Решетчатый незаглубленный фундамент

Решетчатый фундамент (рис. 46, в) используется при строительстве на слабых просадочных и на сильнопучинистых грунтах. По сравнению с монолитной плитой такой фундамент, имея высокую жесткость, позволяет существенно снизить расход бетона и арматуры. Но традиционный подход к устройству дощатой опалубки для такой конструкции фундамента сложен и дорог, что не позволяет широко его использовать.

Автором предлагается использовать плиты экструдированного пенополистирольного утеплителя (рис. 56) в качестве несъемной опалубки.

Рис. 56. Опалубка решетчатого фундамента: 1 — песчаная подушка; 2 — гидроизоляция; 3 — опалубка; 4 — плитный утеплитель; 5 — бетон; 6 — арматура

 

Внимание!

Планируя фундамент в виде монолитной плиты или решетки, сначала следует сделать приямок и выполнить разводку коммуникаций, проходящих под домом (ввод водопровода и вывод канализационной системы). Иначе после изготовления фундаментной плиты эти работы провести будет очень и очень сложно. Стенки приямка должны быть независимы от плиты или решетки фундамента, чтобы их относительные вертикальные перемещения не смогли создать в конструкции плиты разрушающие напряжения.

МЕЛКОЗАГЛУБЛЕННЫЙ ФУНДАМЕНТ

Мелкозаглубленный фундамент может использоваться при возведении каркасных и каменных строений на пучинистых и непучинистых грунтах. По своей сути этот вид фундамента находится между незаглубленным и заглубленным фундаментом, имея и достоинства, и недостатки того и другого. При промерзании пучинистого грунта мелкозаглубленный фундамент поднимается, но меньше, чем незаглубленный фундамент в 2…3 раза. Баланс между "плюсами" и "минусами" конкретно выполненного мелкозаглубленного фундамента достаточно неустойчив и достоверно может оцениваться только специальными расчетами, охватывающими, такие понятия, как жесткость и предельно допустимые деформации конструкции строения, динамика пучинистых явлений и механические характеристики грунта.

Мелкозаглубленный фундамент широко распространен в практике индивидуального строительства, т. к. он существенно дешевле заглубленного фундамента и надежней незаглубленного. В свое время его конструктивные решения были проработаны многими проектными организациями России (СССР), которые специализировались на разработке проектов домов для сельской местности.

"Рекомендации по выбору эффективных фундаментов для усадебных жилых домов". М.: МОСГИПРОНИИСЕЛЬСТОЙ, 1985.

— Мелкозаглубленные ленточные фундаменты целесообразно применять на непучинистых или слабопучинистых грунтах. На средне- и сильнопучинистых грунтах требуется армирование фундаментов, а также устройство значительных песчаных подсыпок.

— Мелкозаглубленные фундаменты можно применять на всех грунтах независимо от степени их пучинистости, кроме грунтов, относящихся к чрезмернопучинистым.

— На основании расчетов по методике, предложенной в "Руководстве по проектированию мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах" (М.: ЦНИИЭПсельстрой, 1982), разработаны некоторые решения по мелкозаглубленным фундаментам одно- и двухэтажных зданий. Эти решения включают:

— фундамент из бетонных блоков толщиной 400 и 500 мм для кирпичных и мелкоблочных домов на непучинистых и слабопучинистых грунтах (рис. 57, а);

— фундамент из бетонных блоков с выпусками арматуры для последующего омоноличивания стыков блоков для кирпичных и мелкоблочных домов на среднепучинистых и сильнопучинистых грунтах (рис. 57, б);

 

Рис. 57. Мелкозаглубленный фундамент из ж/б блоков (размеры в мм): А — фундамент на непучинистых и слабопучинистых грунтах; Б — фундамент на средне–пучинистых и сильнопучинистых грунтах;

1 — ж/б блок;

2 — песчаная подушка;

3 — гидроизоляция;

4 — плита перекрытия;

5 — стеновые блоки;

6 — кирпичная кладка;

7 — арматура;

8 — дно траншеи для среднепучинистого грунта;

9 — дно траншеи для сильнопучинистого грунта

 

— в качестве песчаной подушки используется песок крупной и средней крупности.

