Фундаменты
Фундамент – самый ответственный конструктивный элемент сооружения и от правильности его устройства при строительстве зависит устойчивость всего дома.
Фундамент устанавливают на грунт, и надежность фундаментных конструкций в ходе эксплуатации и строительства дома зависит от свойств основания: состава грунтов, уровня грунтовых вод, глубины промерзания грунта, степени его пучинистости, нагрузок от дома и конструктивного решения фундамента.
Физические свойства пластов основания определяют глубину заложения фундамента во время строительства дома. Для определения глубины заложения проводят геологические и гидрологические исследования, но можно воспользоваться и теоретическим методом определения глубины заложения подошвы фундамента до начала строительства дома.
По всей средней полосе России залегают пучинистые грунты: глины и мелкие пылеватые пески насыщенные влагой. Грунт промерзает сверху вниз и вода, находящаяся в грунте, поднимает слои грунта. Если воде нет препятствий для быстрого опускания, то такой грунт не будет вспучиваться, примером может служить крупный зернистый песок. Из глины воде трудно уйти вниз, поэтому такой грунт является пучинистым.
При пучении грунта может происходить отрыв верхних рядов блоков фундаментой стены от нижних, а нижнего ряда от основания. При монолитном строительстве конструкции ленточного фундамента дома — отрыв всей конструкции от основания. В образовавшиеся полости попадает грунт, тем самым создаются условия для возникновения и накопления остаточных деформаций пучения. При неравномерности таких деформаций образуются перекосы, трещины. Таким образом, чем более пучинистый грунт, тем меньшая предполагается глубина залегания подошвы фундамента при проектировании и строительстве дома.
Тип конструкции фундамента при строительстве выбирается в зависимости от конструктивной системы дома, величины нагрузки на основание и его несущей способности. По конструктивному решению типы фундаментов подразделяются на столбчатые, ленточные, свайные и плитные фундаменты. Каждый из этих типов можно выполнять в монолитном и сборном вариантах.
Столбчатые фундаменты.
Столбчатые фундаментны рационально применять для строительства домов из мелких конструкций и домов, не имеющих подвалов. Не следует применять столбчатые фундаменты для сооружений, возводимых на участках с большим перепадом высот, так как они могут быть опрокинуты боковым давлением грунта.
Столбы выполняют в монолитном или сборном вариантах, используя камень, кирпич, бетон. По верху столбов укладывают балки (ростверк), по которым возводят стены дома. Под балками устраивают песчаную или керамзитовую подсыпку для предотвращения деформаций от пучения и осадка пластов основания.
Столбчатые фундаменты представляют собой экономичный вариант при строительстве малоэтажных домов на основаниях, сложенных из непучинистых грунтов. Они применяются как для непрерывных стен, так и для отдельно стоящих опор. Столбы устанавливают в местах пересечений стен, под межоконными простенками и вдоль глухих участков стен с шагом около 3,0м.
Если ведется строительство деревянного, бревенчатого или щитового дома, то высоту ростверка можно установить в 40см. При каменных стенах – высота ростверка должна быть не менее 20см, чтобы выдержать вес первых рядов кладки. Далее по мере возведения стены она сама (кладка) включается в работу ростверка, усиливая его несущую способность.
Ленточные фундаменты.
Ленточные фундаменты — самое распространенное конструктивное решение, широко применяемое при строительстве малоэтажных домов. Ленточные фундаменты предусматривают для своего устройства рытье траншей или выемку котлована, что дает возможность организовать подвальное помещение или цокольный этаж.
Прерывистые ленточные фундаменты выполняют только в сборном варианте. При этом зазоры между блоками засыпают песком, величина которого при строительстве не должна превышать 0,2 длины блока фундаментной стены дома.
Особенности грунтовых условий и конструктивные решения при строительстве дома определяют необходимость возведения фундаментных стен с уступами, учитывая определенное отношение высоты уступа к его длине. В плотных грунтах оно не превышает отношения 1:1 при высоте уступа не более 1,0 м, а в песчаных – не более 1:3 при высоте уступа 0,5 м, в связанных грунтах – не более 1:2.
В малоэтажном строительстве при монолитном возведении стен фундаментов домов обычно применяются бут, бутобетон, бетон и кирпич. Толщина стен из бута должна быть не менее 500 мм с уступами по высоте в два ряда кладки и шириной уступа не более 150-200 мм.
Строительство и работа мелкозаглубленных фундаментов домов основана на исключении силы пучения грунтов на подошву и боковые поверхности стен фундамента. Все малоэтажные дома по характеру их взаимодействия с пучинистыми грунтами подразделяются на «легкие» и «тяжелые».
К «легким» относятся дома, у которых силы пучения по боковым поверхностям фундамента (подошва расположена ниже расчетной глубины промерзания) больше веса дома. К тяжелым – дома, вес которых больше касательных сил пучения.
