Фундамент, подвал, погреб

ТИПЫ ФУНДАМЕНТОВ

Строительная практика за всю свою многовековую исто­рию накопила немалый опыт в сооружении фундаментов и их конструкций. В зависимости от формы здания в плане камен­ные и бетонные фундаменты делятся на массивные, возводи­мые сплошь под всем сооружением; ленточные (в виде не­прерывных лент) и столбовые (в виде отдельных столбов). Основные типы фундаментов, применяемых в индивидуаль­ном домостроении, показаны на рис. 17. Верхняя поверх­ность фундамента имеет несколько большие размеры, чем опирающаяся на него конструкция. Выступающая за ее пре­делы часть фундамента называется обрезом. Нижняя по­верхность фундамента называется подошвой.

Техникоэкономические показатели основных видов фун­даментов приведены в таблице 18.

Столбчатые фундаменты подходят для домов беспод - вальной конструкции (рис. 18). С давних времен столбчатые фундаменты устраивали под домами (как правило, деревян­ными), давление которых на грунт сравнительно невелико. Преимущество столбчатых фундаментов перед другими за­ложено в их экономичности. Для домов с подвальным или цо­кольным этажом столбчатые фундаменты не годятся. Не при­меняются они и на участках с большим перепадом высот, по­скольку могут быть опрокинуты боковым давлением грунта.

Ленточные фундаменты в индивидуальном домострое­нии применяют чаще всего. Ширина таких фундаментов за­висит от величины передаваемой нагрузки на основание и от несущей способности грунта.

Рис. 18. Столбчатый фундамент из бутового камня:
1 — бутовый камень; 2 — обратная засыпка грунтом;
3 — отмостка; 4 — забиркв

Обладая хорошей несущей способностью, ленточные фундаменты выдерживают большие нагрузки, что является важным фактором при строительстве кирпичных зданий. Особенно часто в коттеджном строительстве применяются малозаглубленные ленточные фундаменты (рис. 19).

Ленточные фундаменты сооружают из сборных железобе­тонных блоков, бутового камня или монолитного бетона.

Сборные ленточные фундаменты целесообразно возво­дить для зданий бесподвальной конструкции, так как боль­шое количество швов между отдельными блоками требует хорошей гидроизоляции, а это влечет за собой дополнитель­ные физические усилия и материальные затраты. Монолит­ные фундаменты более трудоемки в возведении, но их конст­рукция позволяет создать надежную гидроизоляцию, что очень важно для поддержания нормальных условий в под­вальных помещениях. Из своего 40-летнего строительного опыта автор знает, что монолитные фундаменты в индивиду­альном строительстве более экономичны, чем сборные. Они практически в 1,5 раза дешевле, а отсутствие большого коли­чества швов между отдельными блоками избавляет от необ­ходимости их заделки, что сказывается на трудоемкости ра­бот и стоимости нулевого цикла дома. Кроме того, монолит­ные фундаменты более устойчивы при морозном пучении грунта, при просадках слабых грунтов, что сказывается на долговечности всего каркаса здания. Особенно ярко выраже­ны преимущества монолитных фундаментов в зданиях с под­валом, построенных на грунтах с повышенной влажностью. В таких грунтах гидроизоляция подземных конструкций мо­жет стать непреодолимой проблемой или резко повлиять на себестоимость строительства. Водонепроницаемость моно­литного бетона практически равна нулю, особенно если он изготовлен со специальными гидрофобными добавками, имеющимися в большом количестве на современном строи­тельном рынке. Себестоимость такого бетона повышается незначительно и намного ниже себестоимости оклеечной ги­дроизоляции при более высокой надежности.

Плитные фундаменты целесообразно возводить при вы­соком уровне грунтовых вод, при неравномерно сжимаемых или слабых грунтах. Для этого под всей площадью дома воз-

водят сплошную монолитную плиту, усиленную железобетон­ным каркасом. При этом площадь взаимодействия фунда­мента с основанием значительно увеличивается, а вероят­ность просадок грунта снижается.

Свайные фундаменты из железобетона являются раз­новидностью столбчатых фундаментов (рис. 20). Особенно-

Рис. 20. Свайные фундаменты: а — с высоким сборным ростверком; б — с низким монолитным ростверком;

1 —железобетон ная свая;

2 - грунт;

3 — цокольная панель;

4 — сборный железобетонный оголовник;

5 — плита перекрытия подвальной части здания

стью этого вида фундамента является то, что сваи погружают в грунт при помощи специальной техники (сваебойные коп­ры, вибропогружатели и т. п.). Сваи прорезают верхние сла­бые грунты и передают нагрузку на более плотные нижние го­ризонты. Кроме того, в процессе погружения сваи уплотняют грунт, повышая его несущую способность. Различают сваис - тойки, висячие сваи и винтовые сваи. На рис. 21 показан свайный фундамент для деревянных домов.

