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

 

Планируя утепление и гидроизоляцию стен подвала снаружи, обращаем внимание на качественное выполнение их монтажа. Поверхности, контактирующие с мерзлым грунтом, должны быть ровными, а соединение их со стеной — надежные. Дело в том, что пучинистый грунт при своем расширении может захватить часть покрытия и разорвать его (рис. 85, а). Попадание влаги в стену будет неизбежным.

Силы сцепления грунта с утеплителем можно существенно понизить, введя слой песка между грунтом и утеплителем и устроив эффективный дренаж. Песок не должен быть мелким, а грунт и песок лучше разделить толью или полиэтиленом. Гидроизоляцию располагают под утеплителем, нанося её на саму стену. Песчаная засыпка должна быть соединена с дренажной системой (рис. 85, б). Верхние две трети песчаной засыпки можно заменить грунтом. Снаружи утеплитель может быть защищен кирпичной кладкой или жесткими панелями (цементо–стружечная плита или асбоцементный лист).

Рис. 85. Утепление стен подвала снаружи: А — разрушение утеплителя мерзлым грунтом; Б — защита утеплителя песчаной прослойкой; 1 — отмостка; 2 — утеплитель; 3 — гидроизоляция; 4 — граница промерзания; 5 — песок; 6 — дренаж

ОТМОСТКА

Основная задача отмостки — защитить фундамент, подпол или подвал от поверхностных вод и отвести от стен и от фундамента воду, стекающую с крыши. Она также является декоративным элементом, придающим дому архитектурную завершенность, одновременно выполняя роль тротуара вокруг него. Ширина отмостки должна выступать за кромку крыши на 0,2 — 0,3 м. Но в любом случае ее не делают меньше 0,7 м. Отмостке придают уклон от дома 5 — 10% (рис. 86).

Рис. 86. Отмостка: А — вдоль ленточного фундамента; Б — вдоль столбчато–ленточного фундамента; В — отмостка с желобом; 1 — лента–ростверк; 2 — глина; 3 — бетонная стяжка; 4 — пластина; 5 — слезник; 6 — желоб

 

Сначала вокруг дома на ширину отмостки снимают слой дерна толщиной 10 — 15 см. Далее заглубление под отмостку заполняют жирной глиной, тщательно её уплотняют, придавая требуемый уклон. Затем засыпают сверху слоем песка с гравием или щебнем, трамбуют и заливают цементным раствором с его последующим заглаживанием и железнением.

Для повышения прочности, морозостойкости и износостойкости в раствор можно добавить пластификатор или клей ПВА (0,5 кг на 10 литров воды). Неплохо также применить арматурную сетку. Армирование цементно–песчаного слоя можно дополнить поперечными стыками, расположенными с шагом 1 — 1,5 м (в раствор закладываются узкие тонкие рейки с битумной или дегтевой пропиткой, полоски стекла). Тем самым в отмостку вводятся деформационные стыки, предотвращающие появление трещин в случайных местах.

 

Полезно знать.

Строители, бетонирующие отмостку, использовали песок с глинистыми включениями. Весной, когда отмостка днем увлажнялась, а по ночам промерзала, жильцы просыпались от звуков, похожих на выстрелы. Дело в том, что куски бетона в отмостке "отстреливались" мерзлой глиной, оставляя на поверхности выбоины и раковины.

 

Вместо цементного раствора верхнее покрытие можно выполнить из асфальта, тротуарных плиток. В глину можно затрамбовать щебень, гравий, кирпичный бой.

Если фундамент предусматривает создание ростверка с воздушным зазором, то со стороны отмостки этот зазор можно закрыть лентой из оцинкованного железа, панелями ЦСП, асбоцементными листами, жестким морозостойким пластиком (рис. 86, б).

Расположение слоя гидроизоляции цоколя необходимо планировать так, чтобы он находился выше отмостки более чем на 0,2 м во избежание его увлажнения брызгами дождя.

Для отвода капель дождя от стыка ростверка с отмосткой сам ростверк может быть оснащен уступом со слезником (рис. 86, в).

Если в конструкции крыши не предусмотрено выполнение водоотводящей системы, то по периметру отмостки, под свесами крыши, создают углубления–желоба, тщательно выверенные на предмет создания уклона в сторону водоотвода или дренажа ливневых осадков (рис. 86, в).

 

Внимание!

Достаточно распространена ошибка, когда отмостку жестко соединяют с домом.

При пучинистых явлениях отмостка, стремясь подняться, отклоняется и разрушается. При оттаивании грунта под ней возникнут полости, куда постоянно будет затекать вода (рис. 87).

Рис. 87. Подъем отмостки, жестко прикрепленной к дому: А — положение отмостки сразу после её устройства; Б — положение отмостки после оттаивания грунта; 1 — отмостка, 2 — арматура; 3 — стена