундамент

Сечения ленточных фундаментов

Конструкция столбчатого фундамента под деревянную стену

Виды свай по характеру работы в грунте

Конструкция
столбчатого фундамента под кирпичную стену

Бутовая кладка из постелистого бута

Столбчатые фундаменты

Сборный фундамент под отдельную опору

Ленточный фундамент из пустотелых блоков

Крепление приямка на консолях здания

Конструкция отмостки прямоугольного лестничного фундамента

Конструкция
фундамента и стены подвала

Окрасочная вертикальная гидроизоляция наружных поверхностей фундамента

Итак, дорогой читатель, проект дома, его общий вид, внешняя оболочка и внутреннее распределение на помещения, примерное месторасположение дома на участке выбраны Вами…

Начнем с основы дома— его фундаментов. Можно начинать строить, но для этого необходимо перенести проект плана дома в натуральную величину на участок, т.е. сделать так называемую разбивку здания в натуре. Делать это надо особенно тщательно, ибо возможное незначительное отклонение прямых углов дома от 90, незаметное для глаза, очень помешает потом при устройстве, например перекрытий и полов, ибо придется подгонять по месту балки (сжелезобетонными плитами еще сложнее), а в полах настилать косые доски.

Для разбивки применяют геодезические инструменты (теодолит, вешки, мерную ленту). Нередко для получения угла используют веревочный прямоугольный треугольник со сторонами 3, 4 и 5м или в других условных единицах, но в тех же пропорциях. Этот «египетский треугольник» дает достаточно точные результаты. Сначала на земле устанавливают, учитывая и расположение соседних домов, линию фасада со стороны улицы (не ближе 5 м), отмечая ее с помощью шнура, который натягивают и привязывают к гвоздям, вбитым в крепкие колья. Колья размещают на 1,5-2м за пределами дома, чтобы при устройстве траншей для фундаментов или котлована под подвал они не были повреждены. От этого шнура (линии фасада) с помощью отвеса отмечают точку А- угол дома- прикладывают вершину «египетского треугольника» и устанавливают перпендикулярную линию бокового фасада. По этому направлению также натягивают шкур на кольях. От точки А отмеряют длины стен уличного (точкаВ) и бокового (точкаС) фасадов, последнюю точкуD (угол дома) находят так же с помощью «египетского треугольника» или теодолита и соответствующих длин стен дома. Правильность разбивки следует проверить диагоналями: если они равны, значит, углы прямые. Шнур надо натягивать на одном уровне, что особенно важно на участках со значительным уклоном. Пользуясь отвесом, можно дополнительно отсчитать и обозначить шнурами и на земле необходимую ширину фундамента, траншей и ям под фундаменты дома.

Все пристройки (терраса, эркер, крыльцо) привязываются уже к основному контуру дома и аккуратно переносятся с чертежей.

Конечно, разбивку здания в натуре целесообразнее, особенно при сложной конфигурации плана, при наличии косых участков, вести по разбивочным (модульным) планировочным осям здания, которые указаны на чертежах. Вместо колышков иногда устраивают (по углам здания, в местах пересечения стен) обноску из вбитых в землю жердей с прибитыми к ним досками на уровне 1-1,5м от земли. Вэти доски и вбивают гвозди, отмечая шнурами оси и основные размеры здания, поперечные стены, ширину фундаментов и т.п.
После разбивки дома можно приступать к земляным работам на участке.

Фундаментом называется конструкция подземной части здания, через которую передаются нагрузки (вес) от вышележащих конструкций (стен, перекрытий и др.- собственный вес) и от людей, оборудования, мебели (так называемую полезную нагрузку- на основание, т.е. на грунт.

Основания зданий бывают двух видов- естественные и искусственные. Естественным основанием считается грунт, залегающий под фундаментом и имеющий несущую способность, обеспечивающую устойчивость здания и допустимые по величине и равномерности нормативные осадки. Грунт, который не обладает достаточной несущей способностью и который требуется искусственно упрочнять (трамбованием, уменьшением его влажности и плывучести, химическими добавками) или заменять, называется искусственным. Конструкции фундаментов всегда зависят от характера основания. Вбольшинстве случаев для загородных одно-трехэтажных жилых домов-коттеджей достаточно несущей способности естественного основания.

