Текст книги "Фундаментные работы"

Автор книги: Евгения Сбитнева

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 10 страниц) [доступный отрывок для чтения: 5 страниц]

Плитные фундаменты

Фундаменты такого вида в основном устраивают на тяжелых пучинистых и просадочных грунтах. Они имеют жесткую конструкцию в виде одной плиты, выполненной под всей плоскостью здания. Плитные фундаменты прекрасно выравнивают все вертикальные и горизонтальные смещения грунта, благодаря чему они получили еще одно название – «плавающие».

Устройство плитных фундаментов в основном применяется при строительстве малоэтажных зданий простой формы. Из-за использования большого количества бетона и расхода металла на арматуру плитные фундаменты достаточно дороги.

Главный вопрос, который приходится решать при строительстве дома, – на какую глубину нужно закладывать фундамент? При этом неопытные строители впадают в крайности: – или выкапывают под фундамент слишком глубокую траншею, что влечет за собой перерасход средств, или, напротив, устраивают фундамент на недостаточной глубине, и в результате в фундаменте и в стенах дома появляются трещины.

В последнее время в книжных магазинах появилось множество книг зарубежных авторов, которые считают, что глубина фундамента для строительства дома должна быть от 50 до 100 см. Однако следует учитывать, что в большинстве западноевропейских стран отрицательные температуры в пределах 10–15° наблюдаются раз в сто лет. Значит, в условиях такого мягкого климата глубокого промерзания грунта почти не бывает, и проблема зимнего вспучивания жителям этих стран незнакома. Тем не менее советы и рекомендации этих авторов вполне подойдут жителям южных регионов нашей страны.

Свайные фундаменты

Фундаменты такого типа принято устраивать в местностях, где верхний слой грунта не сможет выдержать большую тяжесть. Есть, конечно, альтернатива – удалить верхние слои грунта до более плотных слоев, однако сделать это не всегда возможно, поскольку плотные слои грунта расположены довольно глубоко. Свайные фундаменты также устраивают при высоком уровне стояния грунтовых вод и на плывунах.

Свайные фундаменты представляют собой сваи, столбы с заостренным нижним концом, которые забивают или вворачивают в землю. Самыми устойчивыми являются винтовые сваи, которые вкручивают в землю с помощью специального малогабаритного оборудования. Эта технология очень удобна с точки зрения сохранения ландшафта вокруг строительного участка. Столбы, свободно проходя через слабые слои грунта, упираются в более твердые и передают им нагрузку от строения. Для создания жесткой конструкции верхняя часть столбов соединяется балками.

Для удобства сваи можно не вворачивать, а изготовить непосредственно в грунте. В этом случае бурят скважину, в нее вставляют арматурный каркас или полые трубы, после чего скважину заливают бетоном. Затем бетон обязательно уплотняют трамбовкой или вибрацией.

Примерный срок службы монолитных свайных фундаментов составляет не менее 150 лет. Однако для этого при их возведении следует соблюдать определенные технологические нормы.

Плавающие фундаменты

В условиях заболоченных, сильно пучинистых и зыбких грунтов устройство обычных фундаментов представляется очень проблематичным, потому что влечет за собой значительные технические трудности, гораздо больший объем земляных работ и, как следствие, высокие затраты.

В этом случае можно устроить так называемый плавающий фундамент, представляющий собой железобетонную монолитную плиту, свободно лежащую на насыпном основании. Размеры плиты должны соответствовать размерам дома. По периметру плиты с нижней стороны делают ребра жесткости. Точно такие же ребра, только меньшей высоты, устраивают по всей плоскости плиты в продольном и поперечном направлениях с шагом 100–120 см (рис. 26).

Рис. 26. Устройство плавающего фундамента: а – пучинистый грунт основания; б – уплотненный насыпной грунт; в – ребро; г – отмостка; д – арматура; е – монолитная железобетонная плита; ж – цоколь; з – конструкция пола; и – стена.

Технология устройства такого вида фундамента довольно проста. Прежде всего из грунта, щебня, крупного песка или их смеси насыпают основание толщиной 40 см, немного увлажняют и тщательно утрамбовывают. Из строганых досок собирают щитовую опалубку и закрепляют ее с наружной стороны вбитыми в землю колышками с шагом 1–1,5 м. Затем для бетонирования ребер жесткости выкапывают канавки и застилают их полосками толя, рубероида или пергамина в качестве гидроизоляционного слоя.

