★ Фундамент. Общие сведения.

Фундамент - основа основ всего что связано со строительством, будь то высотное здание или же простой, пардон, био-туалет. Правильно и тщательно проработанная конструктивная часть проекта по нулевому циклу дает 50% к стабильной работе здания в процессе его эксплуатации, за остальные 50% , разумеется, несет ответственность надземная его часть. Пренебрежительное же отношение к фундаментам может иметь не самые лучшие последствия, как для владельца дома, так и для его кармана, в частности. Последствия могут быть различной степени сложности, начиная с регулярного мелкого косметического ремонта фасадной цокольной части здания до разрушения надземной части, а тут уже не подкрасишь и не прибьешь, как говорится.
Так какой же фундамент выбрать и с чего, собственно, начать? - спросит себя Вениамин Петрович из Агаповки.
Во-первых, нам потребуется в обязательном порядке информация о грунтах нашей будущей строительной площадки. Для этого нам необходимо провести инженерно-геологические изыскания. Это можно сделать самостоятельно или же заказать выполнение сего действа в соответствующей организации, предоставляющей подобный вид услуг.

Инженерно-геологические изыскания

Инженерно-геологические изыскания - это комплексное изучение инженерно-геологических условий площадки проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, и составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.
Делаем все это сами.
Для определения грунта на участке в первую очередь следует применить метод натурного визуального обследования. Так на заболоченных грунтах растет иван-чай, на сухих почвах – белые ромашки, желтые цветы болотной калужницы указывают на наличие текучих подземных вод, а лопух обильнее всего произрастает на глинистой почве, осока, мать-и-мачеха и лопух указывают на высокое стояние «грунтовки» – грунтовой воды, которая может залегать на глубину штыка лопаты. При этом необходимо уточнить ее границы и источник подачи, его направление (или направления), а также ровность материкового грунта, то есть – волнообразное, ровное, седловинное или выпуклое. Самый простой вариант - это вырыть шурф. Шурф – это вертикальная грунтовая выработка небольшой глубины (до 40 м), выполняемая для разведки полезных ископаемых, вентиляции, водоотлива, транспортирования материалов, спуска и подъёма людей и для других целей. Площадь поперечного сечения шурфа от 0,8—4 кв. м. Форма поперечного сечения – круглая, прямоугольная или квадратная. В случае частного жилого дома, коттеджа и т.д. 40 метров копать ни к чему, достаточно вырыть 2-3 метра в нескольких точках участка, где были отмечены водолюбивые растения, а также, где есть понижение самого рельефа участка.

Имеются многочисленные приспособления, которые легко сделать своими руками, – это всевозможные нехитрые буры винтообразной формы. Берут полосовое железо (Ст25–30) около 1 м длиной, конец его спиливают под углами в виде треугольника, затем другой тупой конец вставляют в тиски и перекручивают в виде обычного шомпола для открытия пробок у бутылок. После этого к тупому концу приклепывают, привинчивают или припаивают кусок водопроводной трубы с уже нарезанной резьбой, с помощью которой вы сможете удлинить трубу такой же трубой (длиной 0,5–0,7 м). На конце одной из них обязательно должен быть устроен рычаг-коротыш, с помощью его движения (поворачивания и выворачивания) вы сможете ввинчиваться в шурф грунта и, следовательно, доставать из него земельные захватки. По земельным захваткам и виткам следует отмечать, на какой высоте от нулевой поверхности вашего участка расположены глина, пески порода нижних слоев грунта. Взятые пробы раскладывают на листе твердой бумаги. Можно начертить примерную схему вертикального разреза вашего участка и отмечать на ней те показания бура, которые вы получили в результате данного бурения. Эти пробы грунта вам покажут и саму его породу, и главное – влажность. В результате вы сможете отличить грунты по внешним признакам. Свойства грунта зависят не только от его химического состава и расположения, но и от состояния в данный момент. Например, песок в зависимости от размеров и строения частиц может быть достаточно прочным основанием или текучим плывуном. В сухом состоянии он весьма прочен, но при увлажнении разрыхляется и проседает. В одних случаях глина может превосходить по качеству песчаный грунт, а в других создает много затруднений для освоения участка и возведения на нем построек.

Перечень основных грунтов и их характерные особенности. Глубина промерзания.

Глинав сухом состоянии твердая в кусках, во влажном -вязкая, пластичная, липкая, мажется. При растирании между пальцами песчаных частиц не чувствуется, комочки раздавливаются очень трудно, песчинок не видно.При скатывании в сыром состоянии образуется в длинный шнур диаметром менее 0,5 мм; а при сдавливании шарик превращается в лепешку, не трескаясь по краям; при резке ножом в сыром состоянии имеет гладкую поверхность, на которой не видно песчинок.
Суглинок - комья и куски в сухом состоянии менее тверды, при ударе рассыпаются на мелкие куски, во влажном состоянии имеют слабую пластичность и липкость; при растирании чувствуются песчаные частицы, комочки раздавливаются легче, ясно видны песчинки на фоне тонкого порошка; при скатывании в сыром состоянии длинного шнура не получается, он рвется; шар, скатанный в сыром состоянии, при сдавливании образует лепешку с трещинами по краям.
Супесь - в сухом состоянии комья легко рассыпаются и крошатся от удара, непластична, преобладают песчаные частицы, комочки раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур; шар, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.
Песок пылеватый напоминает пыль или жесткую муку типа крупчатой, отдельные зерна в массе трудно различимы.
Песок мелкийимеет зерна, слабо различимые глазом, песок средней крупности, в основной массе имеет зерна размером с просяное, в крупном песке - большое количество зерен размером с гречневую крупу.
Гравий (дресва) - зерна размером от горошины до мелкого ореха составляют больше половины по массе. Между ними более мелкое заполнение. Гравий имеет частично окатанные формы, дресва - с острыми краями.
Галька (щебень) - зерна размером больше ореха составляют более половины по массе. Между ними - мелкое заполнение. Галька - окатанной формы, щебень - остроугольной.
Песчаные, гравийные и галечниковые грунты несвязные. Прочность основания будет обеспечена, если давление, которое передается фундаментом на грунт, не более расчетного для грунтов, залегающих под фундаментом. В зависимости от глубины от дневной поверхности ориентировочно можно принять условное расчетное давление на грунты оснований (табл. 1 Условное расчетное давление на грунты оснований, Н/см2).

Наиболее надежны скальные, гравелистые и крупнообломочные грунты. орошим основанием могут служить крупные чистые (без примесей) сухие пески, а также сухие, плотно слежавшиеся глинистые грунты. Ненадежны мелкие пески с примесями, насыщенные водой. Разновидность глинистых грунтов - лессовые грунты, которые при замачивании водой сильно уплотняются и дают просадки, что может привести к повреждению возводимых на них построек. Не следует устраивать фундаменты на растительных и насыпных грунтах. Наиболее опасно для фундамента дома морозное пучение грунта, которому в основном подвержены водонасы-щенные глины, суглинки, супеси, мелкие и пылеватые пески. Глинистые мокрые грунты при замерзании увеличиваются в объеме и проявляют свойства пучения. Слои пучи-нистого грунта, замерзая, воздействуют на фундамент снизу вверх и, если сила морозного пучения больше, чем нагрузка от дома, то происходит как бы «выталкивание» здания из земли. При оттаивании весной может произойти обратное явление - неравномерная осадка дома. Фундаменты на мокрых грунтах выполняют с соблюдением особых правил. При проектировании фундаментов важнейшим вопросом является глубина промерзания грунтов в выбранном районе строительства, составляющая в средней полосе 1,4-1,6 метра. Во избежание пучения - подъема грунтов под подошвой фундаментов в результате перехода грунтовой воды в лед, их закладывают чуть ниже уровня промерзания. Подъемная сила пучения достигает 6 тонн на погонный метр, а пригруз от двухэтажного здания - 4 тонн. При недостаточном заглублении фундаментов и неравномерном в реальности распределении сил пучения на фасаде кирпичного здания возникают определенным образом направленные трещины. Рубленые стены, вспучившиеся в сезон замерзания, часто опускаются в течение нескольких лет ниже проектной отметки, и их приходится вывешивать с помощью домкратов, распирать подкосами и подкпадывать дополнительные венцы , Ремонт поврежденных кирпичных стен осуществляется более сложными инженерными приемами. Глубина заложения фундаментов наружных и внутренних стен неотапливаемых зданий должна быть не менее глубины промерзания, причем измерять ее надо от пола подвала или технического подполья, а если подвал отсутствует, то от планировочной отметки земли. Глубину заложения фундаментов наружных стен регулярно отапливаемых зданий можно принять 0,6-0,7 глубины промерзания, внутренних - не менее 50 см. На глинистых песках, супесях, суглинках и глинах, а также в крупнообломочных грунтах с глинистым заполнителем глубину заложения фундаментов принимают с учетом положения уровня грунтовых вод: если уровень грунтовых вод расположен на 2 м ниже уровня промерзания, то фундамент закладывают на глубине не менее 0,7 м; если уровень грунтовых вод находится на уровне промерзания и выше его, то фундаменты закладывают ниже глубины промерзания грунта.

