Текст книги "Универсальный фундамент Технология ТИСЭ"

Автор книги: Р. Яковлев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 17 страниц)

2.5. ЗАГЛУБЛЕННЫЙ ФУНДАМЕНТ

Заглубленный фундамент можно считать классическим, выполненным по традиционному пожеланию строителей: "Закладывайте фундамент на глубину промерзания ".

Действительно, правильно выполненный заглубленный фундамент не подвержен никаким деформациям. В зависимости от конструкции фундамента, затраты на его устройство могут быть как очень большими, так и весьма незначительными. Заглубленные фундаменты могут быть ленточные, столбчатые и столбчато–ленточные. Дома с подвалом также можно отнести к категории заглубленных фундаментов.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент, заложенный на глубину промерзания, имеет высокую несущую способность. В индивидуальном строительстве создание такого фундамента нельзя считать оправданным из‑за большого объема работ по его возведению и высокой себестоимости. Несущая способность основания для дома в 2 – 3 этажа используется не более чем на 20…30%. Только при повышенной этажности строений с бетонными перекрытиями можно применить такой тип фундамента.

Ленточные фундаменты могут быть монолитными и сборными. В поперечном сечении они представляют собой прямоугольную, ступенчатую или трапецевидную форму (рис. 63).

Рис. 63. Ленточный фундамент: А – прямоугольный; Б – ступенчатый; В – трапецевидный; 1 – фундаментный блок; 2 – подошва; 3 – бутовый камень

Внимание!

Основание под лентой заглубленного фундамента, в отличие от мелкозаглубленного, не должно включать песчаную подушку или подсыпку грунтом. Опирание фундамента должно осуществляться на неразрушенную структуру основного не переувлажненного грунта.

В индустриальном строительстве часто используется ленточный фундамент, возводимый с примением фундаментных блоков стеновых (ФБС), уложенных на блок–подушки (рис. 64).

Если проектом предусмотрена колонна, то на основание она передает нагрузку через специальную платформу, называемую башмаком (рис. 64).

Рис. 64. "Индустриальные" варианты фундамента: А – ленточный фундамент; Б – столбчатый фундамент; 1 – блок–подушка; 2 – фундаментный блок стеновой (ФБС); 3 – башмак, 4 – колонна

Трапецевидные фундаменты могут выполняться из бута, бутобетона, бетона или цементогрунта. При использовании железобетонных блоков в горизонтальный слой кладочного раствора следует закладывать арматуру. Боковая поверхность ленточного фундамента, возводимого на пучинистом грунте, должна быть ровной и выполненной с нанесением гидроизолирующего покрытия, которое уменьшает силы бокового сцепления с мерзлым грунтом и исключает его увлажнение от грунтовых или паводковых вод.

Из опыта «строителей»

Достаточно распространенная ошибка при создании заглубленного или мелко – заглубленного фундамента – когда монолитный бетонный фундамент в целях упрощения и экономии отливается непосредственно в грунте, без устройства опалубки.

Если фундамент кверху расширяется, а грунт – пучинистый, то по весне его обязательно поднимет, даже если стенки траншеи будут сглажены (рис. 4).

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент, заложенный на глубину промерзания, достаточно распространен в индивидуальном строительстве из‑за своей простоты и доступности (рис. 65). Такой фундамент может вполне подойти для легких щитовых домов и веранд, для террас и крыльца, для легких заборов и каменных ограждений. Основная задача опор столбчатого фундамента – опереться на непучинистые, прочные слои грунта. Тяжелые каменные дома на таком фундаменте не возводят, так как опоры обладают недостаточно большой площадью подошвы. Основная проблема у застройщиков, нацеленных на столбчатый фундамент – найти правильный баланс между весом строения, несущей способностью опор и силами выталкивания от сцепления их с мерзлым грунтом.

