О фундаментах и пучинистых грунтах.

 Фундаменты
Основные виды фундаментов и их описание
Мелкозаглубленный фундамент
На территории России широко распространены пучинистые грунты. К ним относятся глины, суглинки, супеси , пески пылеватые и мелкие. При определенной влажности эти грунты, замерзая в зимний период, увеличиваются в объеме, что приводит к подъему слоев грунта в пределах глубины его промерзания.
Поскольку деформации пучения грунта, как правило, неравномерны, происходит неравномерный подъем фундаментов, который со временем накапливается. В результате этого надфундаментные конструкции зданий и сооружений претерпевают недопустимые деформации и разрушаются.
Глубоко заложенные фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют касательные силы пучения. Эти силы превосходят нагрузки, передаваемые легкими зданиями на фундаменты, в результате чего фундаменты выпучиваются.
Таким образом, материалоемкие и дорогостоящие фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания грунта, не обеспечивают надежную эксплуатацию малоэтажных легких зданий, построенных на пучинистых грунтах.
Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных легких зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Ленточный фундамент представляет собой бетонную конструкцию, которая имеет периметр будущего дома. Постройка такого фундамента заключается в создании траншеи, устройства песчаной подушки, установления опалубки, армирования, заливки бетоном. Данный тип фундамента заглубляется на 20-50 см. Ширина которого, опреляется размерами дома и толщиной его стен. Толщина стен фундамента не должна быть меньше толщины стен будущего дома. Прокладывание фундамента под стенами, которые держат перекрытия, позволит увеличить суммарную площадь опоры и ослабить нагрузку на грунт.
При строительстве фундамента нужно обратить внимание на другой очень важный аспект его надёжности. Он связан с величиной заглубления ленточного фундамента, которая зависит от сезонного вспучивания почвы. При анализе фундамента с этой стороны, следует иметь в виду, что сухая почва вспучивается меньше, чем влажная. Глинистая почва вспучивается сильнее, чем песчаная. В этом смысле следует говорить о неравномерности вспучивания почвы, в следствие чего могут образовываться трещины на фундаменте. Для снижения подобного рода вероятности, а также возможности проседания фундамента можно рекомендовать добавить сваи с опорой ниже глубины промерзания.
Ленточный фундамент мелко-заглубленный с опорными сваями ниже глубины промерзания
Ленточный фундамент мелко-заглубленный с опорными сваями ниже глубины промерзания. Особенностью этого вида фундамента являются опорные сваи, которые за счет снижения нагрузки фундамента на грунт позволяют в значительной степени уменьшить его
просадку и подвижку. А это есть гарантия долговечности дома и его надежности!
Монолитный фундамент
Монолитные железобетонные фундаменты, перекрытия, лестницы, колонны, несущие стены становится всё более популярной технологией постройки зданий. Жесткий каркас, который образуется при монолитном строительстве, очень прочен. Основные составляющих, придающих прочность конструкции и возможность выдерживать необходимую нагрузку, является армирование, качество используемого бетона и соблюдение технологии монолитной заливки. Применение опалубки разных форм позволяет выполнить различные конфигурации из железобетона, по самым изощренным и особым запросам воплощая в жизнь архитектурные проекты любой сложности. Монолитное строительство используется не только при возведении высотных зданий, но и для частных, загородных домов. За последние годы: монолитный фундамент практически вытеснил сборные блочные и кирпичные фундаменты. Монолитное перекрытие, заливается непосредственно по размеру Вашего дома (с возможностью выполнения ввода коммуникаций, вентиляционных каналов, проемов под лестницу в том месте, где это потребуется) превосходит по надежности, сроку службы и практичности сборные плиты перекрытия.