Бурение грунта ручным способом

В бурах, применяемых в настоящее время в хозяйствах для бурения небольших скважин, используется, как правило, принцип винтового движения. В связи с этим изготовление такого бура представляет некоторую сложность и требует соответствующего оборудования. Выше говорилось об изготовлении бура в домашних условиях. Материалом для него является практически любая сталь. Применение бура не требует затраты больших физических усилий, а срок службы в одном хозяйстве ориентировочно оценивается в 20-30 лет. Бур состоит из полотна в виде металлического листа с петлей и наконечником на одном конце и с отверстием для ручки на другом, а также ручки - металлической трубы или деревянного цилиндра диаметром 20-25 мм и длиной 500 мм. Бурение производится вращением полотна при одновременном легком вертикальном нажатии на ручку. После заглубления полотна на величину, равную высоте петли, бур поднимают вверх для освобождения петли от грунта. Затем все повторяется до получения скважины требуемой глубины. В принципе ручной бур входит в нижние слои грунта так же, как и механический . Он помогает определить состав грунта до 2 метров глубины. Для ручного механического бурения ударно-вра-щательным способом используется тренога из тонких бревен длиной 5-6 м и толщиной в верхнем обрезе 10-12 см и ворот (лебедка). Концы треноги просверливают и скрепляют болтом, к которому крепится серьга с блоком. Кроме того, на место скрепления бревен набрасывается веревка в виде петли, а конец ее спускается по одной из стоек. Веревка необходима для крепления штанги с буровым сверлом при установке вертикального снаряда. Крепкие породы бурят ударным (долбящим) инструментом, а разжиженные - ударными инструментами и вычерпыванием. Бурение, или забуривание, как правило, начинают особым сверлом, называемым буровой ложкой, поскольку верхние слои почвы мягкие и не осыпающиеся. Установив буровую ложку вертикально, начинают бурить, используя хомут с ручками, закрепленными на штанге. Нажимая руками немного на хомут, поворачивают сверло вправо. Повернув сверло бура с щелевидной прорезью захвата на несколько оборотов, почувствовав, что оно полностью заполнилось породой, его вынимают из скважины и очищают. При бурении сухой породы, которая вываливается из буровой ложки, в скважину подливают немного воды (1-2 ведра). При проходке более твердых пород пользуются шнековым (спиральным) буром, а совсем твердых - долотом. Ударами долота разрушают породу, а измельченную извлекают желонкой. Когда желонку начинает «прихватывать» (это указывает на то, что она заполнилась породой), ее поднимают при помощи ворота, укрепленного на опорах вышки, очищают и снова «желонят». Одновременно с углублением скважины следует опускать обсадные трубы. И так до тех пор, пока не будет пройден плывун. Эта работа требует внимания и быстроты, так как инструмент «прихватывает» в забое. Основной принцип бурения ручным способом. I. а – буровой снаряд, б – подземные приспособления – для мелкого ручного ударно-вращательного бурения скважин: 1 – поворотный хомут; 2 – вертлюг; 3 – бурильная колонна; 4 – породоразрушающий инструмент; 5 – обсадная труба; 6 – канат; 7 – тренога; 8 – блок; 9 – лебедка; 10 – балансир. II. Основные породоразрушающие инструменты для мелкого ударно-вращательного бурения: а – спиральный бур (змеевик); б – бур-ложка; в – желонка; г – плоское ударное долото; д – эксцентричное долото; е – пирамидальное долото. Затрудняют проходку наносных пород (пески, глины, суглинки) камни. Так как разбурить их, как правило, невозможно, надо стремиться «втолкнуть» отдельные камни в стенки скважины. Иногда эта операция проходит успешно, если влить в скважину 1-2 ведра воды. Крупный камень надо попытаться разбить с помощью пирамидального долота, сбрасываемого в забой с помощью ворота или лебедки. Ну а если встретится валун? Тогда лучше оставить скважину и заложить другую, несколько поодаль.

Возведение фундаментов в сложных условиях. Сейсмостойкость фундаментов.

Самое опасное для фундамента - глубинные подвижки и сейсмические встряски нижних слоев грунта, их тиктанические разломы, которые являются, может быть, редко, но свое присутствие не отменили. Например, такая опасность имеется даже в Подмосковье и в других областях Нечерноземной зоны России. Конечно, в Нечерноземной зоне не бывает таких сильных землетрясений, какие происходят в южных, восточных и западных регионах страны. Но в Московской области может быть отзвук землетрясений в 2-4 балла. Эти колебания нечастые, и они во многих случаях не местные, а отдаленное эхо более сильного землетрясения. К примеру, сильное землетрясение в семидесятых годах в Румынии отголоском докатилось до Москвы силой 1-2 балла. Такие слабые колебания не смогут разрушить или повредить здания или сооружения. Но и они опасны, так как способны воздействовать на местное состояние грунта: от детонации могут возникнуть смещение или оседание, вспучивание, что, в свою очередь, повлечет за собой обрушивание склонов холмов и оврагов, оползни, сели и лавины. Чаще всего перемещение грунтов на склонах проходит как бы исподволь, то есть под верхним почвенным слоем, скрепленным корнями растительности. Но если для того, чтобы разорвать дернину трав, требуется немалая сила, то для того, чтобы разорвать корни деревьев, потребуется усилие, измеряемое тоннами. Происходит это легко и быстро, даже если это эхо детонации далекого от этих мест землетрясения. При этом слабые пласты грунта могут либо осесть на нижние, либо приподняться, образуя при этом провалы, оползни, оседают фундаменты зданий и сооружений, деформируется основание построек. Особо опасно такое подземное воздействие для одноэтажных зданий, расположенных в сельской местности, где толчки имеют разностороннюю направленность: вверх-вниз, влево-вправо, вперед-назад, сдвиг винтом . Как правило, предельное состояние зданий подразделяется на две группы: первая - по потере несущей способности или полной непригодности к эксплуатации, где могут быть повреждения отдельных конструкций (например, конструкций кровельного и станового ограждения, вертикальных связей по колоннам, стоек фахверка и др.) и их остаточные смещения, не угрожающие безопасности людей или сохранности ценного оборудования; вторая группа - по непригодности к нормальной эксплуатации, где в принципе расчет зданий с учетом сейсмических воздействий производится на условные статические нагрузки, определенные по графикам спектрального коэффициента динамичности. На условные статические воздействия рассчитываются все здания, проектируемые для сейсмических районов, а также на выбор расчетных сейсмических воздействий, которые определяются с учетом характера сейсмического режима в районе строительства, а также детального и микросейсмического районирования. Этот расчет является дополнительным и рекомендуется для особо ответственных зданий и сооружений с пролетами структурных конструкций более 36 м. Деформации молоэтажныхжилых зданий, возведенных на проса-дочных грунтах, от физико-механических явлений и сейсмика: а - в результате жестких усилий утяжеленного фундамента и грунта (искривление здания выпуклостью вверх (выгиб) с образованием вертикальных трещин в верхней части стен). Подобная деформация возможна от сейсмического воздействия; б - искривление здания выпуклостью вниз от усилия изгиба или прогиба наподобие косого среза (от проседания грунта); в - от местного сжатия по центру здания (просадка) перекрестные трещины, косые сдвиги слева направо и справа налево. В частности зависят от прочности нижних слоев грунта. Особенности расчета зданий с покрытиями из структурных конструкций обусловлены сравнительно большими пролетами и редким расположением опор. Например, вертикальную составляющую сейсмического воздействия необходимо учитывать при расчете структурных конструкций (включая их горизонтальные напольныеучастки), капитальных участков колонн, узлов сопряжения структурных конструкций с вертикальными несущими конструкциями, крановых консольных колонн. Кроме того, выполняются расчеты структурных конструкций покрытия при изгибе из их плоскости на вертикальные сейсмические нагрузки, вертикальных несущих конструкций (колонн) на горизонтальные нагрузки в плоскости покрытия, узлов сопряжений структурных конструкций с колоннами на совместное действие условий от горизонтальных и вертикальных сейсмических нагрузок и т. д. Землетрясение, как известно, характеризуется короткими толчками, исчисляющимися в доли секунды, в несколько секунд. Но этого времени достаточно, чтобы разрушить все слабоукрепленные, не обладающие особой прочностью и гибкостью здания и сооружения. Действительная причина землетрясений обусловлена перемещением блоков земной коры, которые теснейшим образом связаны с процессами тектонического порядка. Эти всплески-удары распространяются от точки сдвига, наплыва, разлома на громадные пространства в виде детонационных отзвуков и полос. Ввиду того, что поверхностный слой всякого грунта сотрясается гораздо сильнее слоев, лежащих несколько глубже его, желательно возможно большее углубление фундамента и изолирование его от поверхностного слоя грунта посредством не связанных с ним подпорных стенок. Например, в случае очень слабого грунта может быть выгодным устройство сплошного железобетонного фундамента на свайном основании. Следует отметить, что свайные основания являются одним из наиболее надежных типов для местностей, подверженных землетрясениям, так как связывают здание с более плотными глубоко лежащими слоями грунта. Таким образом, при постройке тяжелых скелетных (каркасных) зданий должна быть достигнута прочная подпочва одним из обыкновенных способов, то есть сваями, столбами, опускными колодцами или кессонами, при этом отдельные опоры должны быть надежно связаны между собой. То же самое относится и к скелетным конструкциям малоэтажных зданий как в черте города, так и в сельской местности. Такие фундаменты дают гарантию не только в случае сейсмика, оползней, селей, но и при весенних и дождевых паводках и заливах. Они смогут устоять от напора стихии. Разумеется, фундаменты после напора стихии подлежат соответствующему ремонту, но на это тратится меньше средств и времени, чем на восстановление дома, который разрушился до основания. В случае очень глубокого залегания твердого грунта здание может быть основано на сплошном железобетонном фундаменте, при этом необходимо опустить подошву последнего так, чтобы нагрузка от здания равнялась давлению прилегающих частей грунта, дабы избежать перемещения и выдавливания его из-под здания во время землетрясения. Деревянные дома выдерживают землетрясение относительно хорошо, особенно одноэтажные и даже мансардные. Их разрушения являются незначительными, так как такие дома гибче и легче, чем каменные, и у них в случае чрезмерно больших толчков и перемещения грунта происходят разломы коренных труб и печей, каминов и теплушек. Каменные же здания от землетрясения страдают весьма значительно: разрушаются остовы стен по направлению движения волн. И если в таких стенах данной конструкции нет соединительных связей - анкеров, то есть металлических связей, - разрушения будут большими. Поэтому хорошо выдерживают волнообразный напор стихии только те каменные здания, стены которых усилены металлическими связями. В случаях, когда ровная площадка с одной из сторон имеет линию бровки склона, овражья или оврага, фундаментную плиту устанавливают на сваях по ее углам. Если в плане плита прямоугольная и ее длина превышает ширину, с учетом нагрузок на нее (объемный вес дома) и других возникающих усилий, например сдвига, по краям плиты ставят дополнительно две-три опорные сваи.