— С целью уменьшения глубины промерзания грунтов следует предусматривать задернение участка и высадку кустарниковых насаждений. Они аккумулируют отложения снега, снижая глубину промерзания более чем в три раза по сравнению с глубиной промерзания на открытой площадке.

— В пределах здания на мелкозаглубленном фундаменте возможно устройство погреба или подвала ограниченных размеров. Заглубление можно осуществить с помощью откосов (рис. 58), при этом соотношение длины уступа "L" и глубины "Н" должно быть не меньше 1:2.

Рис. 58. Устройство подпола при мелкозаглубленном фундаменте

 

Как можно заметить, сооружение мелкозаглубленных фундаментов по такой технологии связано с приобретением готовых строительных изделий и с подключением к работе тяжелых подъемных и транспортных средств. Для рядовых застройщиков такой вариант фундамента излишне сложен и дорог, но в тоже время дает начальное представление об этом классе фундаментов.

Более приемлемым вариантом мелкозаглубленного фундамента для индивидуального застройщика может стать создание монолитной железобетонной ленты непосредственно на строительной площадке. Подобные фундаменты хорошо освещены в книгах и в периодических изданиях, ориентированных на начинающих строителей.

Возведение подобного фундамента начинается с выборки траншеи глубиной 0,5…0,7 м (рис. 59). После этого боковые откосы траншеи застилают гидроизоляцией (толь, пергамин, полиэтиленовая пленка). Заполнение траншеи крупнозернистым песком и его уплотнение выполняется слоями толщиной 0,2…0,3 м. Гидроизоляция откосов траншеи исключает заиливание структуры песка, превращающее его в пучинистый грунт. После этого приступают к монтажу опалубки. Перед этим на песчаную подушку укладывают гидроизоляцию. Заполнение опалубки бетоном начинается с укладки нижних прутков арматуры (4 шт. диаметром 12 мм). Верхние прутки арматуры укладываются на сырой бетон перед завершением бетонирования. Проведение сварочных работ с арматурой не предполагается.

Рис. 59. Мелкозаглубленный фундамент монолитный: 1 — лента фундамента; 2 — арматура 12 мм; 3 — песчаная подушка; 4 — отмостка; 5 — гидроизоляция; 6 — гидроизоляция откоса

 

Для чего под мелкозаглубленным фундаментом делается подсыпка из крупнозернистого песка? Здесь может быть два объяснения.

Первое — очевидное: таким путем производится частичная замена пучинистого грунта на непучинистый. Тем самым уменьшается общая степень его деформации при промерзании.

Второе требует некоторого разъяснения. Предположим, что грунтовые воды достаточно высоко, они присутствуют даже в самом песке, т. к. дренаж невозможно провести по тем или иным причинам. Мокрый песок в замкнутом объеме также будет подвержен пучинистым явлениям. При быстром неравномерном суточном перемещении границы промерзания фундамент мог бы деформироваться. Но этого не произойдет: опускающийся фронт замерзающей воды будет разгонять воду равномерно по периметру дома благодаря хорошей водопроницаемости крупнозернистой песчаной подсыпки.

Планируя создать мелкозаглубленный фундамент под каменным домом, застройщик должен предполагать, что некоторых деформаций фундаменту никак не избежать. Поэтому изгибная жесткость всего дома должна быть достаточно высокой.

Какими средствами это можно обеспечить?

Большинство застройщиков делают мощную ленту, высокую и хорошо армированную, считая это простым и надежным приемом.

Но наиболее простое и эффективное средство для этого — армирование стен. Оно может быть выполнено в виде кладочной сетки, помещенной в слой кладочного раствора, или в виде арматурного пояса, расположенного выше уровня оконных и дверных проемов (рис. 60).