Сваи-стойки своим нижним концом опираются на метери - ковый грунт, расположенный на глубине 4 — 6 и более метров. Несущая способность висячих свай основывается на силах трения между поверхностью сваи и уплотненным грунтом.

Оголовники свай связывают между собой монолитными железобетонными балками (ростверками!, которые служат основанием для стен дома.

Буронабивные сваи представляют собой скважины, за­полненные бетоном. Прочность бетона усиливают арматур­ным каркасом. Опалубкой для буронабивного фундамента служит сам грунт, если его пробурить диаметром 200 — 250 мм на глубину 90 — 150 мм в зависимости от состояния грун­тов. Условно такие сваи разбивают на три типа:

— набивные сваи, устанавливаемые в сухих, маловлаж­ных, связанных грунтах, не требующих специального укреп­ления стенок скважины;

— набивные сваи в несвязанных слабых и обводненных грунтах, стенки скважины в которых укрепляют с помощью избыточного давления или глинистого раствора;

— набивные сваи в слабых и обводненных грунтах, сква­жины в которых закрепляются обсадными трубами.

Винтовые сваи представляют собой большие шурупы, которые ввинчивают в грунт при помощи специального оборудования (рис. 22). Такая технология возведения фундаментов используется на слабонесущих грунтах с вы­соким уровнем грунтовых вод и даже на плывунах, когда требуется сохранить рельеф местности. При данной техно­логии земляные работы сведены к минимуму. Достаточно с площадки, которую будет занимать здание, удалить дере­вья и кустарники.

НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ФУНДАМЕНТОВ

При строительстве любых зданий и в первые годы их экс­плуатации грунты под действием нагрузок сжимаются. В ре­зультате фундамент опускается на определенную величину, называемую осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной трещин и других разру­шений. Величина осадки во многом зависит от несущей спо­собности грунта, которая определяется нагрузками, при кото­рых осадка не превышает установленную нормативами вели­чину. Несущая способность фундаментов определяется, исхо­дя из свойств грунтов и площади опирання на основание. К примеру, столбчатый фундамент диаметром 25 см опирает­ся на грунт площадью равной 490 см2 исходя из формулы.

Следовательно, если несущая способность грунта состав­ляет 2,5 кг/см2 (пески средней плотности), то такой фунда­мент способен нести вертикальную нагрузку от конструктив­ных элементов здания (включая собственный вес фундамен­та) 1,225 т. Плотное глиняное основание такой же площади способно нести нагрузку 490x6,0 = 2,94 т. Ленточный фунда­мент шириной 40 см и общей протяженностью 28 м (здание с размерами 6x8 м) имеет площадь опирання на основание 112000 см2. При той же несущей способности грунта фунда­мент может воспринимать вертикальные нагрузки соответст­венно 112000x2,0 = 224000 кг (224 т) и 112000x6,0 = 672 000 кг (672 т): Сразу оговоримся, что справочные данные о несу­щей способности грунта справедливы для глубин 1,5 — 2,0 м при площади основания 0,5 — 1,0 м2. По мере дальнейшего углубления несущая способность грунта увеличивается, а на отметках выше этих значений грунт менее плотный и его не­сущая способность снижается. Это объясняется тем, что уп­лотнение грунта в глубоких горизонтах происходило веками под действием нагрузок вышележащих слоев.

Чтобы избежать ошибки при расчете несущей способности фундамента, ее принимают с определенным запасом. Учиты­вая возможные ошибки при определении свойств основания, на практике несущую способность фундаментов принимают с 25 — 30 %ным запасом. Для этого расчетную нагрузку на фун­даменты увеличивают на 2530 %, чтобы создать запас прочно­сти, перекрывающий неточности в выборе исходных данных. Уменьшение этого запаса приводит к риску просадок фунда­мента (особенно в первые годы эксплуатации здания), а излиш­няя страховка влечет за собой удорожание строительства.

Нагрузки, действующие на основание фундаментов, со­стоят из нескольких составляющих: веса строительных мате­риалов, конструктивных особенностей межэтажного и чер­дачного перекрытий, вида кровельного материала, конструк­ции кровли, влияющей на снеговую нагрузку, эксплуатацион­ных нагрузок и т. д. Величина этих нагрузок определяется удельным весом материалов, которые используются при строительстве дома (таблицы 19 — 24).

Таблице 19. Удельный вес 1 м фундамента Ру*