Участок на склоне

Известно, что самыми «капризными» являются участки на склонах холмов, овражий и на отлогих берегах водоемов - рек, озер и сельских прудов. Такой участок подвижен, особенно когда среди нижних слоев грунта притаился пласт глины. Нередко такой пласт лежит сразу же под дерновым слоем. Разрез дома на склоновом участке: а, б – склоновая ориентация основного фасада дома в зависимости от планировки участка и самого расположения дома. Глина от попадания в нее грунтовой или атмосферной воды разбухает, увеличивается в весе (объеме) и начинает двигаться сверху склона холма или овражья вниз вместе с верхним дерновым слоем и растительностью. А при высыхании ее слоя начинается обратный процесс - снизу вверх на прежнее место. Если сделаете ограду, то и она со столбами и досками, а заодно и с деревьями, будет передвигаться и ломаться. В природе даже на незначительных местах по уклону и пологих происходят оползни, размывы и сели. Периодами наступает переувлажнение грунта. Появляется на всем участке сырость. Строительство домов на склоновом участке следует вести после того, как его грунт будет тщательно обследован.

Конструкции фундаментов

По конструкции различают фундаменты ленточные -монолитные из бутобетона и крупнопористого бетона, и сборные из блоков и блоков-подушек, столбчатые, сплошные в виде железобетонной плиты и свайные.