Толщина фундамента под такие дома обычно не бывает больше 40 см.Лента заглубляется на глубину 30-60 сантиметров, в виду того, что фундамент за счет свай будет опираться на грунт находящийся ниже глубины промерзания. Диаметр свай и толщина ленты определяется исходя из типа почвы и веса дома. При забуривании свай нужно следить не только за тем, чтобы достичь глубины промерзания, а, также за соприкосновением с мало-сжимаемым грунтом, на который можно было бы без опаски перенести вес здания.
Столбчатые фундаменты
Столбчатые фундаменты возводят в основном под дома без подвалов с легкими стенами: деревянными, щитовыми, каркасными. Закладывают их и под кирпичные стены, когда требуется глубокое заложение и ленточный фундамент неэкономичен. Столбчатые фундаменты по расходу материалов и трудозатратам в 1,5-2 раза экономичнее ленточных.
В зависимости от конструкции здания (прежде всего его массы и этажности) столбы для фундамента могут быть каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные, железобетонные и из других материалов.
Чаще всего при устройстве столбчатых фундаментов применяют готовые сборные бетонные и железобетонные блоки. Столбчатые фундаменты обязательно устанавливают под углы дома, в местах пересечения стен, под стойками каркаса, тяжелыми и несущими простенками, балками и другими местами сосредоточенной нагрузки.
Для уменьшения давления на слабые грунты столбчатые фундаменты из штучных материалов уширяют в нижней части, делая уступы высотой не менее двух рядов кладки.
Если глубина заложения столбчатого фундамента более 1 м и устройство фундамента из
мелкоштучного материала трудновыполнимо, применяют железобетонные столбы, асбестоцементные или металлические трубы.
Сооружать столбчатые фундаменты предпочтительнее на пучинистых грунтах, так как с минимальными затратами их можно устанавливать ниже глубины промерзания. При этом действие касательных сил, вызываемых морозным пучением грунта, на поверхность столбов минимально.
При большой глубине промерзания в пучинистых грунтах эффективны анкерные столбчатые железобетонные, монолитные либо сборные фундаменты. На такие фундаменты незначительно влияние сил морозного пучения, действующих на боковую поверхность, так как столбы выполняют с минимальным поперечным сечением.
Свайные фундаменты
Свайный фундамент, это фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используют сваи. Фундамент состоит из свай и объединяющего их ростверка. Выбор между свайным и обычным фундаментом на естественном основании производится на основе их технико-экономического сравнения в данных инженерно-геологических условиях строительной площадки, с учётом особенностей проектируемого здания или сооружения.
Свайные фундаменты особенно рациональны при строительстве зданий и сооружений на водо-насыщенных слабых грунтах. Во многих случаях при свайных фундаментах существенно сокращаются объём земляных работ и расход бетона.
В зависимости от вида и величины нагрузок, действующих на свайный фундамент, сваи располагают: по одной - под отдельные опоры, рядами - под стеновые конструкции, кустами - под колонны, свайными полями - под здания и сооружения малой площади со значительными вертикальными нагрузками. При действии на фундамент значительных горизонтальных сил используют наклонные сваи. Длину свай выбирают, исходя из грунтовых условий строительной площадки: необходимо, чтобы нижние концы свай были заглублены в малосжимаемые грунты. В зависимости от свойств грунтов, залегающих под нижними концами свай, последние подразделяются на сваи-стойки, опирающиеся на практически несжимаемые грунты, и висячие сваи, погруженные в сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунт как нижней, так и боковой поверхностью.
Основой для проектирования надёжного и экономичного свайного фундамента является правильное определение несущей способности сваи, т. е. допустимой для неё нагрузки. Несущую способность свай устанавливают на основании инженерно-геологических изысканий, по данным статического зондирования грунтов и результатам испытаний свай статическими и динамическими нагрузками. Наиболее достоверно испытание свай статической нагрузкой, но вследствие большой трудоёмкости этого метода (особенно в случае буронабивных свай) его применение ограничивается главным образом зданиями и сооружениями с тяжёлыми нагрузками, при неблагоприятных геологических условиях.