Рис. 65. Столбчатый заглубленный фундамент: А – набивная свая; Б – с асбоцементной трубой; В – с металлической трубой; 1– арматура; 2 – толевая рубашка; 3 – асбоцементная труба; 4 — песок крупнозернистый; 5 — металлическая труба

Столбчатые фундаменты могут выглядеть в виде набивных свай, когда бетон заливается непосредственно в скважину, или в виде опор, созданных с использованием асбоцементных или металлических труб.

Набивная свая создается после бурения скважины на глубину промерзания. Ее несущая способность определяется диаметром скважины, т. е. площадью нижней части опоры. В скважину перед заполнением бетоном закладывается свернутая толевая рубашка, позволяющая сгладить стенки скважины и уменьшить силу сцепления мерзлого грунта с поверхностью сваи (рис. 65, а).

Следует заметить, что через нижнюю часть набивной сваи, не закрытую гидроизоляцией, цементное молоко просачивается в грунт, связывает его и тем самым повышает несущую способность (рис. 66, а). Несущая способность набивной сваи с подобным усиленным основанием может увеличиться почти в два раза за счет связывания грунта у нижней части опоры (толевую рубашку желательно поднять на 20…30 см от дна скважины).

Вместе с тем возможны случаи снижения несущей способности опор.

Внимание!

Планируя создавать столбчатый фундамент, пробное бурение на исследование грунта следует выполнять на 50…60 см ниже глубины его заложения. Это связано с тем, что если ниже этой глубины окажется плывун или иной тип грунта со слабой несущей способностью, то рассчитывать на эти опоры будет сложно. Под нагрузкой опора прорежет часть несущего грунта и провалится (рис. 66, б).

Рис. 66. Особенности столбчатого фундамента: А – набивная свая с усиленным основанием; Б – набивная свая с ослабленным основанием; 1 – свая; 2 – толевая рубашка; 3 – грунтобетон; 4 – плывун

Набивным сваям можно дать полную нагрузку через 4…5 дней, не дожидаясь окончательного набора прочности созревающим бетоном. Это допущение обязано тому, что несущая способность опоры определяется прочностью грунта под ней (см. табл. 4…8), а не прочностью бетона. Если прочность по бетону для опоры диаметром 25 см – не менее 150 т, то по прочности основания – не более 5 тонн. По сути, строительство можно продолжать без задержки, так как в реальности полную загрузку на эти 5 тонн сразу обеспечить сложно. Если опоры не имеют расширения внизу, то их обязательно следует загрузить весом дома до начала зимы: иначе их лоднимет мерзлый грунт.

Опора из асбоцементной трубы применяется в индивидуальном строительстве достаточно часто.

Фундамент для ограждения или террасы, для беседки или крыльца может быть выполнен с использованием асбоцементных труб (рис. 65, б). Один из способов создания такой опоры включает следующие операции:

– бурение скважины на глубину промерзания (диаметр скважины больше диаметра трубы на 5… 10 см);

– закладку в скважину свернутого рулона толевой рубашки, исключающей в дальнейшем заиливание песка;

– установку асбоцементной трубы необходимой длины (табл. 11);

Таблица 11. Размеры асбоцементных труб (часть ассортимента)

– заполнение объема трубы подвижным бетоном и его штыкование;

– небольшой подъем трубы и фиксацию её в поднятом выверенном положении (нижнюю часть скважины заполнит бетон);

– заполнение кольцевого зазора крупнозернистым песком и его уплотнение.

Для справки

Планируя создавать опоры из асбоцементных труб, не следует забывать о недостаточно высокой морозостойкости асбоцементных изделий.

Нередко можно видеть опоры ограждения, выполненные из асбоцементных труб, которые внизу, на границе входа в грунт, разрушены. Именно там они сильно увлажнены и подвержены частому замораживанию–оттаиванию. Гидроизоляция нижней части опор и установка сверху заглушек предотвращают излишнее увлажнение их материала. Заполнение труб арматурой и бетоном поможет значительно увеличить срок эксплуатации опор.