Арматуру равномерно раскладывают по всему основанию и вдоль канавок. Для арматуры подойдут стальные прутья или проволока любого размера, обрезки труб и профиля. На небольшую ржавчину внимание не обращают, так как на качество железобетона она не повлияет.

После установки арматуры заливают бетон и трамбуют верхнюю плоскость плиты, выравнивая ее по уровню. В случае необходимости в нужных местах добавляют бетон.

Поверхность плиты закрывают листовым материалом от дождя и солнца и оставляют в таком виде на 10–15 дней, после чего снимают опалубку и выкладывают кирпичный цоколь по всему периметру плиты. Под внутренними стенами и лагами пола выкладывают кирпичные столбы, располагая их над ребрами жесткости.

В зависимости от заглубленности различают следующие типы фундаментов:

– сильнозаглубленные;

– малозаглубленные;

– незаглубленные.

На территории средней полосы России принято устройство сильнозаглубленных фундаментов, мало– и незаглубленные применяют только в южных регионах.

Сильнозаглубленные фундаменты

Сильнозаглубленные фундаменты целесообразнее применять в северных района, а также на территории средней полосы России.

Сильнозаглубленный ленточный фундамент представляет собой конструкцию из бетонных блоков размером 300 х 300 х 450 мм. Блоки укладывают на цеметном растворе в три ряда по высоте с армированием межрядных плоскостей армировочной сеткой. Фундамент возводят на песчаной подушке толщиной 15–20 см. Общее заглубление фундамента (с учетом песчаной подушки) составляет 90 см. Высота фундамента от земли составляет 40–45 см.

Малозаглубленные фундаменты

Устройство малозаглубленных фундаментов позволяет значительно снизить объем земляных работ и расходы на материалы за счет уменьшения глубины закладки фундамента. При действии сил морозного пучения по касательной боковые грани фундаментов необходимо выполнять наклонными с расширением книзу, а пазухи траншей заполнять песчаной подушкой с послойным уплотнением. Также дополнительно рекомендуется сделать обмазку выровненных боковых поверхностей различными противопучинистыми материалами.

Малозаглубленный ленточный фундамент представляет собой бетонную конструкцию шириной 30–50 см, высотой 20–50 см, уложенную с небольшим заглублением на песчаную подушку (рис. 27).

Рис. 27. Устройство малозаглубленного фундамента: а – на подсыпке; б – на подсыпке в траншее; в – жилых строений; г – деревянных домов; д, е, ж – на подсыпке с утеплением; 1 – фундамент; 2 – подсыпка из непучинистого материала; 3 – утепление; 4 – водоотводные канавки поперек подсыпки через каждые 2–3 м; 5 – уплотненный торф; 6 – теплоизоляция.

В зависимости от строения и степени пучинистости грунта блоки для фундаментов располагают следующим образом:

– свободно, без соединения между собой;

– в виде монолитного железобетона;

– соединенными между собой.

Деформации оснований фундаментов не должны превышать норм, допустимых для малозаглубленных фундаментов (табл. 6).

Таблица 6. Предельные деформации малоэтажных строений

При устройстве фундаментов в средне-и сильнопучинистых грунтах основания скрепляют между собой балками или различными поясами усиления (например, железобетонными). В этих условиях также устраивают фундаменты из трапециевидных блоков, размещенных в траншее на засыпке из непучинистых материалов.

Суть устройства фундамента такого типа заключаются в следующем: при проявлении нормальных сил морозного пучения происходит выпирание непучинистого материала через треугольные вырезы блоков, в результате чего действие и величина этих сил становятся значительно слабее.

Устройство малозаглубленного фундамента в зоне сезонного промерзания грунтов

Для усиления фундамента в зоне сезонного промерзания грунтов, а также для повышения устойчивости против воздействия сил пучения фундамент устраивают в виде открытой оболочки с опорной подушкой в верхней части. При этом сама полость оболочки может быть заполнена грунтом-дренажем (рис. 28).

Рис. 28. Устройство малозаглубленного фундамента в виде открытой оболочки: 1 – оболочка; 2 – опорная подушка; 3 – грунт-дренаж; 4 – песчаная подушка.

