Общие
положения для сооружения фундамента
Как известно, фундаменты предназначены для передачи
нагрузки от дома на тот или иной грунт (по его физико-механическим свойствам и
качеству) основания. Необходимо в первую очередь учитывать возможность
строительства дома на данном месте и предвидеть те затраты, которые
потребуются в период эксплуатации для устранения повреждений, возникающих от
неожиданных внешних и внутренних воздействий, могущих в любой момент произойти
в нижних слоях самого грунта и его перифериях, а также возникающих от самого
качества строительства.
Фундаменты должны распределять нагрузку от дома таким
образом, чтобы не было превышено передаваемое давление на грунт сверх
допустимого и чтобы разность осадок частей здания и осадка дома в целом не
достигали опасных величин и размеров.
Во-первых, необходимо обеспечить устойчивость фундамента
на воздействие неблагоприятных природных факторов - морозного пучения грунта,
просадки грунтов основания, воздействия грунтовых вод.
Во-вторых, для этого необходимо правильно выбрать имеющуюся в практике
строительства конструкцию фундамента, то есть учесть свойства грунтов на том
или ином месте его заложения, подобрать соответствующие строительные
материалы, обладающие требуемой прочностью и устойчивостью к внешним
воздействиям.
Для того чтобы принять правильное решение о том, как
выбрать конструкцию фундамента, необходимые строительные материалы и
произвести грамотное его заложение, в первую очередь надо определить место его
размещения: сначала по функционально-пространственным удобствам, затем по
основным свойствам грунтов (поверхностных и глубинных, материковых), то есть
из каких грунтов образовано данное основание под будущий дом.
В-третьих, рекомендуется ознакомиться с материалами инженерных
изысканий, чтобы иметь четкое представление о грунтовых условиях вашего
участка. Подобные материалы должны находиться в местном районном
строительно-архитектурном отделе.
Если таких данных нет, то следует ознакомиться с опытом
строительства и эксплуатации домов на соседних участках. Но при этом не следует
их в точности повторять, их надо только учитывать.
Известно, что «верховодка» как неожиданная гостья может
появиться в любом месте приусадебного участка и тем более самого дома, так как
подвижки верхних, а в особенности нижних слоев (или слоя) грунта не
гарантированы точечными расчетами. Последние являются, в общем-то,
условными на данный период времени, ведь на внутренние
изменения свойств и положений слоев грунта могут впоследствии оказывать
влияние всевозможные механические и физико-химические факторы неожиданного
воздействия. Например, соседняя стройка, рытье котлована, ямы, траншеи и даже
приусадебный водоем.
Поэтому для отвода, отбития появившейся грунтовой воды у основания дома,
его фундамента, всегда следует делать предохранение. В первую очередь, сам
фундамент должен быть высоким; кроме того, должна быть сделана подсыпка из
речного крупнозернистого песка, облитого тощим бетоном или цементом, имеющая
выход к специальным дренирующим устройствам (лоток, труба и т. п.);
разумеется, отмостка должна иметь уклон, равный 0,03-0,05 м и шириной до 1 м.
Во избежание нарушения целостности конструкции и возникновения
разрушений не следует связывать при заложении основания дома в единое
конструктивное решение крыльцо, веранду, террасу и любую другую пристройку или
встройку. Не применять тех строительных материалов, которые имеют свойство
удерживать влагу. Так, например, не применять торфяной подсыпки под полы, так как свойство
торфа и ему подобных удерживать влагу непременно скажется зимой в виде
образования ледяной корки. А это повлечет за собой дополнительные усилия
пучения и глубинное проседание грунта.
При подготовке траншеи или ям под фундамент желательно
не нарушать сложившуюся систему влажного режима в почве, которая оказывает
большое влияние на свойства грунта. Для предупреждения неравномерной осадки
здания фундамент наружных стен необходимо закладывать на глубину ниже уровня
промерзания грунта, которая для Европейской части составляет от 1,5 до 1,8 м.
В не пучинистых песчаных, гравелистых грунтах фундамент можно закладывать на
меньшую глубину, не менее 0,5 м. Для уменьшения глубины заложения фундаментов в
глинистых и вспучивающихся грунтах устраивают песчаные, щебеночные «подушки»,
доводя их до глубины промерзания.
Основание по всей площади заложения фундамента должно
состоять из грунта неоднородного сложения. При неоднородном сложении следует
применять специальную конструкцию и тип фундамента. Во всех случаях рекомендуется
под основанием опорных плит устраивать песчаную подушку с засыпкой вокруг плит
и столбов.