При устройстве столбчатого фундамента вместо асбоцементных труб можно применить пластиковые и жестяные трубы, но в этом случае вся прочность опор будет связана с прочностью бетона и с его армированием. Такие трубы можно сделать и самим из подходящего листового материала (толь, рубероид, стеклоизол, линолеум и др.), который можно свернуть в трубу и обмотать липкой лентой.

Металлические трубы, закрепленные в грунте и являющиеся элементом конструкции, также можно рассматривать как столбчатый фундамент, т. к. нижняя часть трубы, располагаемая под землей, передает нагрузку на грунт со всеми теми особенностями, которые характерны для столбчатого фундамента. Несмотря на простоту самой опоры, вариантов её закрепления в грунте существует несколько.

При установке металлических стоек на пучинистых и сильнопучинистых грунтах их нижние части помещают в скважину. После укладки толевой рубашки скважину заполняют крупнозернистым песком или мелким щебнем, тщательно утрамбовывая (рис. 65, в).

Достаточно часто металлические трубы ограждений заколачивают в грунт. Глубина погружения в грунт таких опор – не более 1 м (рис. 67, а). В непучинистом и слабопучинистом грунте такая опора стоит достаточно надежно, хотя на большие боковые силы она не рассчитана. На пучинистых грунтах при незначительной загрузке (легкое ограждение) такую опору за сезон может поднять на 5…10 см. Поэтому такие опоры периодически, через один–два сезона, приходится заколачивать обратно.

Рис. 67. Опоры легкого ограждения и ворот: 1 – опора ограждения; 2 — ограждение; 3 — опора ворот; 4 — набивная свая; 5 – ворота

Навеску ворот желательно выполнять на стойки, рассчитанные на восприятие боковых нагрузок. Подобное нагружение может возникнуть, например, если дети в Ваше отсутствие решат покататься на створках ворот. Если диаметр стоек невелик, грунт от подобного нагружения может подсмяться и создать перекос навески воро–тин. Наиболее целесообразное решение этой проблемы – увеличить площадь смятия грунта через увеличение диаметра опоры (рис. 67, б). Опору следует создать с расширением внизу, т. к. иначе относительно легкая конструкция ворот не сможет противодействовать подъему опоры силами морозного пучения, которые в свою очередь увеличиваются с увеличением площади боковой поверхности опоры.

Столбчато–ленточный фундамент

Столбчато–ленточный фундамент является тем же столбчатым фундаментом, но с объединением опор лентой–ростверком в единую конструкцию (рис. 68). В столбчатом фундаменте это объединение осуществлялось самим домом. С точки зрения работы всей конструкции дома разницы между столбчатым и столбчато–ленточным фундаментами нет.

Создание ленты–ростверка может преследовать несколько целей:

– связать опоры между собой в жесткую конструкцию при строительстве сооружения с нежесткими стенами (щитовой, брусовой, бревенчатый дома);

– закрыть подпол дома надежной конструкцией, устойчивой к повышенной влажности и загрязнениям, т. е. устроить забирку;

– создать поверхность для укладки штучных стеновых изделий (кирпичи, пено–блоки, стеновые блоки…).

При создании столбчато–ленточного фундамента между грунтом и лентой должен быть воздушный зазор (10…15 см), компенсирующий пучинистые деформации грунта.

Внимание! Распространенная ошибка!

Зазор между лентой и грунтом некоторые застройщики заполняют песком. Рассуждения таких застройщиков сводятся к тому, что песок – это непучинистый грунт и поэтому можно заполнить им зазор, «…чтобы не сквозило под домом…». Этого делать не следует: при пучении слой песка будет работать как прокладка, помогающая пучинистому грунту оторвать ленту–ростверк от опоры или поднять саму опору (рис. 68, а). В результате это будет незаглубленный фундамент, при котором дом поднимается пучинистыми процессами в полной мере. Застройщик, выбирая схему фундамента, должен решить: делать незаглубленный или столбчатый фундамент, а два сразу – это как сидеть на двух стульях.