Ростверк - нем. Rostwerk, от Rost - решётка и Work - строение, укрепление), часть свайного или столбчатого фундамента плита или балка), объединяющая головные участки свай и служащая опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения. Таким образом, получается, что столбы или сваи в фундаменте служат для переноса веса здания
на грунт, а ростверк служит для того, чтобы перенести вес здания на сваи.
Тут нужно учесть два момента. Первый - то, что ростверк может быть высоким, и, судя из названия, расположенным высоко над землей, а может быть и низким, расположенным даже ниже уровня земли. В этом случае мы получаем как бы гибрид свайного и ленточного фундаментов. Можно сказать, что такой фундамент является усиленным ленточным.
Исходя из сказанного выше, замечаем, что есть большой соблазн обойтись без ростверка при строительстве бревенчатого дома. В этом случае роль ростверка будет выполнять первый венец дома.
Основные расходы, связанные с возведением фундамента на сваях, связаны с их углублением до нужных, несжимаемых слоев. Вдолбить сваю в легкий водонасыщенный грунт куда проще, чем, непонятно каким образом, делать на болоте обычный, скажем ленточный фундамент.
Можно сделать большую ошибку, решив, что на столбчатых фундаментах можно здорово сэкономить, вкопав столбики на такую же глубину, что и, скажем, ленточный фундамент. Действительно, Грунт обычно трамбуется (сжимается) своим собственным весом. Чем глубже мы погружаемся, тем плотнее должен становиться грунт. В один прекрасный момент мы уже не можем копать простыми инструментами - лопата не входит в грунт. Будем считать, что мы достигли нужной степени несжимаемости.
Можно ставить столб, закапывать его, потом заливать цементом или бетоном и строить на нем дом. А что будет, если мы не докопаемся до грунта с нужной жесткостью? Получится, как если бы мы поставили груз на четыре иголки, воткнутые в ватную подушечку. Дом на таких иголках может легко уйти в землю. А если грунт насыщен водами?
Именно по-этому в профессиональном строительстве сваи именно забивают. Вы когда-нибудь видели, как забивают сваи? Это такая машина, которая ставит сваю и долбит по ней здоровенным грузом, который предварительно поднимает на тросах. Свая сначала идет легко, потом тяжелее, потом перестает погружаться. Это значит, что жесткость грунта под ней уравновешена грузом, который по ней долбит.
Поскольку мы знаем величину груза мы вполне можем рассчитать, сколько веса здания на такую сваю будет приходиться. Из этих же расчетов выводится и количество свай на стену или все здание целиком. В этом случае нас действительно не волнует, какая почва под сваей, на сколько она пропитана водой и тому подобное. Перестала свая забиваться? ну и хорошо. Значит все в порядке. Можно ее укоротить до нужной высоты над поверхностью земли и строить на ней ростверк, а там и дом.
Ленточные фундаменты
Ленточный фундамент нужно возводить под, сравнительно, лёгкими щитовыми домами, каркасными коттеджами и домами из дерева: бруса или бревна.
Фундамент такого дома должен служить якорем и, по мере возможности, снижать нагрузку на почву. В зависимости от типа почвы и величины дома следует заглублять
такой фундамент на 50-90 сантиметров. В любом случае, при заглублении такого фундамента, нужно следить не только за тем, чтобы достичь глубины промерзания, а, что на много важнее, чтобы достичь малосжимаемого грунта, на который можно было бы без опаски перенести вес здания.
Толщина фундамента под такие дома обычно не бывает больше 40 см.
Чаще всего ленточный фундамент представляет собой бетонную конструкцию, которая имеет периметр будущего дома. Постройка такого фундамента заключается в создании траншеи и заливке её бетоном.