Малоэтажные сельские жилые дома в основном строят с ленточными и столбчатыми фунтаментами. Ленточные фундаменты применяются для домов с любыми конструкциями стен, а столбчатые - преимущественно для бревенчатых, щитовых, каркасных. В слабых сжимаемых грунтах, а также в тех случаях, когда достигнуть естественного основания экономически или технически невозможно из-за большой глубины его залегания, применяют свайные фундаменты, используя в основном набивные железобетонные сваи, изготавливаемые непосредственно на площадке строительства. По верху свай устраивают монолитный железобетонный пояс. Бутобетонные и бутовые фундаменты выполняются в слабых грунтах (песчаных, супесчаных) в опалубке, а в плотных - враспор со стенками траншеи, без опалубки. В качестве материала для опалубки могут применяться доски толщиной не менее 40 мм или обрезки ДСП, отходы плоского шифера и тому подобные материалы. Первый ряд бута кладется непосредственно на предварительно утрамбованный грунт. Пустоты между камнями засыпают мелким камнем, щебенкой или галькой. Слой гальки высотой 15-20 см уплотняют трамбовкой, после чего заливают жидким цементным раствором, заполняющим в ней пустоты. Камни второго и последующих рядов укладывают горизонтальными слоями толщиной 15-20 см с тщательной расщебенкой и заливкой жидким раствором до заполнения всех пустот и снова каждый слой уплотняют. Наиболее прочным фундамент будет, если применяется раствор в соотношении 1:3 (на одну часть цемента - три части песка). Необходимо помнить, что до начала работ бутовый камень следует отсортировать, очистить от грязи и пыли. Для нижнего ряда кладки лучше отбирать камни с плоскими гранями. Кладку бутовых стен над уровнем земли выполняют одновременно с кирпичной облицовкой в полкирпича. Крепление облицовки со стенами фундамента производят укладкой одного тычкового ряда кирпичей, заделанных на 0,5 кирпича в бутовую кладку, через каждые 4-6 ложко-вых рядов. В случае перерыва в работах продолжительностью более суток в сухую, жаркую или ветреную погоду для защиты от высыхания бутовую кладку в течение дня 3-4 раза поливают водой или укрывают пергамином, толем, рубероидом, рогожей или щитами.
Бутобетонные фундаменты отличаются от бетонных тем, что щебень заменяется мелким бутовым камнем, око-лом, кирпичом-половняком или кирпичным боем. Такие фундаменты долговечны и прочны. При этом варианте не забудьте сначала уплотнить дно траншеи, затем налить на него слой примерно в 8-10 см раствора или бетона и далее укладывайте заполнитель слоями 15-25 см, затем снова залейте жидкий бетон нужной марки и утрамбуйте тяжелыми трамбовками послойно до поверхности фундамента.
Щебеночные фундаменты устраивайте аналогично бутовым.
Кирпичные фундаменты делаются из полнотелого глиняного кирпича марки не ниже 100, желательно пластического прессования, на цементном растворе соотношением 1:3, либо на известково-цементном растворе соотношением 1:2:10 (цемент, известковое тесто, песок) - в сухих плотных грунтах, или цементно-глиняном 1:1:10 (цемент, глиняное тесто, песок). Однако лучше всего приобрести кирпич-железняк (пережженный кирпич).
На садовых участках целесообразно устраивать столбчатые фундаменты. Они экономичнее ленточных, но их проектируют, как правило, для каркасных домов в тех случаях, когда нагрузки на основание весьма малы и применение ленточных фундаментов нецелесообразно. Столбчатые фундаменты в каркасных зданиях из облегченных сборных конструкций можно делать также сборными, из заранее заготовленных элементов. Располагают столбчатые фундаменты под углами здания, и на пересечениях внутренних и наружных стен. При этом нельзя связывать в единое конструктивное решение пристраиваемые террасу, веранду, крыльцо и т. п. Сверху на столбчатые фундаменты укладывают перемычки - рандбалки, на которых возводят стены. Часто при засыпке основания дома грунтом забывают о том, что для этих целей подходит не всякий материал. Например, торф, обладающий высокой влагоемкостью, может способствовать образованию ледяной корки и вызвать дополнительные усилия пучения и глубинное проседание грунта. Кроме того, он обладает большой теплоемкостью и плохой теплопроводностью, медленнее, чем минеральные грунты, промерзает осенью и оттаивает весной. В связи с этим создаются контрастные условия работы грунта на разных горизонтах и участках фундамента. Засыпка же пазух фундамента минеральными грунтами, теплопроводность которых в 10 раз выше по сравнению с торфом, способствует сохранению под основанием фундамента «островной мерзлоты», вызывая при этом неравномерную подвижность грунта весной, в результате чего и разрушается фундамент. Нельзя вести укладку блоков под основания без снятия растительного или торфяного слоя. Это вызовет неравномерное оседание и разрушение конструкции фундамента. Столбчатые фундаменты выполняются в виде отдельных столбов. Срок службы фундаментов значительно удлиняется при устройстве их в виде каменных и бетонных столбов. Их размер в плане зависит от толщины стен плюс 10-20 см. Они устанавливаются под несущими узлами венцов (в углах, в местах пересечения стен). Поперечное сечение бутовых столбов не менее 60x60 см, кирпичных — 51x51 см, бетонных и бутобетонных —40x40 см и железобетонных — 25x25 см. Несмотря на то, что площадь их основания (в сечении) невелика, она достаточна для того, чтобы выдерживать нагрузку дома при нормальном твердом грунте. Однако часто при эксплуатации случается неожиданное переувлажнение постелистого слоя грунта различными водами (грунтовыми, атмосферными, канализационными, водопроводными и пр.). В связи с этим начинается просадка столбов фундамента, что влечет за собой разрушение стен и других частей и элементов. Чтобы этого не произошло, можно произвести усиление каменных столбов фундамента . Отношение высоты уступа к его ширине должно быть не меньше 1,25-2,0 в зависимости от марки раствора или бетона и от давления столбов на грунт. Высота уступов составляет 35-60 см. Столбы под каменные здания располагают на расстоянии 1 -2 м один от другого, а также под каждым углом дома, под несущими простенками и в местах пересечения стен. Бутовые столбы кладут из постелистого камня с обязательной перевязкой швов. Более крупные камни размещают в углах и по наружному краю. Первый ряд их втрамбовывают в грунт. Для последующих рядов подбирают соответствующие камни одинаковой высоты (толщины), не превышающей 30 см. Их укладывают по слою раствора как можно плотнее. Щели между камнями заполняют щебенкой и все уплотняют трамбовкой. Сверху первый ряд (версту) заливают более жидким раствором, чем тот, который применяют при кладке. Бутобетонные столбы можно устраивать враспор со стенками ямы или траншеи либо лучше в опалубке, таккакв этом случае они имеют более ровные стенки. Первый ряд укладывают так же, как в бутовых столбах. Затем приготовляют бетонную массу, наливают ее слоем 15-20 см и втап-ливают в него горизонтальными рядами бутовый камень высотой не более 30 см и шириной не более 1/3 ширины самого столба. Вместо крупных камней можно применять более мелкие (щебенку). Расстояние от опалубки до камней должно быть не менее 5 см, а между камнями — не более 4-6 см. Каменные столбы: а — бутовый; б — бутобетонный; в — кирпичный по бутобетону; г — кирпичный; д — бутовый по утрамбованному грунту; е — кирпичный по буту; 1 — материковый грунт; 2 — песчаная подушка; 3 — постелистый камень; 4 — отмостка; 5 — цоколь; 6 — гидроизоляция; 7 — кирпичная стена; 8 — цементно-песчаный раствор; 9 — пол; 10 — бут, бетон; 11 — стена; 12 — кирпичный столб; 13 — подполье; 14 — бутовый камень; 15 —стена Бетонную массу можно использовать в течение 1,5 ч. После перерыва в работе верх каждого ряда очищают от пыли, мусора, смачивают водой и приступают к дальнейшей кладке. При устройстве бутобетонных столбов с кирпичом их нижнюю часть до самого уровня земли выполняют из бутобетона, а остальную — в виде кирпичной кладки с тщательной перевязкой швов. Кирпичные столбы кладут в два кирпича также с тщательной перевязкой швов. Бутовые столбы по песчаной подушке применяют с целью экономии бута и цемента. Ямы под столбы роют наружной глубины до плотного основания. Затем в них насыпают крупнозернистый песок слоями по 15-20 см, поливая каждый из них водой и тщательно трамбуя тяжелой трамбовкой. Ширина песчаной засыпки берется по расчету, но не меньше ширины стены плюс 10 см (например, если ширина стены 50 см, то засыпка должны быть шириной 50+10=60 см). Не доходя до уровня земли на 25-30 см, поверх утрамбованного песка укладывают щебень слоями по 15-20 см, каждый из них трамбуют и поливают цементно-глиняным или цементно-известковым раствором марки не менее 10. Лучше всего закончить такую кладку ниже уровня земли на 10-15 см, а выше этой части возводить более тонкую часть фундамента — цоколь из бутовой кладки или кирпи. Если столбчатые фундаменты делают под каменные стены дома, то необходимо устраивать так называемые рандбалки, или фундаментные балки. Их выполняют из рядовой кирпичной кладки либо из железобетона. Рандбалки разрешается применять в том случае, если пролет между столбами не превышает 2,0-2,5 м. Высота рядовой рандбалки должна быть не менее 1/4 ее пролета и во всяком случае не менее четырех рядов кладки. Для выкладывания рандбалок необходимо применять целый отборочный кирпич и раствор марки не ниже 25. Под нижний ряд кладки, чтобы кирпичи не выпали и для восприятия растягивающих усилий, необходимо укладывать арматуру из круглой стальной проволоки диаметром не менее 5 мм по одному стержню на каждые 13 см ширины кладки балки (четыре на рандбалку шириной 51 см). Чтобы арматура не ржавела, ее надо укладывать в 2-3 сантиметровый слой цементного раствора, для чего приходится устраивать прочную опалубку. Кирпич предварительно необходимо хорошо смочить водой. Опалубку снимают через месяц (но ее можно оставить и в кладке). При пролете между столбами 2,5-4,0 м делают перемычку из армированной кирпичной кладки , т. е. со второго ряда кирпичей в каждый или через один ряд укладывают четыре стержня арматурной стали диаметром 5 мм (но можно и толще). Концы арматурных стержней должны опираться на балку не менее чем на 25 см, а лучше их положить сквозными, перекрывая все столбы. Если длина пролета превышает 4 м, то применяют готовые железобетонные балки. Арматуру под кирпичную кладку следует класть не отдельными прутками, а связывать в сетку. Короткие куски нарубают длиной на 3-4 см меньше ширины балки и скрепляют с длинными прутками обычной мягкой 2-миллиметровой проволокой. В пучинистых грунтах необходимо устроить подушку высотой 50-60 см, которая, уплотняясь в процессе вспучивания, не мешает нормальной осадке стен дома. Пролеты между каменными столбами под деревянные дома можно перекрывать не кирпичной рандбалкой, а деревянной из бревен диаметром 20-25 см. Древесина должна быть комлевая (сосновая или дубовая), совершенно сухая, антисептированная или обожженная. Длина концов, которыми балка опирается на столбы, должна быть не менее 20-25 см. Их желательно оборачивать двумя-тремя слоями рубероида или толя. Деревянные «стулья» в верхней части соединяют между собой кирпичной или бревенчатой стенкой. Для этого на боковой поверхности столбов устраивают специальные пазы глубиной не менее 5 см, шириной 5-10 см. Реже применяются фундаменты из деревянных «стульев» или песчаные. На столбчатых фундаментах в виде деревянных «стульев» можно выполнять малоэтажные деревянные дома. Древесину используют комлевую (сосновую или дубовую), сухую, диаметром не менее 22 см. Ее рекомендуется антисептировать, обмазывать битумом или обжигать (обугливать) на глубину 2-3 см и на такую длину, чтобы она была на 30-50 см больше глубины погружения в грунт. Кроме того, обугленную древесину можно еще обмазать битумом и обернуть рубероидом или толем.