По затратам фундаменты коттеджей составляют до 15-18% стоимости всего дома. Фундаменты делают под стены и несущие перегородки, под отдельные опоры, а также под печи и тяжелое оборудование, которые следует сооружать независимыми от фундаментов стен с зазором 50мм.

По конструктивной схеме фундаменты подразделяют на ленточные (под стены или ряд отдельных опор); столбчатые (под легкие стены, под колонны, при глубине залегания подходящего грунта основания ниже 2м); сплошные- под всей площадью здания (при слабых неоднородных грунтах основания, для создания водонепроницаемой защиты подвалов, во влажных грунтах с высоким уровнем стояния грунтовых вод). Например, известное здание ЦУМа в Москве, построенное над речкой Неглинной, покоится на сплошном монолитном железобетонном фундаменте.

В последнее время для малоэтажных домов все чаще стали применять и свайные фундаменты, особенно при необходимости передать на слабый грунт значительные нагрузки, при высоком уровне стояния грунтовых вод. Конечно, когда есть сваи и несложное оборудование для производства работ.

Материалы, применяемые для фундаментов:

• камень естественный из тяжелых природных камней марки 200 и выше (песчаник, плотный ракушечник, известняк, бут- постелитный или рваный);
• бетон тяжелый марки 50 и выше и железобетон (монолитный или сборный, изделия из них);
• металл, асбоцементные трубы (для свайных фундаментов);
• кирпич красный, хорошо обожженный (прочной марки 100 и более);
• древесина антисептированная (преимущественно для деревянных зданий).

По методу возведения фундаменты бывают индустриальные (сборные) и неиндустриальные (изготавливаемые непосредственно на стройплощадке). Для более четкого восприятия материала о фундаментах сначала рассмотрим фундаменты коттеджей без подвалов. До начала копки траншей и ям под фундаменты надо обязательно снять верхний растительный слой грунта (150-250мм) под всей площадью дома, включая отмостку.

Если оставить несрезанным верхний слой, то в подполе возможно загнивание растений и деревянных конструкций, просадка грунта. Вобразовавшееся под домом корыто засыпают и слегка трамбуют грунт, вынутый потом из траншей под фундаменты, который не содержит растительных частиц и безопасен для деревянных конструкций дома. Этим же грунтом устраивается небольшое повышение почвы в подполье, чтобы вода с участка не затекала под дом.

Размеры и глубину траншей и ям устанавливают в зависимости от свойств грунта, уровня стояния грунтовых вод и глубины промерзания земли. Для каждой географической местности существует нормативная глубина промерзания грунта (накоторой зимой наблюдается температура 0С , а для глинистых и суглинистых грунтов -1С), как среднее значение по многолетним наблюдениям в местах, очищенных от снега. Так, она принимается для Москвы и Подмосковья 140-160см, для Минска- 100, для Самары- 170см. Глубину промерзания в конкретном районе следует уточнить в местной строительной или проектной организации.

При глубине траншей до 1м и ширине до 0,6м ее стенки обычно делают вертикальными, а глубиной более 1м- снебольшим расширением кверху. При сыпучем грунте следует устанавливать временную опалубку из щитов, досок, которые после окончания работы вынимают.

Размеры для одно-трехэтажных кирпичных коттеджей ленточных фундаментов обычно одинаковы. Это объясняется тем, что нагрузки, передаваемые от дома на грунт, относительно невелики, а площадь опоры фундаментов (подошва фундаментов) превосходит необходимые по расчету размеры примерно в три раза. Так, ширина подошвы для бутовых фундаментов принимается не менее 600мм, для бутобетонных, бетонных и железобетонных (монолитных или сборных) 400-600мм, кирпичных- 510мм. Это необходимо для удобства работ и обеспечения перевязки вертикальных швов камней.