Песчаную (или щебеночную) подушку укладывают под оболочкой цилиндрической, квадратной, прямоугольной и любой другой формы. Дополнительно поверхность оболочки промазывают горячим битумом или смолой.

Если деформация фундамента в сезонные периоды промерзания и оттаивания превышает допустимые пределы, рекомендуется использование специальной теплозащиты (рис. 29).

Рис. 29. Устройство теплоизоляции в малозаглубленных фундаментах: а – ленточный фундамент; б – столбчатый фундамент; 1 – цемент; 2 – теплоизоляция; 3 – песчаная подушка; 4 – гидроизоляция; 5 – дренаж.

Расположенная на небольшой глубине рядом с фундаментной стеной теплоизоляция замедляет отдачу тепла и значительно уменьшает глубину промерзания грунта.

В качестве теплоизоляционного слоя применяют минераловатные плиты или пенопласт, а также легкие сыпучие материалы (рис. 30). При использовании подобных материалов большое значение имеют следующие их свойства:

– теплоизолирующая способность;

– прочность;

– долговечность.

Рис. 30. Устройство малозаглубленного фундамента на теплоизоляционной подушке: 1 – малозаглубленный фундамент; 2 – теплоизоляционная подушка.

Положительную температуру грунта поддерживают также с помощью электрического кабеля, проложенного вокруг фундамента.

Незаглубленные фундаменты

Незаглубленные фундаменты устраивают при отсутствии сил морозного пучения. Основные мероприятия по обеспечению устойчивости строений в таком случае сводятся к подготовке основания с последующим устройством фундаментов.

Выше отмечалось, что при использовании песчаных подушек под фундаментами силы морозного пучения значительно уменьшаются. Происходит это за счет упругости непучинистых материалов. В качестве материалов для подушек рекомендуется использовать крупно– и среднезернистый песок, мелкий щебень, керамзит, котельный шлак и пр. Ленточные фундаменты под кирпичные и блочные строения, возводимые на среднепучинистых и сильнопучинистых грунтах, соединяют в горизонтальную раму, которая выравнивает деформацию основания от пучения в период промерзания грунта, а также во время весеннего отттаивания. Этот же принцип применяют и при устройстве столбчатых фундаментов.

Заглубление песчаной подушки, ее высота, а также армирование фундаментов определяют так же, как и при устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.

Незаглубленный ленточный фундамент представляет собой элемент высотой примерно 20–25 см и толщиной 30–50 см. Толщина песчаной подушки зависит от степени пучинистости грунта.

Для строительства деревянных строений на слабопучинистых грунтах можно применять ленточные фундаменты из блоков, уложенных на подсыпку из песка или мелкого гравия. При средне-и сильнопучинистых грунтах эти блоки должны быть жестко соединены между собой сваркой или скруткой (рис. 31).

Рис. 31. Устройство ленточного фундамента на средне-и сильно-пучинистых грунтах: 1 – блоки; 2 – арматура; 3 – бетон; 4 – железо-бетонная шпонка; 5 – раствор.

Правильное применение пучинистого грунта в качестве природного основания под незаглубленные фундаменты, в том числе и с использованием теплоизоляции, исключает деформацию фундамента сверх нормы и позволяет избежать лишних расходов на строительство.

Особенности устройства фундаментов в зависимости от характеристики грунта

Перед началом строительства требуется узнать основные характеристики грунта той местности, где предполагается возведение дома. Такую проверку можно провести самостоятельно: для этого выкапывают яму глубиной до 2 м и определяют уровень расположения грунтовых вод и глубину промерзания грунта.

Если уровень грунтовых вод расположен достаточно глубоко (ниже глубины промерзания на 1,5–2 м), такой грунт считается сухим. В этом случае устраивают песчаный фундамент (рис. 32).

Рис. 32. Устройство песчаного фундамента: а – крупнозернистый песок; б – бетон; в – уплотненный грунт; г – отмостка; д – цоколь; е – засыпка; ж – пол; з – гидроизоляция; и – стена.

В сухих грунтах подошву фундамента следует устраивать на глубине 70–80 см. Прежде всего дно траншеи послойно заполняют крупным песком. Каждый слой увлажняют водой. В этом случае можно сэкономить примерно 50 % бетона. Далее над поверхностью земли бетон укладывают в опалубку, а верх фундамента выводят на отметку 50–60 см от уровня земли, выравнивают его цементно-песчаным раствором и устраивают гидроизоляцию из двух слоев толя или рубероида.