Песчаные фундаменты устраиваются лишь в сухих и устойчивых грунтах под домами облегченного типа. Траншеи выкапываются до плотного основания. Затем их засыпают крупнозернистым песком слоями 15-20 см. Каждый слой поливают водой и тщательно утрамбовывают. Ширина такого фундамента должна быть больше толщины стен на 10-20 см. На глубину 25-30 см от поверхности земли укладывают щебень слоями до 15-20 см, послойно утрамбовывают их и поливают цементно-известковым или цементно-глиняным раствором. Фундамент может быть выше уровня земли не более чем на 15-20 см. фундаменты из деревянных «стульев» и песчаные делаются только в исключительных случаях, когда нет возможности приобрести другие материалы, ибо такие фундаменты менее долговечны. На какую глубину необходимо закладывать фундаменты одноэтажного дома? Это, как отмечалось выше, зависит прежде всего отуровня грунтовых вод и глубины промерзания на участке застройки. Если уровень грунтовых вод находится на глубине более 2 метров от поверхности земли, то достаточно фундамент заглубить на 50-60 см. При уровне менее 1,5-2 м фундаменты целесообразно закладывать на глубину 1 -1,2 м, то есть ниже уровня промерзания грунта. При этом надо учесть, что в тех районах страны, где этот уровень значительно ниже, фундаменты надо закладывать еще глубже, иначе может произойти их выпучивание и как результат - нарушение целостности конструктивных элементов дома.

Совершенствование конструкций фундаментов

В условиях массового индивидуального строительства жилья в сельской местности возрастают требования к совершенствованию конструкций жилых зданий и особенно фундаментов для малоэтажных домов. Многолетний опыт возведения одноэтажных усадебных домов убедительно доказал, что стоимость устройства фундаментов, в зависимости от климатических и геологических условий, составляет 24-45 процентов от общих затрат. Кстати, стоимость квадратного метра жилой площади в сельских районах обходится дороже, чем в некоторых крупных городах, где доминирует в основном многоэтажная застройка. Поэтому проблема сокращения расхода материалов и стоимости фундамента малоэтажных зданий является актуальной. К тому же, не всегда правильно определяется сама конструкция того или иного фундамента. Не всегда имеются в наличии застройщика данные геологических изысканий по месту строительства. В проектах усадебных домов наиболее часто встречаются следующие нерациональные решения: завышение общей площади по сравнению с нормами; необоснованное проектирование подвалов, особенно на зыбких и проса-дочных грунтах; применение ленточных фундаментов из сборных железобетонных плит и тяжелых бетонных блоков вместо столбчатых; использование тяжелых железобетонных плит чердачного перекрытия и железобетонных перегородок; превышение нормативных расходов основных строительных материалов. Ленточный фундамент из сборных бетонных блоков: а – общий вид, б – сечение; 1 – бетонные блоки; 2 – железобетонные подушки; 3 – песчаная подушка; 4 – гидроизоляция (цементный раствор состава 1:2); 5 – обмазка горячим битумом за два раза; 6 – обратная засыпка. Как известно, основная часть стоимости сельского жилого дома приходится на материалы, поэтому важнейшим направлением ее сокращения является применение эффективных материалов и конструкций. Например, внедрение одного кубометра эффективных фундаментов взамен традиционных ленточных и столбчатых с глубиной заложения 1,5-2 м и более позволяет сэкономить порядка 0,1 т цемента, сократить объем земляных работ на 3 м3, снизить трудоемкость на 0,7-1 человеко-день. Многочисленные анализы результатов экспертизы проектов, а также обследований завершенных и проводимых строек показали, что выбор рационального типа фундамента достаточно сложен в связи с многообразием их конструктивных решений и особенностей грунта основания. Так как в каждом конкретном случае следует учитывать результаты дополнительных натурных обследований и геологических изысканий. То есть в процессе заложения фундамента происходит его доукрепление или ремонт.Правда нередко проект дома разработан или разрабатывается до конкретных инженерно-геологических данных по поводу условий площадки строительства или на основании торопливых, поверхностных изысканий, с отступлением от норм проектирования. Поэтому в ряде случаев подобная практика приводила и приводит к тому, что завышается несущая способность фундаментов и оснований и как следствие - завышается и сметная стоимость строительства. Расчеты показывают, что самым неэкономичным типом фундаментов являются ленточные фундаменты из сборных бетонных блоков. Этот тип фундамента сегодня уже не отвечает требованиям экономичного индустриального строительства. В обычных грунтовых условиях при глубине заложения 1,2-1,8 м (2-3 блока) стоимость сборных ленточных фундаментов одноэтажных зданий составляет 25-30%, а в сложных геологических условиях сильно выраженных просадочных грунтов и в регионах с продолжительным зимним периодом - до 40-45 % стоимости самого здания.