Для садовых домиков, а также в заболоченной или переувлажненной
местности применяются легкие фундаменты. Они могут быть совсем не заглубленнные
до уровня подземных вод или мелкозаглубленные, связанные обвязкой здания или
поясами, на которых будет покоиться здание. Сооружения на таких фундаментах
могут прослужить без повреждений и дополнительных затрат на ремонтные работы
до 10-15 лет.
Для возведения легких фундаментов используют бетон, железобетон, металл,
а также бракованные бетонные детали, отрезки свай, труб.
Местное геологическое
изыскание своими силами
До начала строительства
необходимо ознакомиться с результатами местных геологических изысканий. Для определения
грунта на приусадебном участке в первую очередь используют метод натурного визуального
обследования. На заболоченных грунтах растет иван-чай, на сухих почвах - белые
ромашки, желтые цветы болотной калужницы указывают на наличие текучих подземных
вод, а лопух обильнее всего произрастает на глинистой почве. По таким имеющимся
влаголюбивым растениям, как осока, мать-и-мачеха, лопух, можно с уверенностью
определить высокое стояние «грунтовки» - грунтовой воды, которая может залегать
на глубину штыка лопаты. При этом необходимо уточнить ее границы и источник
подачи, его направление (или направления), а также ровность материкового
грунта, то есть - волнообразное, ровное, седловинное или выпуклое. Это очень
важно знать не только для заложения
фундамента, но и для дальнейшего ведения агрономии на
вашем участке.
Самый простой и доступный способ - вырыть шурф глубиной 2-3 м. Правда,
кроме него, следует сделать шурфы и в других точках участка, где были отмечены
водолюбивые растения, а также, где есть понижение самого рельефа участка.
Имеются многочисленные приспособления, которые легко сделать своими
руками, - это всевозможные нехитрые буры винтообразной формы (рис. 15)Берут полосовое железо (Ст25-30) около 1 м длиной, конец его спиливают под углами в виде треугольника, затем другой тупой конец вставляют в тиски и перекручивают в виде обычного шомпола для открытия пробок у бутылок. После этого к тупому концу приклепывают, привинчивают или припаивают кусок водопроводной трубы с уже нарезанной резьбой, с помощью которой вы сможете удлинить трубу такой же трубой (длиной 0,5-0,7 м). На конце одной из них обязательно должен быть устроен рычаг-коротыш, с помощью его движения (поворачивания и выворачивания) вы сможете ввинчиваться в шурф грунта и, следовательно, доставать из него земельные захватки. По земельным захваткам и виткам следует отмечать, на какой высоте от нулевой поверхности вашего участка расположены глина, песок и порода нижних слоев грунта. Взятые пробы раскладывают на листе твердой бумаги. Можно начертить примерную схему вертикального разреза вашего участка и отмечать на ней те показания бура, которые вы получили в результате данного бурения. Эти пробы грунта вам покажут и саму его породу, и главное - влажность. В результате вы сможете отличить грунты по внешним признакам. Свойства грунта зависят не только от его химического состава и расположения, но и от состояния в данный момент. Так, песок в зависимости от размеров и строения частиц может быть достаточно прочным основанием или текучим плывуном. В сухом состоянии он весьма прочен, но при увлажнении разрыхляется и проседает. В одних случаях глина может превосходить по качеству песчаный грунт, а в других создает много затруднений для освоения участка и возведения на нем построек
Перечень основных грунтов и их
характерные особенности.
Глубина промерзанияГлина в сухом состоянии твердая в кусках, во влажном -вязкая, пластичная, липкая, мажется. При растирании между пальцами песчаных частиц не чувствуется, комочки раздавливаются очень трудно, песчинок не видно.При скатывании в сыром состоянии образуется в длинный шнур диаметром менее 0,5 мм; а при сдавливании шарик превращается в лепешку, не трескаясь по краям; при резке ножом в сыром состоянии имеет гладкую поверхность, на которой не видно песчинок.
Суглинок - комья и куски в сухом состоянии менее тверды, при ударе рассыпаются на мелкие куски, во влажном состоянии имеют слабую пластичность и липкость; при растирании чувствуются песчаные частицы, комочки раздавливаются легче, ясно видны песчинки на фоне тонкого порошка; при скатывании в сыром состоянии длинного шнура не получается, он рвется; шар, скатанный в сыром состоянии, при сдавливании образует лепешку с трещинами по краям.
Супесь - в сухом состоянии комья легко рассыпаются и крошатся от удара, не пластична, преобладают песчаные частицы, комочки раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур; шар, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.
Песок пылеватый напоминает пыль или жесткую муку типа крупчатой, отдельные зерна в массе трудно различимы.
Песок мелкий имеет зерна, слабо различимые глазом, песок средней крупности, в основной массе имеет зерна размером с просяное, в крупном песке - большое количество зерен размером с гречневую крупу.
