Строительство и ремонт фундаментов

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 (рис. 37).

Рис. 37. Общий вид сельского жилого дома коттеджного типа

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 просадочных 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.

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.

Рис. 38. 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

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 (рис. 38). 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 более15 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.

Рис. 39. Конструкция незаглубленного фундамента:
1 — материковый грунт; 2 — засыпной грунт (гравий, щебень, песок); 3 — отмостка; 4 — стена дома; 5 — основание — железобетонная постелистая плита; 6 — утрамбованный грунт с песчаной подушкой толщиной 10–15 см; a, b, c — размеры по месту

Учитывая невысокую прочность кирпичной кладки, значительную трудоемкость и стоимость, ее следует выполнять только в исключительных случаях. Незаглубленные фундаменты устраивают на локально уплотненных основаниях (рис. 39). 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-монолитную 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%.

Рис. 40. Варианты конструкций мелкозаглубленных фундаментов:
а — столбчатый с кирпичной облицовкой: 1 — грунт основания; 2, 12 — сварка; 3 — уголок 40х40х5 мм, длиной 2 м; 4 — стальная плита размером 40х40х1 см; 5 — анкер; 6 — обвязка дома; 7 — труба диаметром 55 мм, длиной 50 см; 8, 13 — трубы диаметром 55 мм, длиной 50 см; 9 — просвет; 10 — отмостка; 11 — песок; 14 — опорная плита размером 50х50х10 см; 15 — труба диаметром 100 мм;
б — столбчатый без облицовки: 1 — грунт основания; 2 — железобетонный блок-свая размером 30х30; 3, 6 — трубы диаметром 50 мм, длиной 50 см; 7, 11 — сварка; 8 — труба диаметром 100 мм; 9 — отмостка; 10 — песок;
в — ленточный с дренажной трубой: 1 — грунт основания; 2 — обвязка дома; 3 – песок; 4 — труба диаметром 50 мм, длиной 50 см;
г : 1 – грунт основания; 2 – обвязка дома; 3, 7 – труба диаметром 50 мм, длиной 50 см; 4 — сварка; 5 — трубы диаметром 100 мм, длиной 1,2 м; 6 — отмостка; 8 — опорная железобетонная плита; 9 — песок.

Мелкозаглубленные фундаменты делают как столбчатые, так и ленточные (рис. 40). 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 6х6 м столбы можно делать размером 40х40 или 50х50см, высотой — по проекту. Глубину заложения фундамента принимают 50–70см. Для обеспечения нормальной вентиляции дома между грунтом и нижним венцом обвязки устраивают просвет (не менее 0,6 м). Столбы соединяют деревянными щитами, асбестоцементными плитами или кладкой в полкирпича, выступающими над уровнем земли или отмостки на 10–15 см.

Рис. 41. Конструктивная схема столбчатого набивного фундамента на глубину промерзания грунта:
1 – грунт; 2 – песок; 3 – труба-опалубка (первая); 4 – арматура; 5 – бетонная смесь; 6 – остаток трубы-опалубки (второй); 7 – деревянный вкладыш; 8 – бетонная смесь (застывшая); 9 – труба-опалубка (третья) для заполнения смесью; 10 – проволока

Технология изготовления столбчатого фундамента предельно проста: в грунте бурят скважину, помещают в нее асбоцементную или стальную трубу, которую затем заполняют бетонной смесью (рис. 41). 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 свернуть лист пергамина в двухслойную трубу любого 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.

Рис. 42. Конструктивная схема столбчатого набивного фундамента мелкозаглубленного заложения (для сезонных садово-огородных домов и столбов ограждений):
1 – грунт; 2 – песок; 3 – бетонная подушка; 4 – труба-опалубка; 5 – арматура; 6 – бетонная смесь

В скважину, пробуренную ручным садовым буром, на слой утрамбованного песка устанавливается самодельная труба. Ее заполняют бетонной смесью и тщательно уплотняют смесь(рис. 42). 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. В первую трубу вставляют вторую – ее наружный диаметр равен внутреннему диаметру первой.

Каждую следующую трубу заполняют бетонной смесью до края или до проектной отметки. Лучше всего наращивать столб очередным коленом раз в два-три дня, когда схватывается бетон готовой части.

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. 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).

Рис. 43. 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

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 (рис. 43), 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 (рис. 44).

Рис. 44. Размещение дома на целиковой бетонной незаглубленной плите: 1 — плита основания; 2 — дом

Состояние обычного заглубленного фундамента зависит, например, от глубины промерзания грунта, его физико-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.

Рис. 45. 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

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.

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 — над фундаментное 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 малоэтажных 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, как это показано на рис. 45. 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.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Проект K-584-1P