Зазор под домом обязательно должен быть. Снаружи его можно закрыть отмосткой (рис. 68, б).

Рис. 68. Столбчато–ленточный фундамент: А – ошибочное выполнение; Б – правильное выполнение; 1 – лента–ростверк; 2 – поднятая опора; 3 – разрушенная опора; 4 – песчаная подушка; 5 – отмостка; 6 – воздушный зазор

В строительной практике используется столбчато–ленточный фундамент, у которого лента лежит на грунте или на песчаной подушке без воздушного зазора. Эта ситуация возникает в том случае, если планируется выполнить незаглубленный фундамент и одновременно обеспечить устойчивость стене, чтобы она не заваливалась (каменная ограда, протяженная стена склада или коровника…). При пучинистых явлениях стена поднимается–опускается с опорой, которая двигается в скважине как поршень, обеспечивая устойчивость стене от опрокидывания (рис. 69). В этом варианте опора должна иметь жесткую связь с лентой–ростверком, не иметь расширения внизу, обладать ровной боковой поверхностью, защищенной гидроизоляцией (толевая рубашка) и быть достаточно массивной, чтобы возвращаться в исходное летнее положение.

Рис. 69. Фундамент каменного ограждения: А — летом; Б – зимой; 1 – ограждение; 2 — арматура; 3 — лента фундамента; 4 — песчаная подушка; 5 – опора; 6 — мерзлый грунт

Для тех, кто строит дом по готовому проекту

Некоторые застройщики, возводящие дом по готовым проектам, спрашивают о наличии буров под диаметр скважины 30…35 см.

Приходится им объяснять, что проектировщики, не зная о наличии фундаментного бура ТИСЭ–Ф, способного создавать внизу скважины расширение диаметром 60 см, назначают диаметр опор, исходя из диаметра цилиндрической скважины без расширения внизу.

2.6. УСТРОЙСТВО ПОДВАЛА

Подвальное помещение также можно отнести к разновидности заглубленного фундамента. Подвальным считается этаж, у которого уровень пола помещений ниже уровня планировочной отметки земли более чем на половину их высоты. Высоту подвала принимают равной 1,9…2,2 м. Этого достаточно для размещения складских помещений или для установки генераторов тепла. Если в подвале планируется устроить тренажерный или игровой зал, то его высоту назначают не менее чем в жилых комнатах.

В подвальных помещениях удобно хранить продукты, делать заготовки. Это обусловлено свойством грунта сохранять почти постоянную температуру. На глубине 1,5…2 м от поверхности земли она держится на уровне 5 °С – зимой и 10 °С – летом.

Цокольный (полуподвальный) этаж заглубляют в грунт не более чем на половину высоты этажа. Достаточно часто цокольный этаж устраивают при строительстве на сложном рельефе (рис. 70). Высоту цокольного этажа приравнивают к высоте жилых помещений.

Наличие подвала – желание любого застройщика. Это и понятно. Увеличиваются полезные площади без увеличения габаритов дома. Стоимостной уровень жилья, если предполагается его когда‑нибудь продавать, также повышается.

Рис. 70. Цокольный этаж часто устраивают при сложном рельефе местности

Надо учитывать, что стоимость создания подвального помещения почти в 1,5 – 2 раза выше, чем надземного этажа, если требуется надежная гидроизоляция от грунтовых вод.

Вместе с тем, при расположении дома на сухих грунтах наличие в нем подвала или цокольного этажа оправдано и желательно, так как затраты на него оказываются в 2 – 4 раза меньше тех, что потребуются для создания обычного этажа с такой же полезной площадью.

Внимание!

Если Вы предполагаете применять в качестве топлива для приготовления пищи или для обогрева не магистральный газ, а привозной сжиженный газ (пропан), то от подвала или цокольного этажа лучше отказаться. Этот газ тяжелее воздуха. При случайной протечке он может скопиться в нижних непроветриваемых полостях дома и привести к взрыву (рис. 71).