Рис. 60. Увеличение жесткости дома арматурным поясом: 1 — ж/б пояс фундамента; 2 — арматурный пояс

 

Насколько эффективен арматурный пояс?

Для примера можно сравнить изгибную жесткость фундаментной ленты высотой 1,0 м с жесткостью стены, возведенной на ленте фундамента высотой 0,3 м, но подкрепленной арматурным поясом, расположенным над оконной перемычкой (рис. 61). Расчеты показывают, что изгибная жесткость стены с арматурным поясом будет в 8…10 раз больше!

Рис. 61. — Устранение трещины в стене путем выборки грунта под частью фундамента

 

Застройщик почти построил дом и пришёл за советом…

Дом в два этажа из пенобетонных стеновых блоков с деревянными перекрытиями, возводимый на мелкозаглубленном фундаменте, дал трещину ещё до завершения строительства; вверху трещина раскрылась почти на 10 мм. Похоже, что строители забыли об обязательном армировании стен дома, возводимого на таком фундаменте.

 

Для начала следовало вернуть дом в исходное положение, убрать трещину. Для этого под фундаментом, под трещиной, выбрали верхний слой песчаного основания в обе стороны по 1 м. При необходимости ширину подкопа можно было бы несколько увеличить.

После возвращения дома в нормальное положение следовало создать бетонный арматурный пояс. При этом на стене из пенобетона возникает определенная сложность в обеспечении совместной работы жесткого бетона со слабым пенобетоном. Чтобы арматурный пояс полноценно заработал, он должен иметь надежное сцепление с пенобетоном, чего достигнуть традиционным способом сложно.

Здесь было предложено обеспечить надежное сцепление через устройство цилиндрических полостей, выполненных на верхней поверхности стеновых блоков. Полости диаметром 5 см и глубиной 3…4 см, расположенные в шахматном порядке с шагом около 15 см, после заполнения опалубки бетоном создали надежную передачу сдвига от стены на арматурный пояс (рис. 62, б). Эти полости несложно выполнить насадкой на дрель, используемой для сверления больших отверстий в древесине.

Рис. 62. — Устранение трещины и усиление стены дома: А — выборка грунта под частью фундамента; Б — устройство арматурного пояса; 1 — стена из пеноблоков; 2 — цилиндрическая полость; 3 — арматура; 4 — арматурный пояс

 

В связи с вышеизложенным уместно будет напомнить, что в своей предыдущей книге "Новые методы строительства — технология "ТИСЭ"" автор тоже акцентировал внимание на вопросах обеспечения стабильности мелкозаглубленных фундаментов.

Напомним, что при устройстве подушки непучинистый материал (крупный песок) отсыпается слоями толщиной не более 20 см, проливается водой (если вода уходит в грунт) и уплотняется.

— Не допускается оставлять мелкозаглубленные фундаменты незагруженными на зимний период. Если это условие по каким — либо причинам оказывается невыполнимым, то вокруг фундамента следует устроить временное теплоизоляционное покрытие из опилок, шлака, керамзита, шлаковаты, соломы или других материалов, предохраняющих грунт от промерзания. Не потревоженный слой снега на строительной площадке также можно считать хорошей теплоизоляцией грунта.

— Обмазка боковых поверхностей фундамента гидроизоляция должна производиться по всей поверхности в два слоя: первый — тонкий с тщательной притиркой, второй — более толстый.

— С целью уменьшения глубины промерзания грунтов вокруг дома следует предусматривать задернение участка и высадку кустарниковых насаждений, которые аккумулируют отложение снега, снижая глубину промерзания на очищенной от снега площадке.

— Запрещается устройство мелкозаглубленного фундамента на промерзшем основании. В зимнее время допускается устраивать мелкозаглубленный фундамент только при условии глубокого залегания подземных вод с предварительным оттаиванием мерзлого грунта и обязательной засыпкой пазух непучинистым материалом

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.