Гравий (дресва) - зерна размером от горошины до мелкого ореха составляют больше половины по массе. Между ними более мелкое заполнение. Гравий имеет частично окатанные формы, дресва - с острыми краями. Галька (щебень) - зерна размером больше ореха составляют более половины по массе. Между ними - мелкое заполнение.
Галька - окатанной формы, щебень - остроугольной.
Песчаные, гравийные и галечниковые грунты несвязные. Прочность основания будет обеспечена, если давление, которое передается фундаментом на грунт, не более расчетного для грунтов, залегающих под фундаментом. В зависимости от глубины от дневной поверхности ориентировочно можно принять условное расчетное давление на грунты оснований (табл. 1).
Виды грунтов |
Глубина от дневной поверхности, м |
|
1-1,5 2-2,5 |
||
Супеси |
10-20 |
20-30 |
Суглинки |
9-25 |
10-30 |
Глины твердые |
20-40 |
25-60 |
Глины пластичные |
8-25 |
10-30 |
Пески гравелис-тые и крупные |
26-39 |
50-60 |
Пески средней крупности |
19-30 |
40-50 |
Виды грунтов |
Глубина от дневной поверхности, м |
|
1-1,5 2-2,5 |
||
Пески мелкие маловлажные |
15-25 |
30-40 |
Пески мелкие очень влажные и насыщенные водой |
10-20 |
20-30 |
Щебенистые и галечниковые с песчаным заполнением пор |
45-50 |
60 |
Щебенистые и галечниковые с глинистым заполнением пор |
20-35 |
40-45 |
Дресвяные и гравийные грунты, образовавшиеся из горных кристаллических пород |
37-44 |
50 |
Дресвяные и гравийные грунты, образовавшиеся из осадочных горных пород |
20-25 |
35-40 |
Наиболее надежны скальные, гравелистые и крупнообломочные грунты. Хорошим основанием могут служить крупные чистые (без примесей) сухие пески, а также сухие, плотно слежавшиеся глинистые грунты. Ненадежны мелкие пески с примесями, насыщенные водой. Разновидность глинистых грунтов - лессовые грунты, которые при замачивании водой сильно уплотняются и дают просадки, что может привести к повреждению возводимых на них построек. Не следует устраивать фундаменты на растительных и насыпных грунтах. Наиболее опасно для фундамента дома морозное пучение грунта, которому в основном подвержены водонасыщенные глины, суглинки, супеси, мелкие и пылеватые пески. Глинистые мокрые грунты при замерзании увеличиваются в объеме и проявляют свойства пучения. Слои пучинистого грунта, замерзая, воздействуют на фундамент снизу вверх и, если сила морозного пучения больше, чем нагрузка от дома, то происходит как бы «выталкивание» здания из земли. При оттаивании весной может произойти обратное явление - неравномерная осадка дома. Фундаменты на мокрых грунтах выполняют с соблюдением особых правил. При проектировании фундаментов важнейшим вопросом является глубина промерзания грунтов в выбранном районе строительства, составляющая в средней полосе 1,4-1,6 метра. Во избежание пучения - подъема грунтов под подошвой фундаментов в результате перехода грунтовой воды в лед, их закладывают чуть ниже уровня промерзания. Подъемная сила пучения достигает 6 тонн на погонный метр, а пригруз от двухэтажного здания - 4 тонн. При недостаточном заглублении фундаментов и неравномерном в реальности распределении сил пучения на фасаде кирпичного здания возникают определенным образом направленные трещины. Рубленые стены, вспучившиеся в сезон замерзания, часто опускаются в течение нескольких лет ниже проектной отметки, и их приходится вывешивать с помощью домкратов, распирать подкосами и подкладывать дополнительные венцы (см. гл. «Ремонт и замена фундамента»). Ремонт поврежденных кирпичных стен осуществляется более сложными инженерными приемами. Глубина заложения фундаментов наружных и внутренних стен неотапливаемых зданий должна быть не менее глубины промерзания, причем измерять ее надо от пола подвала или технического подполья, а если подвал отсутствует, то от планировочной отметки земли. Глубину заложения фундаментов наружных стен регулярно отапливаемых зданий можно принять 0,6-0,7 глубины промерзания, внутренних - не менее 50 см (табл. 2). На глинистых песках, супесях, суглинках и глинах, а также в крупнообломочных грунтах с глинистым заполнителем глубину заложения фундаментов принимают с учетом положения уровня грунтовых вод: если уровень грунтовых вод расположен на 2 м ниже уровня промерзания, то фундамент закладывают на глубине не менее 0,7 м; если уровень