Рис. 71. Если применяете пропан, то от подвала лучше отказаться

Конструктивное выполнение подвала и фундамента под него определяется уровнем грунтовых вод, степенью пучинистости грунта, типом перекрытия и схемой выполнения гидроизоляции подвала.

С позиции устройства фундамента под домом подвал выполняется по двум схемам: с опорой на плиту (рис. 72, а) и с опорой на ленту (рис. 72, б). Каждая из них имеет свою применимость и свою себестоимость.

Рис. 72. Силовые схемы фундамента подвала: А – на плите; Б – на ленте; 1 – стена подвала; 2 – плита; 3 – бетонная стяжка пола; 4 – лента; 5 – песчаная подушка; 6 – плита пола

Возводить дом с подвалом при высоком уровне грунтовых вод следует на плите. Армирование плиты и её бетонирование потребует немало средств, но так обеспечить герметичность соединения плиты со стенами подвала значительно проще. Толщина плиты (15…25 см) зависит от габаритов дома и расположения внутренних силовых стен подвала. Арматура плиты представляет собой жесткий пространственный каркас, уложенный по всей её площади. Диаметр арматуры — 12…15 мм.

При высоком уровне грунтовых вод для желающих строить дом с подвалом можно воспользоваться известным приемом. Глубину котлована под подвал делают небольшую, до уровня грунтовых вод (рис. 73, а). После возведения подвала извлеченный грунт насыпается вокруг будущего дома, который окажется на некотором возвышении. Зрительный образ дома будет более выигрышным, и грунтовые воды не будут сильно беспокоить (рис. 73, б).

Рис. 73. Устройство подвала при высоком уровне грунтовых вод: А – выемка грунта; Б – дом на "возвышении"

Если уровень грунтовых вод низкий и проблема обеспечения герметичности подвала перед застройщиком не стоит, то стены подвала можно опирать на ленту. При такой конструкции пол подвала – не силовой. С лентой фундамента и со стенами он не соединяется. Толщина ленты — 20…30 см, ширина – больше толщины стены на 4…5 см.

Что касается толщины стен подвала, то она определяется самим строительным материалом, пучинистостью грунта, глубиной заложения подвала в грунт, длиной стен и типом перекрытий (рис. 74). Если стены заглублены в непучинистый грунт более чем на 1 м, то их толщину определяют с учетом бокового давления грунта (табл. 12).

Рис. 74. К выбору толщины стен подвала: L – длина стены подвала в свету; В – толщина стены

Таблица 12. Минимальная толщина стен подвала в непучинистых грунтах

При таких толщинах стен на непучинистых грунтах перекрытия подвала не обязательно должны быть бетонными.

Основная задача застройщика, решившегося на устройство подвала, – исключить его увлажнение от грунтовых или паводковых вод. Капиллярная влага не должна вызвать увеличение влажности в помещении или увлажнение самой конструкции дома.

Для герметизации подвала применяют три схемы расположения герметизирующего слоя:

– наружная противонапорная;

– внутренняя противонапорная;

– гидроизоляция для защиты от капиллярной влаги.

При выполнении наружной противонапорной гидроизоляции следует учитывать, что её верхний край должен быть выше предполагаемого уровня грунтовых вод не менее чем на 0,5 м (рис. 75, а). Давление от слоя гидроизоляции передается на силовые ограждающие элементы пола и стен, что делает её более предпочтительной.