При строительстве такого фундамента очень большое внимание нужно уделять вопросу почвы. Качество почвы можно определить уже в процессе подготовки траншеи. Всё-таки, лучше озаботиться этим вопросом до начала строительства (апрель-май), сразу после таяния снегов.
Чем больше в почве глины и воды, тем глубже должен быть фундамент. Чем легче копается, тем более вероятна может быть осадка фундамента под собственной тяжестью и тяжестью строения.
При вязкой, сильно сжимаемой, почве, следует увеличивать суммарную площадь фундамента и углубляться до малосжимаемых слоёв.
В профессиональном строительстве, для цели увеличения площади, опоры фундамента служат так называемые подушки. Это довольно массивные бетонные конструкции, которые в поперечном сечении представляют собой трапецию. На верхнее основание этой трапеции устанавливается фундамент. При постройке ленточных фундаментов можно построить его таким образом, что при вертикальной внешней стороне он будет иметь наклонную внутреннюю сторону, расширяющуюся к основанию. Этот приём позволяет увеличить площадь фундамента и снизить нагрузку на грунт. При строительстве фундамента нужно обращать внимание на другой очень важный аспект его надёжности. Он связан с сезонным вспучиванием почвы.
Необходимо, чтобы вспучивание было равномерным по всему фундаменту, то есть, чтобы зимой фундамент вместе с домом равномерно поднялся, а зимой равномерно опустился, или чтобы фундамент с домом не поднимался вообще.
При анализе фундамента с этой стороны следует иметь в виду, что сухая почва вспучивается меньше, чем влажная. Глинистая почва вспучивается сильнее, чем песчаная. Если Вы беспокоитесь за неравномерность сезонного вспучивания почвы, заглубляйте фундамент ниже глубины промерзания.
Вопрос о глубине промерзания тоже довольно сложный. Как где, а у нас в Подмосковье глубина промерзания составляет от 120 до 160 см. Ответ прост - чем почва плотнее, и чем зима суровей, тем почва сильнее промерзает. Почва, пропитанная влагой, промерзает сильнее, чем сухая. Почва под снегом промерзает меньше, чем «голая». Естественно, что участок на горе, с которой зимой ветер сдувает снег, промерзнёт глубже, чем участок в лесу.
Есть один метод, позволяющий уменьшить глубину промерзания почвы. Он очень действенный и сравнительно дешёвый. Заключается он в установке пенопластовых или пенополистирольных плит толщиной не более 5 см под отмостку фундамента. В принципе, таким образом, уменьшается глубина промерзания примерно сантиметров до 30. Кстати, этот же метод поможет, если у Вас замерзают, проложенные под землёй, водопроводные трубы. Просто закопайте такие же плиты в землю над трубами.
Есть ещё один вариант закладки ленточного фундамента под деревянный дом. Некоторые категории строителей могут на нём сэкономить. Заключается он в том, чтобы сделать неглубокий железобетонный фундамент. Имеется в виду вязание арматуры и заливка всего этого бетоном.
В чём здесь смысл? А в том, что при вспучивании под каким-нибудь углом фундамента он не треснет, а приподнимется и выдержит и свой вес и вес построенного на нём дома. Обратите внимание, мало того, что угол фундамента поднимется, он сохранит плоскость, а значит и дом не деформируется, и потолки со стенами не треснут, если они, например, оштукатурены.
В конце, полезно было бы задаться вопросом о возведении ленточного фундамента под каменными и очень большими (тяжёлыми) домами. Принципы остаются теми же. Опасайтесь делать фундамент мелким на сомнительных, в смысле промерзания, почвах. Толщина стен фундамента не может быть меньше толщины стен будущего дома. Обязательно прокладывайте фундамент под стенами, которые держат перекрытия. Это позволит увеличить суммарную площадь фундамента и ослабить нагрузку на грунт.
Вообще, для застройщиков, возможно, есть смысл при строительстве кирпичного дома выстроить фундамент с цокольным этажом. Разница в затратах небольшая, а выигрыш по дополнительной площади поистине огромный. Цокольный этаж под дом из дерева тоже даст большие преимущества и удобства, но при этом возрастёт отношение стоимости фундамента к стоимости дома в целом.