Ленточный фундамент под стену коттеджа в поперечном сечении обычно представляет вертикальный прямоугольник. Его верхняя часть (обрез фундамента), выступающая, учитывая уклон участка, примерно на 100мм над отметками прилегающей земли, может быть шире толщины стены или уже в зависимости от конструктивного решения дома. При слабых и неоднородных грунтах (торфяник, лес и т.п.), когда давление (вес) дома на этот грунт превышает нормативное (поместным условиям менее 1-1,5кг/см2), подошву фундамента следует разширять за счет уступов, создаваемых по высоте фундамента через 300-600мм или укладки в его низ подушки (бетонной или железобетонной плиты). Возможно применение и песчаных подушек из крупного или средней крупности чистого, просеянного песка (частицы крупностью 1-2мм). Эта подушка слоем 150-300мм уплотняется трамбованием или вибрацией с увлажнением.

Для прочности и долговечности дома, предохранения его от сверхнормативных просадок и перекосов, важно определить, на какую глубину надо закладывать фундаменты. Вопреки широко бытующему мнению далеко не всегда фундаменты должны быть массивными и глубокими, а следовательно, более трудоемкими и дорогими. Во многом это зависит от вида грунта.

Наибольшую опасность для дома представляет весеннее вспучивание грунта: имеющиеся в почве пустоты и поры заполняются водой, которая зимой замерзает, а образовавшийся лед, увеличиваясь в объеме, при оттаивании верхних слоев земли выжимает фундамент наверх, что приводит к неравномерным осадкам, перекосам, разрушениям дома.

Если грунты скальные, то они прочны, не сжимаются, водоустойчивы и морозостойки (если они без трещин и пустот), не размываются и, следовательно, не вспучиваются. На них можно закладывать фундамент- цоколь- непосредственно по выровненной поверхности. Такие грунты под коттеджи встречаются очень редко.

Крупнообломочные грунты с частицами размерами более 2мм (щебень, галька, гравий) являются хорошим основанием, если они лежат плотным слоем, и не подвержены размыванию.

Песчаные грунты состоят из частиц крупностью от 0,1 до 2мм и различаются на гравелистые, крупные, средней крупности и пылеватые. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может нести и при достаточной мощности и равномерной плотности слоя представляет хорошее основание для зданий.

Крупнообломочные и песчаные грунты (кроме пылеватых с крупностью частиц от 0,05мм) имеют хорошую, большую водопроницаемость и поэтому не выпучиваются при замерзании.

В связи с этим независимо от уровня зимнего стояния грунтовых вод и глубины промерзания фундаменты при непучинистых песчаных и крупнообломочных грунтах следует закладывать на небольшую глубину, но не менее 0,5м от поверхности спланированной земли. При определении уровня стояния грунтовых вод следует учитывать, что летом и весной он значительно повышается, а зимой понижается.

Глинистые грунты (восновном смесь песка и глины) содержат очень мелкие частицы (меньше 0,005мм), имеющие в большинстве чешуйчатую форму и тонкие многочисленные капилляры, которые легко всасывают воду. Вбольшинстве случаев глинистые грунты легко увлажняются и разжижаются, при промерзании происходит увеличение их объема- пучение.

Пылевато-песчаные грунты с примесью очень мелких глинистых частиц, разжиженные водой, называют плывунами. Они не пригодны для использования в качестве естественного основания, так как имеют большую подвижность и очень низкую несущую способность. При наличии в смеси от 10 до 30% глинистых частиц, грунт называется суглинком, а при наличии от 3 до 10%- супесью. Втаких грунтах глубину заложения фундаментов определяют исходя из глубины промерзания грунта и уровня стояния грунтовых вод в период замерзания. При низком уровне стояния грунтовых вод (ниже глубины промерзания на 2м и более) почва имеет малую влажность и глубину заложения фундаментов можно устраивать близко от поверхности земли, но не менее 0,5м.

Если расстояние от спланированной поверхности земли до уровня грунтовых вод меньше глубины промерзания, то подошву фундамента следует закладывать на глубину промерзания или даже на 0,1м глубже.
Глубину заложения фундаментов внутренних стен, колонн и перегородок в регулярно отапливаемых зданиях (стемпературой помещений не ниже +10С) можно принимать равной 0,5м, независимо от глубины промерзания грунтов.

Расчетную глубину промерзания под фундаменты наружных стен регулярно отапливаемых зданий уменьшают по сравнению с ее нормативным значением: на30%- при полах на грунте; на20%- при полах на лагах по кирпичным столбикам и на10%- при полах на балках.