Мелкозаглубленные фундаменты

Как правило, в целях экономии средств для усадебного строительства используются мелкозаглубленные фундаменты. Основное преимущество таких конструкций — низкие затраты и высокая надежность. Благодаря проектированию и применению мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельскохозяйственных зданий на пучинистых грунтах достигнута экономия 370 м3 бетона и снижена сметная стоимость строительства. Итак, на пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод лучше делать фундаменты незаглубленные (ниже грунтовых вод) и мелкозаглубленные, связанные обвязкой дома или поясами. Дома на таких фундаментах стоят более 15 лет без деформаций и не требуют дополнительных затрат на их эксплуатацию, т. е. на капитальный и текущий ремонты. Осуществляется лишь профилактический ремонт. При строительстве таких фундаментов желательно использовать бетон, железобетон или металл, в том числе бракованные бетонные изделия, отрезки свай и труб. При изготовлении бетона можно применять битый кирпич, местный песок и гравий. Учитывая невысокую прочность кирпичной кладки, значительную трудоемкость и стоимость, ее следует выполнять только в исключительных случаях. Незаглубленные фундаменты устраивают на локально уплотненных основаниях. Их выполняют в виде железобетонного или бетонного элемента, размещаемого на подушке из непучинистого материала — песка крупного и средней крупности, мелкого щебня и т. п. Этим материалом заполняют (с послойным уплотнением, как при устройстве подушки) и пазухи траншеи. Элементы фундамента соединяют между собой сваркой или скрутками через выпуски арматуры и заполняют бетоном, образуя сборно-мо-нолитную горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания дома. По сравнению с традиционными фундаментами из сборных блоков, устраиваемыми ниже глубины промерзания грунта, мелкозаглубленный фундамент позволяет сократить расход цемента на 60-70%, трудозатраты на 80%, стоимость 1 м2 общей площади дома — на 10-15%. Мелкозаглубленные фундаменты делают как столбчатые, так и ленточные. Ленточный фундамент можно сделать из отдельных блоков (кусков) и плит на растворной связке. Для жесткости его углы можно укрепить сварной конструкцией из кусков швеллеров, уголков и труб. Столбчатый фундамент давно получил широкое распространение за свои достоинства - простоту и дешевизну. Его устраивают после срезки растительного слоя на глубину 0,5 м и подготовки песчаной подушки толщиной не менее 0,2 м. Размеры и число столбов принимают в зависимости от массы сооружения. В среднем расстояние между столбами составляет 2 м. Для садовых домиков временного типа размером 6x6 м столбы можно делать размером 40x40 или 50x50 см, высотой — по проекту. Глубину заложения фундамента принимают 50-70 см. Для обеспечения нормальной вентиляции дома между грунтом и нижним венцом обвязки устраивают просвет (не менее 0,6 м). Столбы соединяют деревянными щитами, асбесто-цементными плитами или кладкой в полкирпича, выступающими над уровнем земли или отмостки на 10-15 см. Варианты конструкций мелкозаглубленных фундаментов: а — столбчатый с кирпичной облицовкой Технология изготовления столбчатого фундамента предельно проста: в грунте бурят скважину, помещают в нее асбоцементную или стальную трубу, которую затем заполняют бетонной смесью. Сложнее приобрести сами трубы, да и доставка их на только что полученный участок - дело непростое. Когда эти проблемы встали передо мной, то, перечитав массу литературы, я решил вовсе отказаться от приобретения труб. Вместо труб нередко используют рулонный пергамин. Если свернутьлист пергамина в двухслойную трубулюбого необходимого диаметра (так, чтобы внутренний и наружный концы листа перекрывались на 20 см), то получится прекрасная опалубка. Закрепляется лист шестью самодельными скрепками, похожими на тетрадные, но только больше их в два-три раза, из проволоки диаметром полмиллиметра. Три скрепки удерживают внутренний край листа, три другие - внешний край в середине и по краям. В скважину, пробуренную ручным садовым буром, на слой утрамбованного песка устанавливается самодель ная труба. Ее заполняют бетонной смесью и тщательно уплотняют смесь. Каждую следующую трубу заполняют бетонной смесью до края или до проектной отметки. Лучше всего наращивать столб очередным коленом раз в Если нужен столб высотой один метр, труба заполняется до верхнего края. Часто, однако, требуются столбы большей высоты. Тогда первую трубу-опалубку заполняют не до конца - так, чтобы оставалось сантиметров десять. Через неделю импровизированную опалубку можно снимать, разгибая скрепки. Листы пергамина можно использовать повторно. Столб, возведенный по описанной технологии, будет ступенчатым. Диаметр каждого очередного колена уменьшается на толщину опалубки. Есть способ построить столб с постоянным диаметром. Для этого можно использовать метод скользящей опалубки. Первое колено закладывается прежним способом. После того как через пять дней бетон схватится, можно приниматься за второе колено. Разогнув скрепки, лист пергамина нужно сместить вверх и в нижней части, которая охватывает верх первого колена, опоясать и скрутить проволокой. По мере схватывания бетона труба-опалубка постепенно смещается вверх по «растущему» столбу. Необходимо контролировать строящийся столб по уровню, который устанавливается на торец трубы-опалубки. Небольшое изменение наклона можно получить, покачивая опалубку с незатвердевшей бетонной смесью. Чтобы повысить прочность столбов, перед заполнением бетоном можно заложить в опалубку арматуру или даже анкерные элементы, чтобы легко было крепить нижнюю обвязку. Можно также заложить в столб деревянные вкладыши - к ним легко будет крепить гвоздями или шурупами деревянные конструкции. В зависимости от грунта, массы постройки, для которой нужен фундамент, и размера бура диаметр столбов может меняться от 8 до 80 см. Длину листа, отрезанного от рулона, определяют так: диаметр будущего столба умножают на 6,28 и добавляют 20 см. Этим способом я пользовался уже не раз: для возведения фундамента и сооружения столбов ограды, въездных ворот. Ленточный фундамент из монолитного бетона: 1- ленточный фундамент из монолитного бетона марки 100 (ширина – 40 см, высота – 75 см, глубина заложения в грунт основания – 50 см); 2 – стена; 3 – утеплитель(насыпной); 4 – гидроизоляция (толь, рубероид); 5 – цоколь; 6 – отмостка; 7 –покрытие пола; 8 – грунт основания. Кроме того, столбчатые опоры можно выполнять из двух плит и металлической трубы или из другого профиля металла. Конструкцию сваривают, устанавливают на опорную плиту и засыпают дренирующим грунтом (песком или мелким гравием). В качестве столбов фундамента очень удобно использовать колодезные кольца. Их вкапывают на всю глубину и засыпают песком, послойно его уплотняя. На вкопанное кольцо кладут железобетонную плиту толщиной 10 см. Эта плита и будет опорой для цокольных балок, или несущих перемычек. С наружной стороны кольцо также следует засыпать песком. Используемые в массовом порядке различные эффективные конструкции из забивных и буронабивных свай, фундаменты в вытрамбованных или выштампованных котлованах, ленточные фундаменты мелкого заложения, оболочковые фундаменты, фундаменты из грунтоцементных свай и т. п. - все это позволяет заметно сократить расход материалов, трудозатраты и стоимость нулевого цикла. Фундаменты из монолитного бетона , столбчатые, свайные и в вытрамбованных котлованах обходятся дешевле и требуют меньше трудозатрат и материалов при соответствующей технологии производства работ с использованием специальной оснастки и оборудования. Подобные работы осуществляют специализированные организации, куда и может обратиться индивидуальный застройщик и заказчик. Монолитный фундамент гораздо прочнее сборного, так как блочный фундамент имеет большое количество швов и заделок. Кроме того, выступающая (цокольная) часть сборного фундамента будет нуждаться в дополнительной обработке штукатуркой или плиткой. Мелкозаглубленные фундаменты нашли широкое применение в строительстве жилых загородных домов в различных регионах страны и, в частности, у индивидуальных застройщиков, которые возводят себе дома своими силами. Последнее время основание домов представляет собой столбчатый или свайный фундамент, но нередко используют смешанную конструкцию, лавируя по объемному весу частей и узлов самого здания, то есть не утяжеляя основание дома. Особенно это важно на просадочных и переувлажненных грунтах. Во многих зданиях более или менее правильно решаются отмостки, сливные лотки и т. д. Можно сделать фундамент в виде незаглубленной плиты. Состояние обычного заглубленного фундамента зависит, например, от глубины промерзания грунта, его физи-ко-механических свойств и др. Причем расчеты основываются на материалах полевых изысканий грунта и предположении, что его свойства постоянны. На самом деле они изменяются, вызывая деформации основания, при которых появляются дополнительные усилия в элементах дома. Это нередко приводит к нарушению их целостности. В связи с этим глубина заложения подошвы плиты не связывается с глубиной промерзания, что позволяет класть ее прямо на поверхность земли. К тому же на нее не оказывают большого влияния и колебания уровня грунтовых вод. При равномерных деформациях грунта под плитой дополнительные усилия в элементах системы дома и в самой плите не возникают. Плиты применяют толщиной 150-200 мм из бетона класса В15 и марки по морозостойкости Г75 с цокольным ребром, чтобы поднять уровень пола на 50-60 см относительно спланированной поверхности. Под самой плитой в зависимости от рельефа делают подсыпку из местного грунта с уплотнением, а затем песчаную прослойку толщиной 100-150 мм. Чтобы не допустить обезвоживания бетона, при его укладке на песчаную подготовку настилают слой рубероида или пленки. Для этих целей можно использовать и железобетонные плиты перекрытий и покрытий гражданских и промышленных серий. Фундамент из автопокрышек: а — общий вид дома: 1 — плита основания; 2 — автопокрышка; 3 — жилой дом; б — конструкция фундамента: 1 — утрамбованный грунт основания; 2 — автопокрышка; 3 — бетонная плита основания; 4 — песок; 5 — гравий Например, при размере дома в плане до 12-15 м получали по расчету арматуру диаметром 10-12 мм с шагом 200-250 мм в верхней и нижней зонах сечения плиты. Неотъемлемая часть системы «плита — надфундаментное строение» — арматурный пояс на уровне перекрытия или в перемычечной части стен. В жилых домах усадебного типа под плитой предусматривается небольшое подполье для хранения овощей. Немало домов на сплошной плите уже построено в Дальневосточном регионе. В них не возникают нарушения, связанные с деформацией грунта, которые сразу же отмечаются в домах с традиционным заглубленным фундаментом. Для легких молоэтажных жилых домов можно использовать в качестве упругих амортизаторов (прокладок) отслужившие свой срок автомобильные покрышки от «МАЗов», «КАМАЗов» и т. п. Покрышки укрепляют на бетонной плите. Они гасят колебания грунта, не пропускают сильных толчков. Покрышки работают совместно с бетонной плитой основания дома. Если на вашем участке близко к поверхности подходят грунтовые воды - до 0,50 м, а в некоторых местах и до 0,35 м и к тому же нередко на склонах и овражьях встречаются плывуны, то весной, после оттаивания, даже глубоко врытые опоры «уводит». В таком случае фундамент на автопокрышках спасет дом от просадок углов и перекоса. Выдержат такие опоры и усадебный жилой дом с деревянными стенами или со стенами из шлакобетонных либо гипсобетонных камней. Фундамент из автопокрышек можно соорудить вдвоем всего за три дня.