Фундамент на пучинистых грунтах

Строительство фундамента на пучинистых грунтах дело очень не простое. Здесь необходимо учесть силы воздействия, рассчитать нагрузку и массы, чтобы фундамент на пучинистых грунтах стал надежной опорой для того типа сооружение, которое вы планируете возводить. Итак, начнем с определения.

Пучинистым грунтом называется грунт, подверженный морозному пучению. Вычисляется величина пучения по формуле:

E = (H – h) / h,

где E – степень пучинистости, h – высота грунта до замерзания, H – высота замерзшего вспучившегося грунта.

Таким образом, можно определить величину изменения объема грунта при промерзании. Пучинистыми являются грунты, степень пучинистости которых больше 0,01 (при промерзании на 1 метр, грунт увеличивается в объеме на 1 см).

Сам процесс пучения грунта происходит по причине замерзания влаги в грунте, а, как известно, лед расширяется, тем самым расширяя объем грунта. Поэтому понятие пучинистости грунта полностью определяется наличием в грунте воды. Чем больше воды, тем больше грунт вспучивается. Пучинистыми являются все глинистые грунты, суглинки и супеси. Глинистые грунты имеют много пор, удерживающих влагу, поэтому чем больше глины в грунте, тем более пучинистым является грунт.

Строительство фундамента на пучинистом грунте

Следует помнить, что силы пучения велики и могут поднимать целые здания, поэтому строительство сооружений на пучинистых грунтах должно происходить только с принятием мер против пучения.

Рассмотрим способы противодействия пучинистым грунтам:

1. Самым радикальным методом является замена пучинистого грунта на непучинистый. Для этого роют большой котлован, глубиной большей уровня промерзания. Пучинистый грунт убирают, а вместо него засыпают утрамбованный песок, являющийся замечательным основанием для фундамента, потому что песок имеет высокую несущую способность и не удерживает в себе влагу. Такой способ является наиболее надежным, но и подразумевает очень серьезные затраты, потому что включает большой объем земельных работ.

2. Вторым способом противодействия пучинистости является строительство фундамента, закладываемого на глубину ниже промерзания грунта. В этом случае фундамент избавляется от воздействий пучинистости на основании фундамента. На стены же фундамента силы пучинистости по-прежнему будут воздействовать. Хотя данное воздействие и будет на порядок меньше, но и оно может вызвать существенные проблемы. При примерзании к стенам фундамента, грунт будет тащить его за собой вверх/вниз с силами, достигающими 5 тонн на 1 м².

Прикинем силу воздействия на дом 6 на 6 метров и с глубиной ленточного фундамента 1,5 метра. Таким образом площадь боковой поверхности составляет 36 м². Силы воздействия пучинистого грунта могут достигать до 180 тонн, чего будет достаточно, чтобы поднять деревянный дом. Поэтому данный метод походит при строительстве тяжелых железобетонных и кирпичных домов.

3. Третьим способом борьбы с пучинистыми грунтами является утепление. Данный способ наилучшим образом подходит для строительства легких малозаглубленных домов.

Укладывая на грунт возле дома утеплитель, можно добиться, чтобы этот грунт никогда не замерзал. Ширина утеплителя в данном случае должна соответствовать глубине промерзания. Таким образом, если грунт промерзает на глубину 1,5 метра, то нужно укладывать утеплитель шириной также в 1,5 вокруг дома. Толщину утеплителя необходимо подбирать индивидуально.

4. И еще одним способом строительства фундамента на пучинистых грунтах является отвод воды. Если не будет воды, значит, не будет и пучения. Для реализации отвода воды создают дренажную систему, а именно роют канаву в полуметре от фундамента, глубиной  равной уровню заложения фундамента. В эту канаву под небольшим углом укладывают перфорированную трубу, завернутую в фильтрующую ткань. После чего трубу засыпают гравием или крупным песком. Таким образом, вода, образующаяся в грунте, будет просачиваться в трубу через ее отверстия, и далее выводиться по трубе в более низкую область или специально приготовленный для этих целей колодец.

После реализации представленных здесь способов, фундамент на пучинистых грунтах будет служить вам верой и правдой долгие годы.

Ленточный фундамент.(описание.)

В зависимости от работы фундаментов под нагрузкой различают фундаменты жесткие и гибкие. Жесткие работают преимущественно на сжатие, гибкие — на растягивающие и скалывающие усилия. Жесткие фундаменты устраиваются на непучинистых грунтах. На всех других видах грунтов лучше устраивать гибкие фундаменты из монолитного армированного бетона. Определение фундамента как "гибкий" совсем не означает, что под действием нагрузки от веса здания и сил морозного пучения он будет извиваться, как веревка. В данном определении подразумевается, что фундамент способен держать изгибающие напряжения, не "трещать", гасить возникающие напряжения и не передавать их на стены здания. Прогиб фундамента, конечно, будет, но он практически не заметен невооруженным глазом. Примером гибкой железобетонной конструкции может служить всем знакомая плита перекрытия в вашей квартире. Соседи этажом выше могут устроить дикую пляску, но плита тем не менее под ними не проваливается, а держит, гасит возникающие напряже­ния и не дает видимого прогиба.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно нагруженную вышележащими стенами и передающую эту нагрузку на грунт. Ленточные фундаменты нужно устраивать по плотному материко­вому грунту естественного уплотнения. Песчаная подготовка под традиционные фундаменты делается толщиной не более 10 см. Ее основное назначение — устранить неровности в плоскости контакта подошвы фундамента и грунта основания, образующиеся при разработке грунта. Другими словами, неровный грунт основания присыпается песком и выравнивается в горизонт. При этом устраняется возможность смятия грунта и выравниваются контактные напряжения по подошве фундамента.