В коттеджах при плотных грунтах, при легких стенах, при большой глубине заложения фундаментов их целесообразно сооружать не ленточными, а столбчатыми, что менее трудоемко и экономичнее в два-четыре раза. Они могут быть кирпичными, бутобетонными и др. Более индустриальными и ускоряющими строительство являются бетонные или железобетонные столбы (колонны) заводского изготовления. Столбы ставят через 1,5-3,5м и обязательно в местах сосредоточения нагрузки: углы дома, места пересечения стен и т.д. Минимальные размеры столбов: бутобетонных- 400400мм, бутовых- 600600мм, кирпичных- 510510мм (под стены одноэтажных зданий и перегородки 380380мм), сборных железобетонных- 300300мм и 200400мм. Под столбчатые фундаменты делают некоторое уширение фундаментов, укладывая бетонную, железобетонную или песчаную подушку толщиной 100-300мм.

Поверху столбы соединяют железобетонными фундаментными балками (рандбалками) или другими перемычками (например, железо-кирпичными при небольших нагрузках и пролетах), на которых и возводят цоколь, стены.

Фундаментные столбы из мелкоштучных элементов (кирпич, бут) следует армировать по высоте через каждые 250-400мм шестимиллиметровой проволокой или арматурной сеткой. Желательно устраивать и вертикальное армирование.

Вследствие возможного пучения грунта, расположенного под перемычками, и их выпирания, под перемычки устраивают подушки (подсыпки из песка и шлака толщиной слоя 500мм с зазором 40-50мм).

Сборные фундаменты из железобетонных столбов (колонн 300300мм и более), устанавливаются в железобетонные подушки стаканного типа, которые укладывают на слой песка (100-150мм).

Свайные фундаменты имеют свои преимущества. Их сооружение значительно уменьшает объем земляных работ (на 80% по сравнению с ленточными), снижает расход материалов (бетона- на 40%), устраняет необходимость подготовки основания и водопонижение на участке.

В зависимости от материала сваи бывают деревянные (десятки тысяч дубовых свай Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге служат до сих пор, в основание знаменитой церкви Санта-Мария делла Салюте в Венеции забито 110тысяч свай), железобетонные (жилые дома северного Норильска построены на железобетонных сваях, вбитых в вечномерзлый грунт), стальные и комбинированные.

В зависимости от характера работы в грунте различают сваи-стойки, которые своими концами опираются на прочный грунт, и (если прочный грунт глубоко) висячие сваи, которые оказывают сопротивление давлению от здания благодаря возникновению сил трения между боковыми поверхностями свай и окружающим их грунтом.

По методу изготовления и погружения в грунт сваи подразделяют на забивные, погружаемые (забиваемые) в грунт в готовом виде и набивные, изготовляемые непосредственно в грунте (впробуренных каналах).

В малоэтажных домах сваи длиной до 5м под стены располагают в один-два ряда на расстоянии от3 до8диаметров сваи трубочного сечения (300-400мм и более) железобетонных или асбоцементных, заполненных армированным бетоном или через 1-1,2м при железобетонных сваях квадратного сечения от 250250 до 400400мм.

Поверху сваи по выровненным оголовникам связывают между собой железобетонным монолитным или сборным ростверком шириной, равной толщине стен (но не менее 300мм), высотой не менее 150м. Свайные фундаменты являются одним из наиболее прогрессивных видов конструкции нулевого- до пола первого этажа- цикла. Учитывая, что не все строители коттеджей освоили этот вид фундаментов, целесообразно заручиться расчетом и способом производства этих работ. Аналогичное решение и проект следует принять и при сооружении сплошного монолитного фундамента под всем домом.

Конструкции фундаментов подвалов (ицокольных этажей) в принципе не отличается от рассмотренных выше конструкций фундаментов бесподвальных зданий; кним предъявляются аналогичные требования, и выполняются они из тех же материалов. Пол этих помещений в большинстве случаев находится ниже глубины промерзания грунтов, поэтому под стены подвальных помещений, как правило, укладывается ленточный фундамент, подошва которого лишь конструктивно располагается немного ниже отметки пола. Наибольшее распространение получило устройство стен и фундамента подвала из сборных, индустриальных бетонных блоков. Конечно, возможно применение и иных традиционных материалов (кирпич, бетон и др.). При слабых грунтах блоки ставят на железобетонную подушку, укладываемую на песчаную подготовку толщиной 150мм.