Чтобы исключить воздействие сил пучения при строительстве «легких» домов увеличивают ширину траншеи для ее обратной засыпки непучинистым грунтом, тем самым отодвигая от стен фундамента пучинистый грунт и исключая влияние сил пучения на конструкцию и обеспечивая ее устойчивость.
Плитные фундаменты.
Плитные фундаменты применяются для строительства домов при высоком уровне грунтовых вод, неравномерных осадках основания, слабых несущих свойствах грунтовых слоев. Плита сооружается под всем зданием в монолитном или сборном варианте.
Плитные фундаменты выполняются в уровне планировочной отметки земли или по низу отрытого котлована. В последнем случае необходимо в обязательном порядке устраивать дренажную систему для отвода грунтовых вод.
Плита-подошва, уложенная в уровне земли, имеет утолщенные ребра по контуру под несущие стены.
Монолитная плита выполняется по слою утрамбованного гравия толщиной в 100 мм, служащего дренажным слоем. По гравийной засыпке укладывается гидроизоляционный слой, препятствующий проникновению влаги в монолитную плиту. При строительстве для предотвращения потерь тепла дома по контуру плиты устраивается теплоизоляция из эффективных влагоненасыщаемых материалов.
Если имеется возможность применения подъемно-транспортного оборудования плитные фундаменты могут быть выполнены из сборных железобетонных дорожных плит.
Свайные фундаменты.
Свайные фундаменты рациональны при строительстве домов на грунтах с малой несущей способностью, высоком уровне грунтовых вод и неравномерных деформациях основания. Свайные фундаменты это ряд (или ряды свай), объединенные ростверком в единую конструкцию. Ростверк может быть выполнен в монолитном или сборном вариантах. Сваи устанавливаются в один, два ряда или в шахматном порядке и могут выполняться в монолитном или сборном железобетоне.
Гидроизоляция.
Особые требования предъявляют к гидроизоляционным свойствам конструкций нулевого цикла.
При строительстве домов без подвалов стены отделяют от фундаментных конструкций горизонтальной гидроизоляцией, выполненной из рулонных материалов (гидроизол на битумной мастике) и расположенной по периметру фундаментной стены ниже пола первого этажа, но выше уровня отмостки на 100-150мм.
Вертикальная гидроизоляция выполняется по наружной поверхности фундаментной стены подвального помещения путем обмазки горячим битумом в два слоя. При влажных грунтах обязательно производится оклеечная гидроизоляция из рулонных водонепроницаемых материалов.
Виды гидроизоляции различаются по способу и принципу выполнения: обмазочная, оклеечная, проникающая, и монтируемая.
Обмазочная гидроизоляция выполняется из битума и битумосодержащих материалов (битуморезиновая и битумополимерная мастики). Долговечность этих материалов ограничивается 5-6 годами. Битум стареет и за этот срок теряет эластичность, рвется и отслаивается.
Оклеечную гидроизоляцию выполняют из рулонных или пленочных материалов (рубероид, пергамин, изопласт, экофлекс и др.).
Проникающая гидроизоляция снижает капиллярную проводимость бетона. Метод состоит в нанесении на поверхность стены состава, состоящего из специально измельченного кварцевого песка с добавками химически активных веществ, которые, проникая в капилляры материалов стены, образуют кристаллы, плотно заполняющие поры.
Монтируемая гидроизоляция представляет собой защитный экран из полимерной мембраны, бетона. Этот метод применяется в строительстве домов с давних времен в виде глиняного замка (слоя уплотненной глины по периметру стены).
Отмостки фундаментных стен.
Отмостки фундаментных стен при строительсове устраиваются для отвода воды от цокольной части дома. Конструкция отмостки – ширина, длина, уклон – зависит от геологических характеристик и конструктивных решений отвода воды с крыши.
Самая простая конструкция для строительства индивидуальных загородных домов и хозяйственных построек – слой мягкой глины толщиной 10-15 см, поверх которой укладывается твердой покрытие – утрамбованный щебень с пропиткой цементным раствором или монолитная бетонная плита. Глина выполняет функцию гидроизолятора и обеспечивает отвод поверхностных вод от стен. Щебеночное утрамбованное покрытие при неорганизованном водоотводе с крыши — ненадежное покрытие.
Капитальная отмостка, выполненная в виде монолитной бетонной плиты, толщиной 6-8 см, непригодна при глинистых и водонасыщенных суглинках и супесях. Из-за свойств пучинистости этих грунтов по истечении некоторого времени после строительства появляются трещины в покрытии дома. Повысить надежность монолитного слоя можно путем устройства перед ним слоя песка толщиной 6-8 см.
Более совершенны и долговечны отмостки из сборных бетонных или пескоцементных плит. При организованном водостоке можно устроить травяную отмостку, позволяющую организовать цветочную клумбу вокруг дома. Самое надежное покрытие в качестве отмостки – устройство асфальтового верхнего слоя.