Рис. 75. Варианты выполнения гидроизоляции подвала: А – наружная противонапорная; Б – внутренняя противонапорная; В – гидроизоляция подвала от капиллярной влаги; Г – внутренняя противонапорная гидроизоляция на штукатурном растворе; Д – гидроизоляция при уровне грунтовых вод не больше 0,2 м от пола подвала

Горизонтальный участок гидроизоляции наносится по выровненной и гладкой бетонной подготовке до устройства днища подвала. Такая стяжка толщиной 4…5 см выполняется из смеси песка и цемента 6:1, которую желательно проармировать сеткой. На подготовленную поверхность плиты наносят слой грунтовки, а на него – битумную мастику. После этого настилают полотна рубероида с перехлестом не менее чем 10 см. За стены подвала рубероид должен выступать на 15 см. При влажных грунтах изоляцию выполняют из двух слоев толя или используют рубероид. Чтобы предохранить изоляцию от повреждений, снаружи ее закрывают слоем цементного раствора. Если в качестве рулонного материала применяют толь, то на бетон наносят дегтевую пропитку.

Вертикальные участки рулонной гидроизоляции наносятся на стены и защищаются снаружи кладкой в полкирпича, бетонными плитами или же слоем набрызга бетона. Перехлест горизонтального и вертикального участков гидроизоляции выполняют подгибом горизонтальной гидроизоляции не менее чем на 15 см. Вертикальную гидроизоляцию выводят не менее чем на 15 см над поверхностью грунта.

Если грунтовые воды залегают ниже отметки пола подвала и грунты там маловлажные, то достаточно ограничиться обмазочной гидроизоляцией с нанесением горячей битумной мастики в два слоя толщиной до 2 мм. Перед нанесением мастики стены следует покрыть грунтовкой.

Пространство между стенами подвала и грунтом забивают жирной глиной, устраивая глиняный замок.

Внутренняя противонапорная гидроизоляция устраивается, как правило, в уже существующих зданиях или при проведении ремонтных работ, связанных с устранением протечки ограждающих конструкций подвала (рис. 75, б). Так как давление на отдельные участки стен внутреннего кессона может быть значительным, то для его восприятия требуются конструктивные усиления.

Гидроизоляция подвала от капиллярной влаги не требует проведения работ высокого качества, как этого требовалось при создании противонапорной гидроизоляции. Разумеется, эта схема гидроизоляции не подходит для защиты от напорных вод (рис. 75, в).

Внутренняя противонапорная гидроизоляция на штукатурном растворе стала применяться относительно недавно, с появлением штукатурных растворов, обладающих высокой степенью адгезии и быстрым схватыванием. При напорах до 2 – 3 метров, что характерно для подвалов жилых домов, использование подобных гидроизоляционных штукатурных составов и мастик позволяет выполнять внутреннюю гидроизоляцию без создания кессона, с передачей водной нагрузки на штукатурный раствор (рис. 75, г). Как правило, такой вариант гидроизоляции используется при ремонтновосстановительных работах в качестве дополнения к существующему варианту.

Если слой герметизации не выдержал и произошла протечка, то устранение этого недостатка, даже засыпкой подвала грунтом, ни к чему хорошему не приведет, т. к. влаге очень сложно уйти из герметичного подвала. Поэтому постоянная сырость в подполе неизбежна, даже когда грунтовые воды уйдут далеко вниз. Правда, можно надеяться на современные гидроизолирующие покрытия, шпаклевки. Но если в подвале уже настелены полы, выполнены отделочные работы, то устранить подобные протечки будет непросто.

Многими застройщиками, только начинающими свой строительный путь, не учитывается гидростатическое давление грунтовых вод. Это может привести к всплытию подвалов и погребов, смотровых ям гаражей и выгребных ям канализации, незаполненных бассейнов. Все перечисленное – достаточно частые явления, если уровень грунтовых или паводковых вод высок, а вес сооружения небольшой.

Из практики речного флота

Достаточно давно в качестве пристани на реках и озерах используются плавучие дебаркадеры – пристани, нижняя, она же главная часть которых представляет собой герметичный железобетонный корпус. Сверху на нем сооружается легкое двухэтажное деревянное строение самой пристани (рис. 76).

Рис. 76. Плавучая пристань, включающая железобетонный кессон

Именно так следует представлять дом с подвалом или погреб тем, у кого возможно повышение уровня грунтовых или паводковых вод выше уровня их пола.