Определение веса строительного объема дома и конструкции его фундамента

Как показала прошлая практика строительства некоторых малоэтажных сельских жилых домов совместно с иххо-зяйственными постройками, основания этих зданий и сооружений были выбраны неудачно. В одних случаях без дополнительных нагрузок, в других, исходящих из первого случая, была неправильно определена сама конструкция фундамента. В многочисленных случаях разрушения малоэтажных сельских домов зависели от местных природных условий -грунта основания зданий и сооружений. Нередко в погони за красотой внешнего вида дома, его престижной оригинальностью забывалась общая основа домостроения - его фундамент, который является объединяющим и основополагающим во всем строительно-архитектурном деле. Но, как показала практика строительства, главное в этом - природно-климатические условия, которые следует учитывать и их придерживаться в первую очередь. Необходимо знать о весенних (летних) и осенних паводках близлежащих или протекающих озер, рек и других водоемов, так как прибрежное строительство, особенно на пологих территориях, опасно для основания дома и его хозяйственных построек, сооружений типа подземных гаражей, погребов и т. п. К тому же, строительство на отлогих местах, к примеру, на склонаххолмов, оврагов, тоже таит в себе скрытые опасности в виде различных оползней, оседаний и вспучиваний данного грунта, неожиданных карстовых и иных явлений. Не следует забывать и о холодных зимах, которые неожиданно понижают температуру воздуха до -40°С... Поэтому расчет и само заложение основания дома следует проводить по всем имеющимся правилам СНиП, его строительно-климатического районирования. И не копировать удачные образцы малорасчетного заложения того или иного фундамента, даже на одной и той же местности! Так как грунт основания в данной местности может быть разный! По большей части, грунт в Подмосковье — пучинистый. Это означает, что в результате заморозков, почва будет «гулять» под вашим домом, создавая дополнительно напряжение на несущие конструкции строения. Нетрудно догадаться, к чему может привести такое неравномерное поднятие грунта. Деформация фундамента и стен не нужна никому, и придется с этим бороться. Кроме того, при высоком уровне грунтовых вод необходима дополнительная гидроизоляция, что позволит избежать сырости в подвале и увеличит надежность конструкции фундамента. Если вы не можете самостоятельно определить коэффициент дисперсности, сжатия или степень неравномерности пучения грунта на вашем участке, то придется воспользоваться помощью специалиста. При этой непривычности фразы -«инженерно-геологические изыскания», при постройке дома без данного мероприятия не обойтись. Формы крыш: а – односкатная; б – двускатная; в – мансардная; г – вальмовая; д – шатровая; е – многощипцовая. Выбор типа и конструкции фундамента, способа подготовки основания в каждом случае должен решаться с учетом конкретных условий строительства. Как указывалось выше, место расположения дома на приусадебном или дачно-садовом участке следует выбирать с учетом отвода ливневых и весенних вод и с учетом общего природно-кпи-матического прогнозирования. На основании этого и должен быть правильно определен фундамент дома, то есть его конструкция. Если при этом определении основания заложены подполье, подвал или погреб, то они должны быть хорошо проветриваемые. Самое первое, что при этом делают, - со всех сторон этих помещений устанавливают жалюзийные решетки (деревянные или металлические). Дом нередко ставят (в лучшем случае) на столбчатые фундаменты сечением 40x40 или 50x50 см при глубине заложения: мелкозаглубленные - на 1,050 м, а если традиционные - на 1,70-1,80 м. В первую очередь целесообразно определиться в основных габаритных размерах дома. То есть в его плановых и высотных параметрах, а это в большей степени зависит от самой планировки здания и его этажности. Обычно, если естьжелание строить дом своими силами, с периодичным подключением профессионалов-строителей, то следует уже заранее определиться в полном архитектурно-строительном объеме с точки зрения многих желаний: престижный внешний вид, удобство самой планировки жилых и хозяйственных помещений, предположительное или уже определенное инженерное обеспечение -автономное или централизованное? Желательно и то, чтобы была в объеме (по весу) подсчитана мебель, бытовые и хозяйственные аппараты и оборудование, так как по объемному весу в целом можно предварительно определить общую сумму веса, который суммируется при подсчете общего веса здания, что необходимо для выбора конструкции основания данного дома, его фундамента. Ведь фундамент, как отмечалось выше, должен выдержать вес самого дома и одновременно различные природно-кпиматические нагрузки и воздействия со стороны, извне - ветер, снеговой занос, подтопление паводковых вод. И в особых случаях - сейсмик, подвижку грунта основания. Формы крыш выбирают прежде всего по снегозаносу в данной местности, чтобы мер, площадь крыши равна 200 м2. Поскольку видимый профиль крыши представляет собой равносторонний треугольник, высота а каждой треугольной грани должна равняться ширине дома, то есть 10 м. Другими словами, она в два раза больше высоты каждого из четырех треугольников, на которые естественно разбивается квадратное основание крыши размером 10x10 м. (Рисунок можно было бы и не приводить, поскольку все очень легко представить себе в уме. Заметим, что если при неизменном основании удваивается высота треугольника, то удваивается и его площадь.) Известно, что чем меньше ендов в кровле, тем намного легче всей кровле справляться с дополнительными снеговыми нагрузками. В первую очередь сам уклон кровли должен сыть высоким, то есть отлогим, и иметь большие боковые выносы, карниз, фриз. Тогда стены дома будут защищены козырьками кровли от атмосферной влаги. После того как вы определились с выбором конфигурации крыши можно подсчитать ее площадь. В конечном итоге вы определяетесь в наличии строительных материалов для стен, перекрытий, покрытий, отделочных, металлических конструкций, чтобы подсчитать объемный вес (Р,) вашего дома, в том числе и бытового оборудования. Примерные параметры даны в таблице 4. К подсчитанному объемному весу здания прибавляют не более 1/3 полученного веса для запаса гарантии прочности основания. По весовой категории фундамент не должен быть тяжелым. Для деревянных садовых домиков, имеющих нижний и верхний венцы, чаще всего используют фундамент из опорных столбов. Практически на него действуют только статические нагрузки. Динамические или вибрационные крайне малы или вообще отсутствуют. Глубина такого фундамента не доходит до глубины промерзания грунта. Из условия равновесия очевидно, что сила Р1, равная части веса здания, должна уравновеситься силой Р2, образующейся при расширении промерзающего грунта (льда), и силами Р3 - боковыми силами промерзающего грунта, выталкивающ- ими опору. Сила Р2 при низкой температуре может достичь большой величины и значительно превысить вес легкого домика. Таким образом, фундаментная опора будет выходить наружу. Это будет заметно ранней весной, когда верхний слой грунта прогреется. В летнее время опора будет «садиться», но не полностью, так как под нее попадет грунт. С течением времени опоры сместятся на разную величину и постройка перекосится. Вследствие неравенства Р1<Р2+Р3 такое устройство опор недопустимо. Очевидно, задача заключается в том, чтобы силу Р2 свести к нулю, а силу Р3 уравновесить весом здания, то есть силой Р1. Сила Р 2 отсутствует, вернее, она равна реакции силы Р^ если опора покоится на непромерзающем грунте. Остается только уравновесить боковые силы Р 3 весом постройки. Устройство таких опор (а их нужно, очевидно, не менее четырнадцати - шестнадцати) обойдется очень дорого, и работа будет достаточно трудоемкой. Скорее всего, эта конструкция целесообразна при относительно тяжелой постройке (бревенчатые стены, двух-, трехэтажное здание). Следует предупредить, что после устройства опор их нельзя оставлять на зиму ненагруженными, так как под действием боковых сил они могут сместиться. Более простое решение - опора окружена слоем песка, а песок содержит очень небольшое количество влаги. Следовательно, зимой лед под опорой не образуется. В этом случае, сила Р2 практически равна реакции от силы Рг То же самое можно сказать и о силах Р 3. Неудобство заключается в том, что когда опору делают в виде кирпичной кладки, то кладку приходится вести в котлованах. Итак, мы рассмотрели три наиболее распространенные конструкции фундаментных опор. Все они имеют недостатки: или недостаточно надежны, или дороги и трудоемки. Возможно ли что-нибудь другое? Да, возможно. Есть фундамент легкий, дешевый и требующий совсем немного труда для своего устройства. В таком фундаменте нет закрытых опор. Постройка стоит на опорных плитах. Они нагружены силой, равной части веса постройки, то есть силой небольшой. Песчаная подушка не даст образоваться льду под опорой и обеспечит ее равновесие. Чтобы плита не просела, ее размер нужно рассчитать, исходя из веса постройки, допуская удельную нагрузку на плиту (для суглинистой почвы) не более 1,5-2,0 кг/см2. Например, при весе дома в 50000 кг, распределенном на шестнадцать опор, размер плиты будет 50000/16x2 «1600 см2, то есть 40 см х 40 см. Плиты можно изготовить на месте из жирного бетона с добавлением гравия, заложив железную (проволочную) арматуру. Толщину плиты нужно брать не менее 10 см. Можно применить и готовые плиты. Перед укладкой плит песок смачивают и трамбуют. Вес здания можно подсчитать, складывая вес затраченной древесины, кровли, кирпича для опор, снегового покрова на крыше и т. д. Для расчетов можно принять: вес древесины 700-720 кг/м3 (ель, сосна); кирпичной кладки -1600 кг/м3; снегового покрова на крыше - 500 кг/м3; вес кровли берется, исходя из веса листового железа, рубероида или шифера. Кирпичную кладку между опорами («забирку») для летних построек делать необязательно, так как летом под полом циркулирует теплый воздух, а зимой в летних постройках обычно не живут. Лучшим вариантом является декоративная стенка между опорами. Однако, если кирпичную или бетонную стенку между опорами все же делают, ее не нужно связывать с опорами фундамента. Углубляют «забирку» не более чем на 15 см, укладывая ее в песчаный ров. Фундаменты такой конструкции испытывались в Подмосковье. Садовые домики стоят на них, не шелохнувшись, вот уже более десятка лет.