Песчаная подготовка устраивается в глинистых грунтах. В песчаных грунтах при устройстве монолитных железобетонных фундаментов роль песчаной подготовки выполняет слой из тощего бетона, называемый подбетонкой. Толщина подбетонки принимается равной 100 - 150 мм.

Ширина фундамента зависит от толщины стен и передаваемой на фундамент нагрузки. Обычно ширина фундамента и толщина стен равны или ширина фундамента на 100 мм больше толщины стен. Высота фундамента принимается равной двойной ширине.

Можно сделать фундамент высотой равной ширине фундамента, но в этом случае потребуется более мощное армирование, т.к. уменьшается сжатая зона поперечного сечения. Монолитный ленточный фундамент мелкого заложения должен быть армирован как в нижнем поясе, гак и в верхнем (рис. 18). Этот фундамент подвержен знакопеременным нагрузкам, его растянутые и сжатые зоны периодически меняются местами. Например, в летнее время на фундамент сверху давит вес здания, а снизу действует отпор грунта, чаще всего эти силы уравновешиваются и в фундаменте не возникают изгибающие напряжения, арматура вроде бы не нужна. В зимний период ситуация меняется, снизу на фундамент давят морозные силы пучения, сверху вес здания и снег. Эти силы неравномерно распределены по площади фундамента и где именно произойдет выпучивание фундамента, а где прогиб, предугадать сложно. Поэтому разумнее расположить арматуру и сверху и снизу, уделяя особое внимание армированию углов и примыканий фундамента. С армированием прямой части фундамента все понятно: проложил стержни от угла до угла и связал с хомутами, чтобы не развалились. Но стыкование на углах двух балок фундамента всегда сопровождается риском. Как тут можно рассуждать? Если смотреть на фундамент со стороны стены, то угол находится на краю балки, а значит, максимальный изгибающий момент будет в центре балки и углу вроде бы ничем не угрожает. Но на самом-то деле все не так, в данном случае балка лежит на грунте, а не на двух опорах, а значит, максимальный изгибающий момент может быть не в центре балки, а где угодно. Если посмотреть на фундамент со стороны угла, то получается, что арматурные стержни подошли к нему с двух сторон и оборвались. То есть, это равносильно тому, что в обычной прямой балке взять и оборвать арматуру в середине балки, а потом ждать от нее работы на изгиб. Поэтому углы ленточного фундамента должны быть проармированы дополни­тельно загнутыми полукругом стержнями и заведены в боковые стены фундамента не менее чем на одну треть их пролетов. Ес­ли сделать армирование таким способом, получится гибкая пространственная конструкция ленточного фундамента, способная держать изгибающие моменты в любых направлениях. Други­ми словами, получится монолитный пояс, напоминающий монолитные пояса, устраивающиеся в зонах землетрясений.
На какую глубину погружать ленточный фундамент мелкого заложения? На рисунке 19 изображен график изменения свойств мерзлого грунта в зависимости от глубины промерзания; глядя на этот график, погружать фундамент в грунт не хочется совсем. Из графика следует,что фундамент нужно устанавливать либо ниже глубины промерзания, либо погружать его на глубину растительного слоя. То есть, раз фундамент нельзя поставить прямо на растительный слой, его нужно снять и установить на ту глубину, которая получится. Закапывать его глубже просто не имеет смысла, т.к. избавиться от сил мо­розного пучения (нормальных и касательных) без специальных мер не представляется возможным. Более того, глубина заложения фундамента 50 см от уровня грунта, рекомендованная во многих и многих книжных изданиях для фундаментов мелкого заложения, просто опасна, поскольку на эту глубину приходится максимум сил морозного пучения. Необходимо добавить, что график заимствован из старого учебника для строительных ВУЗов, под редакцией профессоров О. О. Литвинова и Ю. И. Белякова. Не доверять профессуре старой школы нет никаких оснований.