Герметичность подвала обеспечивается водонепроницаемостью стен и плиты дома, на которой он возведен.

Из практики индивидуального застройщика

При достаточно высоком уровне паводковых вод застройщик всё же решил делать подвал. Дом небольшой, 6x8 м, можно попробовать. Все было сделано почти по науке.

Отрыли котлован глубиной 1,8 м, сделали подсыпку из крупнозернистого песка, застелили гидроизоляцию, а на ней отлили бетонное основание толщиной 10 см с армированием его сеткой (плитой такое тонкое железобетонное создание не назовешь). После этого точно по периметру застройщик уложил три ряда фундаментных блоков ФБС и перекрыл подвал плитами.

Пришла весна. Караул!!! Пол подвала сильно подняло, через образовавшиеся трещины пошла вода (рис. 77).

Рис. 77. Разрушение тонкой плиты гидростатическим давлением: 1 – уровень грунтовых вод; 2 – давление воды

Что произошло?

Гидростатическое давление, действующее на пол снизу, оказалось закритическим. При уровне воды в грунте выше пола подвала на 1 м на единицу площади пола действует давление в 1 тонну. То есть на всю площадь этого подвала в 48 м² действует снизу сила в 48 тонн. Это вес очень тяжелого танка или целого вагона. Тонкий пол этого не смог выдержать.

Как надо было сделать. Плита пола должна быть толщиной не менее 20 см, и её армирование должно быть грамотно выполнено. Существенное усиление пола подвала можно было бы обеспечить возведением одной поперечной стены.

Если приглядеться к такому фундаменту, то бросается в глаза слишком близкое расположение стены к краю плиты, на которую она опирается. Наш застройщик уложил фундаментные блоки вплотную к периметру бетонного пола. Видимо, решил сэкономить на объеме земляных работ и бетонировании. При таком исполнении этого узла пол подвала от давления грунта сразу от края интенсивно начинает загружаться изгибающим моментом (рис. 78, а).

Большие изгибающие нагрузки – это и значительные деформации, и разрушающие напряжения в плите подвала. При слабом уплотнении грунта под плитой это проявляется в большей степени.

В варианте, когда плита пола выходит за контур стены на 30 – 40 см (рис. 78, б), максимальная величина изгибающего момента становится значительно ниже. Плиту можно было бы делать тоньше, не боясь деформаций и разрушений.

Рис. 78. Загрузка плиты подвала изгибающим моментом: А – неправильно; Б – правильно

Похожее разрушение плиты пола может произойти и с незаглубленной плитой. Тяжелый гараж может сильно деформировать плиту, особенно если нарушена её целостность удлиненным проемом под смотровую яму (рис. 79).

Рис. 79. Разрушение плиты фундамента от веса дома (гаража)

При устройстве подвала на его стены укладывают бетонные перекрытия. Это связано с тем, что боковое давление грунта на стены необходимо на что‑то передать. Особенно большое боковое нагружение стен возникает от пучения грунта, так как он стремится расшириться при своем замерзании во все стороны. Жесткие перекрытия позволяют замкнуть на себя нагрузки, приходящиеся на стены подвала со всех сторон. Эта расчетная схема рассматривает стену подвала как набор вертикально расположенных балок, передающих нагрузку от грунта на бетонный пол и на бетонное перекрытие (рис. 80).

Рис. 80. Восприятие давления на стены через пол и перекрытие подвала: А – общая схема

Рис. 80. Восприятие давления на стены через пол и перекрытие подвала: Б – узел схемы

Именно поэтому стены подвала при строительстве загружают бетонным перекрытием в этот же сезон, не дожидаясь, пока пучинистый грунт своим расширением наклонит стены внутрь подвала.

Эта схема принята при возведении подвала по технологии ТИСЭ. Такие вертикальные балки создаются в каждом четвертом вертикальном канале стены после их заполнения арматурой и бетоном. Схема эта хорошо работает вне зависимости от габаритов подвала и разбивки внутренних его стен.