При расположении уровня грунтовых вод ниже глубины промерзания меньше чем на 1,5 м фундамент закладывают на глубину 70–100 см в песчаных и супесчаных грунтах и на расчетную глубину промерзания в суглинистых грунтах.

Хуже всего, когда уровень грунтовых вод совпадает с глубиной промерзания грунта. В этом случае работы по устройству фундаментов более сложны: основание фундамента закладывают ниже расчетной глубины промерзания на 30 см (рис. 33). Для экономии материала часть бетона можно заменить песчаной подушкой.

Рис. 33. Устройство фундаментов при совпадении уровня грунтовых вод с глубиной промерзания: а – глубина заложения; б – глубина промерзания; в – обмазка; г – гидроизоляция; д – кирпич.

Чаще всего фундаменты на песчаной подушке применяются в следующих случаях:

– для экономии строительных материалов;

– для полной или частичной замены непригодных грунтов в основании;

– для подъема отметки пола над уровнем грунтовых вод.

При их устройстве в ямы засыпают средне-или крупнозернистый песок слоем 150–200 мм, поливая водой и затем тщательно утрамбовывая. В условиях обводненных грунтов, особенно опасных при промерзании в зимнее время года, предварительно следует устроить дренаж. В противном случае возможно заиливание песчаных подушек, а значит, и утрата ими первоначальных свойств.

После снятия опалубки стенки фундамента промазывают горячим битумом для того, чтобы уменьшить сцепление стен фундамента с грунтом при пучении в зимний период. На рис. 33 показаны два слоя гидроизоляции: это необходимо в том случае, если стены дома сложены из недостаточно водостойких материалов – например, опилкобетона, арболита или кирпича-сырца. В условиях тяжелых грунтов подошву фундамента делают толще верха на 30 см так, как это показано на рис. 34.

Рис. 34. Устройство бетонного или бутобетонного фундамента в условиях тяжелых грунтов: а – уплотненный грунт или щебень; б – обратная засыпка; в – глубина промерзания грунта; г – обмазка; д – бетон или бутобетон; е – каменная стена.

Установлено, что процессы накопления влаги в связных грунтах происходят вследствие нарушения их природного состава в процессе работы. Следовательно, чем больше будет их объем после выполнения целого ряда работ по устройству фундаментов (оборудования подвалов и всевозможных коммуникаций, прокладки труб и устройства насыпей при вертикальной планировке), тем больше здесь появится влаги в последующий период. Следовательно, силы морозного пучения тоже возрастут.

Как с этим бороться? Наблюдениями доказано, что устройство фундаментов без нарушения целостности грунта в вытрамбованных котлованах значительно снижает риск появления сил морозного пучения. В этом случае под подошвой фундаментов и вокруг их боковых граней создается уплотненный грунт пониженной влажности.

Нагрузка фундамента по подошве и боковым стенкам передается на уплотненный грунт, а затем и на грунты природного сложения, вследствие чего достигается повышенная несущая способность фундамента, а размеры его значительно снижаются и уменьшается воздействие сил морозного пучения.

К такому виду устройства фундаментов относятся в основном элементы свайных фундаментов:

– забивные призматические и пирамидальные сваи;

– забивные блоки;

– набивные сваи с пробитых скважинах;

– виброштампованные сваи.

Суть устройства фундаментов в вытрамбованных грунтах состоит в следующем. Котлованы под отдельные виды фундаментов, перечисленных выше, не выкапываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину с последующим заполнением бетоном в распор или установкой сборного элемента.

По способу устройства фундаменты в вытрамбованных основаниях бывают:

– обычными, с плоской или клиновидной подошвой;

– с расширенным основанием.

Последний тип фундамента получают втрамбовыванием в дно траншеи отдельными порциями щебня, гравия, крупного песка, бетонной смеси или строительных отходов с последующим заполнением верхней части вытрамбованного котлована монолитным бетоном класса В15 (рис. 35).

Рис. 35. Устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах: а – способом заполнения бетоном в распор (обычный фундамент); б – установкой сборного элемента (обычный фундамент); в – заполнением монолитным бетоном (фундамент с расширенным основанием); г – фундамент с расширенным основанием; 1 – фундамент в вытрамбованном грунте; 2 – уплотненный грунт; 3 – втрамбованный жесткий материал.