Блоки фундаментов и стен подвала формуются из бетона марки 100 или 200. Обычная толщина и высота блоков 400, 500 и 600мм, длина (номинальные размеры) от 900 до 2400мм. Для сборных стен отапливаемых подвалов целесообразно применять облегченные блоки с пустотами- сквозными, шириной не более 40мм или широкими, замкнутыми с верхней стороны, пустотами. Однако пустотелые блоки в насыщенных водой грунтах могут нуждаться в дополнительной гидроизоляции и теплозащите.

При строительстве на слабых сильносжимаемых грунтах по железобетонным подушкам и по обрезу фундамента в углах и пересечениях стен следует укладывать армированные распределительные горизонтальные пояса (швы толщиной 30-50мм) на цементном растворе марки 100.

Экономию материала при плотных грунтах можно получить также при устройстве прерывистых фундаментов, в которых железобетонные блоки-подушки укладывают с промежутками 200-900мм, засыпаемыми затем грунтом.

Для освещения и проветривания подвалов в их наружных стенах устраивают окна, расположенные своей значительной частью ниже уровня земли, а перед окнами- колодцы, называемые приямками.
Стенки приямков выполняют из красного кирпича или железобетона. Снаружи стенки обмазывают горячим битумом за два раза, изнутри штукатурят щелочным раствором; дно выполняют из бетона с уклоном от окна и дренирующим стоком. Сверху приямок и окно закрывают защитной металлической решеткой.

Защита зданий от грунтовых (капиллярный подъем воды) и поверхностных (дождь, снег) вод устраивается во всех случаях из горизонтальных и вертикальных конструктивных слоев называемых гидроизоляцией.
Для защиты фундаментов и стен от дождевых и талых вод вдоль наружных стен устраивают отмостку шириной 600-800мм (на200мм больше свеса крыши) с уклоном от здания в 5-10%. По наружному краю отмостки целесообразно прорыть канавку или уложить распиленную вдоль асбоцементную трубу. Если к зданию примыкает тротуар, то отмостку не делают.

Для того чтобы преградить подъем капиллярной влаги по всему горизонтальному сечению наружных и внутренних стен, прокладывают гидроизоляционный слой, состоящий, например, из двух слоев рубероида на мастике или из слоя 20-30мм жирного цементного раствора состава 1:2. Эту гидроизоляцию укладывают в наружных стенках на 100-150мм выше уровня отмостки или тротуара; во внутренних- на уровне подготовки под полы.

При наличии подвала горизонтальную гидроизоляцию в стенах устраивают на двух уровнях: первый слой в уровне пола подвала, второй- немного выше уровня отмостки. Кроме того, наружные стены подвальных помещений защищают и вертикальной гидроизоляцией, располагая ее на поверхности, соприкасающейся с грунтом. При сухих грунтах (уровень грунтовых вод ниже пола подвала или выше его, но не более чем на 0,2м) можно ограничиться обмазкой горячим битумом за два раза. При расположении уровня грунтовых вод от 0,2 до 0,8м выше пола водвала, с внешней стороны стен применяют оклеечную изоляцию, состоящую из трех слоев рубероида на битумной мастике. Эту изоляцию от возможных повреждений защищают кладкой из кирпича-железняка (120мм) на цементном растворе и при наличии агрессивной грунтовой воды слоем 120-250мм мятой жирной глины.

Изоляцию наружных стен подвала следует располагать на 0,5м выше уровня грунтовых вод, так как возможно колебание. Верхнюю часть стены выше оклеечной изоляции покрывают двумя слоями битума. Конструкция пола подвала должна выдерживать довольно большое давление воды снизу, поэтому поверх горизонтальной изоляции пола, уложенной на бетонную подготовку, укладывают нагрузочный слой бетона или цементную (асфальтовую) стяжку толщиной не менее 50мм.

В следующих наших встречах, которые надеюсь, вы не пропустите, мы продолжим разговор о других конструкциях дома. Удачи вам!

1 777 просмотров