Взаимодействие оснований с фундаментами

Силы пучения зависят от состава грунтов оснований, которые делятся на пучинистые, не способные фильтровать воду; условно-пучинистые, состоящие из гравия пополам с глиной, песка мелких фракций и пылеватого, твердой глины, в которые фундаменты погружают на глубину промерзания (различную, в зависимости от климатического района); фильтрующие - из гравия, гальки, крупного и среднего песка (3-5 мм) и скальные. Два последних вида требуют только конструктивного заглубления на 0,5 м. На столько же заглубляются фундаменты под внутренние стены при любых грунтах. Кроме пучинистых, заполняют устройство фундаментов просадочные грунты, расположенные на местах карстовых пустот и горных выработок, что также требует специальных инженерных расчетов и решений (т. е. проекта). Сведения о характере грунтов можно получить в местном геологическом управлении или определить его на месте, выкопав несколько шурпов (ям) на участке. Существует простой метод самому удостовериться в наличии истинных песков, отличив их от ложных (супесь, суглинок): нужно взболтать пробу в стакане с водой и дать отстояться. Однородный осадок говорит о непучинистом песке. Если получите два слоя - глина сверху, песок снизу, при этом глины 60 %, то это суглинок, если глины 30 % - супесь. Впрочем, безусловно, отнести оба эти вида грунта к пучинистым нельзя, а вот для выбора удобрения сельскохозяйственных культур на участке результаты данного опыта пригодятся. Фундаменты приходится защищать от многих видов воздействия и другого характера: проникновения сквозь стены подвалов грунтовых и ливневых вод, кислой агрессивной среды, характерной для российских почв (по этой причине нельзя класть в грунт силикатный кирпич и другие щелочные материалы). При любых грунтах без специальных инженерных мероприятий нельзя строить на косогорах, поскольку возможно сползание грунта вместе с погруженными в него фундаментами; на вечномерзлых грунтах, которые могут с течением времени поглотить дом целиком, растаивая под воздействием его тепла; всейсмо-опасных районах; местах схода лавин и селей; в прибрежных районах с ураганными ветрами. Ширина фундаментных стен назначается по конструктивным соображениям, и их прочность на сжатие обычно на порядок выше возможных вертикальных нагрузок от наземной части зданий, а вот прочность и сопротивление опрокидыванию при боковом давлении, создаваемом колесным автотранспортом, требует проверочных расчетов. В связи с этим фундамент должен быть достаточно массивным, либо развитым в толщину, либо снабжаться ребрами, либо иметь достаточно частое положение поперечных стен.

Гидроизоляция

Каменная кладка поглощает и пропускает воду, поэтому, соприкасаясь с грунтом, она подвергается опасности водонасыщения. Вода может проникнуть через кладку в подвалы и, распространяясь выше по кладке, дойти до первого и даже до второго этажа, вызывая сырость в помещениях. Чтобы предохранить фундамент, стены и другие конструкции от влаги, устраивают гидроизоляцию, используя гидроизоляционные материалы. Гидроизоляцию выполняют окрасочную или окпеечную. Окрасочная гидроизоляция — нанесение на поверхность кладки мастики из битумов разных марок и наполнителей (тальк, известь-пушонка, асбест) или мастик на основе синтетических смол. Оклеечная гидроизоляция делается из рулонных материалов (гидроизол, рубероид, изол, бризол), наклеиваемых битумной или другими мастиками. Для изоляции используют также асфальтовую или цементную (со специальными цементами) штукатурку. Окрасочную и окпеечную изоляцию осуществляют на вертикальных либо горизонтальных поверхностях. Вертикальную гидроизоляцию устраивают на той стороне стены, которая примыкает к грунту, до уровня отмостки или тротуара. При высоком уровне грунтовых вод в ряде случаев вертикальную окпеечную изоляцию защищают от действия грунта глиняным замком, прижимными стенками из кирпича. Гидроизоляция фундаментов. Конструктивная схема выполнения гидроизоляции: а – гидроизоляция основания дома с подвалом. Как правило, горизонтальная гидроизоляция служит для защиты стен подвала и дома от грунтовой влаги, которая проникает со стороны подошвы фундаментов. В бесподвальных домах ее делают в цокольной части на 200 мм выше уровня отмостки или тротуара. Но если отмостка имеет уклон вдоль стены дома, то гидроизоляцию выполняют уступами таким образом, чтобы ее слои перекрывали друг друга на длину, равную четырехкратному расстоянию между ними по высоте. В домах с подвалами изоляцию устраивают в двух уровнях: первый — у пола подвала, второй — в цокольной части, выше уровня отмостки или тротуара. Иногда в зависимости от степени водонасыщения грунта, уровня грунтовых вод и других условий горизонтальную гидроизоляцию выполняют в виде стяжки из цементно-песчаного раствора, портландцемента с уплотняющими добавками (алюминатом натрия и др.) толщиной 20-25 мм или двух слоев толя или рубероида, приклеенных мастикой. В особых случаях гидроизоляцию можно делать в виде асфальтовой стяжки слоем 25-30 мм. Для гидроизоляции готовят мастики из нефтяного битума марки БН70/30 или сплава битумов низких и высоких марок. Смешивая их между собой и с наполнителями в определенных соотношениях, получают мастики необходимой марки. При ремонте подполья расход мастик невелик, поэтому их готовят непосредственно на месте. Для этого применяют асфальтовароч-ные котлы вместимостью 0,6м3 с обогревом любым видом топлива. Загруженный в емкость битум расплавляют и обезвоживают, выдерживая его при температуре 100° С; если на поверхности разогретой мастики есть пена, то вода не испарилась. Повышают температуру битума до 180° С и добавляют в котел при непрерывном перемешивании сухой наполнитель, предварительно пропущенный через сито с ячейками 4x4 мм и подогретый до 110° С. Одновременно с наполнителем вводят антисептирующие добавки — кремнефтористый или фтористый натрий, 3-5% массы битумного вяжущего материала. Если при загрузке наполнителя масса в котле начнет вспениваться, то следует приостановить загрузку и понизить уровень кипящего слоя. Варят мастику до получения однородной массы и полного оседания пены. Кроме этого, применяют дегтевые мастики. Их готовят, смешивая в горячем состоянии каменноугольный деготь с наполнителем. Температура приготовления мастик 175-180° С, а температура во время нанесения их на места гидроизоляций должна быть не менее 160°С. Перед нанесением поверхность тщательно очищают от мусора и пыли, выравнивают и просушивают. Битумные мастики наносят щеткой, используя приемы малярных работ. Промазывают в два-три приема слоями толщиной 2 мм. Следующий слой наносят только после остывания предыдущего. Нельзя допускать вздутий, пузырей и отставаний. Дефектные места расчищают, сушат и покрывают мастикой заново.

При устройстве горизонтальной изоляции из раствора или асфальта фундаментов либо стен подвалов изолируемые поверхности предварительно выравнивают раствором, заполняя все вертикальные швы. Затем наносят слой стяжки и ведут кладку. Изоляции из толя или рубероида делают так: сначала листы очищают от защитной посыпки, чтобы они лучше склеивались. Полотнища нарезают на заготовки нужной длины и сворачивают в рулоны. На подготовленную поверхность расстилают первый слой изоляции, на него тотчас наносят слой разогретой мастики толщиной от 1 до 2 мм и сверху сразу наклеивают второй слой. Поверхность рулонной изоляции покрывают сверху слоем горячей мастики толщиной 2 мм и продолжают кладку. Не допускаются расположение одного шва над другим в смежных слоях изоляции и наклейка рулонных материалов во взаимно перпендикулярном направлении.