По характеру взаимодействия с грунтом фундаменты в вытрамбованных котлованах бывают:

– столбчатыми, отдельно стоящими;

– ленточными прерывистыми.

При устройстве фундаментов в вытрамбованных траншеях в основании вокруг них образуется зона уплотненного грунта, способствующего уменьшению влажности и пучинистости.

Гарантией долгой службы любого вида фундамента служит его защита от поверхностных вод и дождя. Для этого от стен дома устраивают отмостку с небольшим уклоном, шириной не менее 100 см.

В доме с утепленным полом или полом с подогревом вместо цоколя устраивают забирку (рис. 36).

Рис. 36. Устройство столбчатого фундамента в доме с теплым полом: а – фундаментный пол; б – забирка; в – железобетонная перемычка; г – сливная отмостка; д – теплый пол; е – стена.

На приведенном выше рисунке фундаментный столб выведен выше планировочной отметки земли на 45–60 см. Сверху столба устраивают железобетонную перемычку, а с ее наружной стороны прикрепляют асбестоцементный лист, который для повышения водостойкости промазывают горячей олифой, после чего красят эмалью или масляной краской. Забирка готова.

Вариант такого рода фундамента более экономичен по сравнению с другими. Кроме того, он идеально подходит для постройки дачного домика.

Для строительства легких каркасных и панельных домов устраивают столбчатые фундаменты из асбестоцементных труб – достаточно долговечного и внешне привлекательного материала (рис. 37). Трубы хорошо противостоят пучению грунта и экономят расход бетона.

Рис. 37. Устройство столбчатых фундаментов из асбестоцементных труб: а – уплотненный грунт; б – железобетонный анкер; в – асбестоцементная труба; г – обратная засыпка; д – арматура; ж – забирка из асбестоцементного листа; з – доска-подкладка; и – деревянная стена.

Для того рода фундамента понадобятся асбестоцементные трубы длиной 120–150 см. Технология устройства фундамента довольно проста: на дно ямы укладывают железобетонную подушку: она служит опорой и в то же время анкером для асбестоцементной трубы, заполненной бетоном с арматурой и связанной проволокой с арматурой анкера. Связанный предварительно арматурный каркас опускают в яму перед бетонированием. В непучинистых грунтах армирование не делают.

Особенности возведения фундаментов для различных видов строений

Фундамент под гараж

Для строительства гаража, как и любого другого строения, требуется предварительно заложить фундамент. Так как гараж чаще всего строят из кирпичей, фундамент лучше всего сделать ленточным, то есть непрерывным.

Для гаража будет достаточно заложить фундамент на глубину 30 см шириной 40 см. Он должен быть немного шире, чем стена. Под фундамент роют траншеи, на дно которых насыпают слой песка толщиной не менее 50 см. Таким образом, глубина траншеи должна составлять 80 см.

На дно траншеи засыпают песок двумя слоями по 25 см, каждый из которых утрамбовывают и поливают водой, чтобы песок спрессовывался. На приготовленную песчаную подушку укладывают параллельно друг другу несколько прутьев арматуры. Их следует уложить так, чтобы концы перекрывали друг друга не менее чем на 20 см, затем скрепить их между собой с помощью проволоки. Для предотвращения коррозии арматуры прутья следует расположить на расстоянии 5 см от слоя песка, поэтому их перед заливкой бетоном подвешивают на нужной высоте, положив по краям траншеи перекладины.

Залив траншеи бетоном, в фундамент вставляют металлические прутья длиной около 40 см, погружая их наполовину длины. В дальнейшем они понадобятся для связки фундамента со стенами гаража. Прутья устанавливают по углам строения и между ними на расстоянии 1–1,5 м друг от друга.

В жаркую погоду поверхность застывающего бетона накрывают рубероидом или присыпают опилками, мхом или травой и смачивают водой, чтобы он высыхал постепенно и не трескался. Как правило, гаражи строят без цоколя.

Перед закладкой фундамента следует убедиться, что площадка ровная. Если же она имеет уклон, необходимо провести планировку, то есть снять лишнюю землю с возвышений.

Фундамент необходимо защитить от воздействия воды с помощью средств гидроизоляции. Вокруг строения делают отмостку – небольшой бетонированный уклон от стены по всему периметру сооружения, который не позволит талой и дождевой воде скапливаться у стен гаража.