Фундамент, не погруженный в грунт, предполагает при своем строительстве изготовление опалубки. Для фундамента, погруженного в грунт, нижней частью опалубки зачастую выступает сам грунт. Возможно ли как-то избавиться от лишней работы по устройству опалубки? Может, можно как-то обойтись без армирования фундамента и добиться его надежной работы? Такой метод существует, и создан он не для того, чтобы сэкономить на досках опалубки, наоборот, этот метод несколько удорожает строительство фундаментов. Но применяя его, можно строить неармированные фундаменты на любую глубину заложения, не опасаясь сил морозного пучения. Метод может быть применен к уже построенным фундаментам с целью их исправления и защиты.
Прежде чем перейти к описанию метода строительства ленточного фундамента на любую глубину заложения вне зависимости от степени пучинистости грунта, совершим еще одну экскурсию, теперь в область строительной термодинамики.
За нулевую точку отсчета примем ноль градусов по шкале Цельсия, тогда любую из температур можно будет изобразить графически в виде век­ора. В данном случае нас интересуют только отрицательные температуры, воздействующие на грунт. Они изображены на рисунке 20. Вычленим из рисунка единичный вектор холода и рассмотрим его влияние на грунт. Отрицательная температура от действия единичного вектора будет рас­пространяться в грунте по радиусу, равному глубине промерзания. Таких векторов превеликое множество и все они морозят грунт на одинаковую глубину, если все нижние точки радиусов соединить между собой воображаемой линией, то получится нижняя граница промерзания грунта (изотерма нулевых температур), которая и называется глубиной промерзания. Под зданием граница промерзания поднимается вверх, т.к. температура воздуха внутри даже неотапливаемого здания зимой всегда выше, чем температура наружного воздуха. Под отапливаемым зданием изотерма нулевых температур поднимается еще выше и исчезает совсем: грунт под отапливаемым здани­ем не промерзает. Конечно, рис. 20 — это идеализированная картинка, на самом деле действие единичного вектора холода не образует идеально правильный полукруг, в зависимости от составагрунта и влажности линия полукруга будет выглядеть скорее замысловатой кривой. Тем не менее, совокупность единичных векторов приведет примерно к тому же результату.
И какой же из всего этого вывод? Оказывается, границу промерзания грунта можно поднимать, достаточно на землю насыпать кучу какого-нибудь хлама и грунт промерзнет на меньшую глубину. А если вместо хлама уложить эффективный утеплитель, например, жесткий пенополиуретан? Тогда при ширине утеплителя, большей чем двойная глубина промерзания, под ним появляется "пятачок" (рис. 21) непромерзающего грунта, на который можно установить фундамент. Даже если толщина утеплителя будет недостаточной для полноценной борьбы с морозом и грунт под утеплителем все равно промерзнет, изотерма нулевых температур будет заметно притянута кверху, что позволит разместить неглубокий фундамент, не опасаясь сил морозного пучения. В любом случае, при утеплении грунта вокруг фундамента, силы морозного пучения будут либо ослаблены и не нанесут заметного урона, либо полностью ликвидированы. Пример, раньше на колхозных лугах оставляли стога сена (теперь по причине воровства и солому не оставляют), чтобы вывезти их зимой волоком. Когда трактор сдергивал стог, под ним оказывалась зеленая травка, т.е. грунт под этим естественным утеплением не промерзал или промерзал незначительно.
Однако, не все так просто. Фундаменты возводятся из бетона, камня или кирпича. Все эти материалы обладают большой теплопроводностью, проникновение отрицательных температур в грунт может произойти не­осредственно через тело фундамента, т.е. неглубокий фундамент сам заморозит под собой грунт (рис. 22). Замораживание будет незначительным и маловероятным, все-таки перечисленные материалы обладают тепло-сопротивлением, но тем не менее, оно возможно. Полностью исключить возможность промерзания грунта под фундаментом можно дополнительным утеплением части фундамента, находящейся над поверхностью грунта(рис. 23).