Это интересно

При силовой схеме, представляющей стену в виде набора вертикальных балок, стены подвала можно выполнять тем тоньше, чем тяжелее дом сверху (из условий напряженного состояния стены, загруженной весом и боковым давлением). В этих условиях в массиве бетона отсутствуют растягивающие напряжения, от которых он мог бы разрушиться.

При возведении стен подвала из готовых бетонных блоков выполняют горизонтальное армирование. В этом случае стена работает по другой расчетной схеме, при которой она рассматривается как набор горизонтально расположенных балок, передающих боковую нагрузку от грунта на внешние и внутренние стены подвала. Из‑за большого пролета такой горизонтальной балки стена подвала должна иметь большую толщину или эффективное горизонтальное армирование (рис. 81).

В реальности стену подвала следует рассматривать как набор одновременно работающих вертикальных и горизонтальных балок. Причем чем тяжелее сам дом, чем большим весом загружены стены подвала, тем ближе расчетная схема к стене с вертикально расположенными балками.

Рис. 81. Восприятие давления на стены через внутренние и внешние стены подвала: А – общая схема; Б – узел схемы

Из строительной практики

Возведение стен подвала часто выполняют с использованием крупногабаритных готовых фундаментных блоков ФБС (рис. 82). Как правило, при выполнении угловой перевязки с этими блоками, перехлёст блоков по всей длине стены – самый минимальный.

При слабом горизонтальном армировании узкая зона вертикальных стыков ФБС превращается в шарнирное соединение. При отсутствии подвального перекрытия и достаточно большом давлении грунта, подверженного пучинистым явлениям, часть стены может уйти вовнутрь.

Рис. 82. Разрушение стен подвала, возведенного из фундаментных блоков

Исправить ситуацию и остановить процесс разрушения стен подвала возможно только с возведением в подвале подкрепляющих стенок. Это достаточно дорогое удовольствие, да и подвал потеряет всю свою привлекательность.

Разрушиться стена подвала от давления грунта может и без пучинистых явлений, при монтаже плит перекрытия. Опоры автокрана, установленные в непосредственной близости от стен подвала, создают в грунте достаточно высокий уровень напряжений. Нагрузка на выдвижную опору и боковое давление грунта на стены подвала особенно высоки, когда идет монтаж дальних плит, наиболее удаленных от автокрана (рис. 83).

Рис. 83. Разрушение стен подвала при монтаже плиты перекрытия

Чтобы не случилось подобного разрушения, расстояние от стены до края опорной площадки автокрана должно быть не меньше 0,8 м.

Начинать монтаж перекрытия следует с укладки ближних плит, которые смогут усилить устойчивость стен подвала.

Устройство подвала начинается с рытья котлована. При планировании этого этапа работ застройщик не должен забывать о том, что в зимнее время граница промерзания в зоне котлована опустится. Грунт с плотной структурой при насыщении водой и замерзании может снизить свою плотность и подняться на 10…15 см (рис. 84, а). Если же застройщик успел возвести подвал, но не предусмотрел его утепления, то пучинистые явления могут поднять подвал на 10…15 см, вызвав разрушения или недопустимые смещения. Чтобы этого не случилось, следует утеплить подвал по одной из двух схем, предусматривающих утепление по полу или по подвальному перекрытию (рис. 84, б, в). Последний вариант более удачен, так как при отсутствии перекрытия стены подвала от давления пучинистого грунта могут наклониться внутрь. Снеговой покров здесь можно считать утеплением подвала.

Рис. 84. Положение границы промерзания при устройстве подвала: А – открытый котлован; Б – утеплен пол подвала; В – утеплено перекрытие подвала; 1 – котлован; 2 – граница промерзания; 3 – стены подвала; 4 – утеплитель; 5 – отклоненное положение стены; 6 – грунт до промерзания