Утепление желательно делать современными утеплителями, обладающими низким коэффициентом теплопроводности, негорючими, долговечными, прочными и жесткими. Предпочтение нужно отдать плитным утеплителям, т.к. использование заливных утеплителей в условиях самодеятельного строительства будет проблематичным. Толщина утеплителя как для утепления фундамента (цоколя), так и для утепления грунта подби­рается по расчету. Расчет можно выполнить, руководствуясь СНиПом И-3-79 "Строительная теплотехника" (Стройиздат, 1998) и СНиПом 2.01.01-22 "Строительная климатология и геофизика" (Стройиздат, 1983).

В качестве материала фундаментов применяются бетон, железобетон, бут, кирпич. Основными материалами для фундаментов являются железобетон и бетон, которые применяются при устройстве всех видов фун­даментов в различных инженерно-геологических условиях. Железобетонные фундаменты выполняются из бетона марки не ниже В15 с армированием горячекатаной арматурой из стали класса А-Ш. Каменная кладка фундаментов из кирпича, бута и пустотелых блоков предусматривается в конструкциях, работающих на сжа­тие, в основном для ленточных фундаментов. Бутобетон и бетон применяются наиболее часто при устройстве фундаментов в траншеях при их бетонировании в распор со стенками. В строительстве применяются бутовые, бутобетонные (в бетон втапливают бутовые камни в количестве 25 - 30 % объема кладки) и бетонные фундаменты с уступами или наклонными гранями.
По периметру будущей постройки, под планируемыми наружными и несущими внутренними стенами роют траншею для фундамента. Большинство бетонных работ выполняют с применением опалубки — формы (рис. 24),

куда укладывают бетон. Это каркас, состоящий из стенок (брусков или досок) с прибитой к ним обшивкой. Доски в опалубке должны быть подогнаны одна к другой, чтобы не допустить утечки цемента.
Укладку бетона ведут в опалубке, очищенной от мусора и стружки и обильно смоченной водой (чтобы не расходовалась влага жидкого бетона), слоями не более 15 см, разравнивая лопатой и трамбуя штыкованием. Бетон в армированный фундамент желательно залить в один прием. Если все же необходим перерыв в бетонировании, нужно сделать вертикальный рабочий шов в местах наименее значимых для вертикальной перерезающей силы (на опорах). Неармированные фундаменты допускается бетонировать с перерывами, оставляя горизонтальные швы. Жесткий бетон трамбуют до тех пор, пока поверхность его не заблестит от выступившей влаги (цементного молока). Одновременно следует простукивать опалубку снаружи, чтобы бетон лучше проник в мелкие пустоты между арматурой и опалубкой. Заглаживание поверхности выполняют с помощью бруска, который перемещают по верхним доскам опалубки.
Каменная кладка фундаментов из кирпича, бута и пустотелых блоков предусматривается в конструкциях, работающих на сжатие, в основном для утепленных ленточных фундаментов.
Довольно часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда для экономии строительных материалов прибегают к устройству искусственного основания - песчаных подушек. Хотелось бы предостеречь читателя, использование глубокой подстилающей песчаной подушки под подошвой фундамента предполагает ее механическое уплотнение. Толщина песчаной подушки подбирается по расчету. При устройстве подушки непучинистый материал отсыпается слоями толщиной не более 20 см и уплотняется катками или площадочными виб­раторами давлением не менее 1,6 т/м3 (1600 кг/м3). То есть для утрамбовки десятисантиметрового слоя песка нужно приложить силу 160 кг/м2. Механическое уплотнение песка предполагает придать этому грунту плот­ность близкую к природной. Помните, выше уже говорилось, что фундамент нужно ставить на грунты есте­ственного уплотнения, т.е. на материк? Уплотнение глубокой песчаной подсыпки должно быть произведено таким образом, чтобы за короткий срок достичь той плотности, которой природа достигала тысячелетия.
Без анализа состояния грунтовых вод и предупреждающих мер песчаная подушка под подошвой фундамента может быть заилена миграцией воды. В результате слабопромерзающий и слабопучинистый песчаный грунт будет превращен в пучинистый.
Самодеятельные строители совершают ошибку, уплотняя песок проливкой водой, или совсем не уплотняя. В результате вместо экономии средств получается фундамент с непредсказуемыми характеристиками. Проливка подготовки водой ведет к разжижению грунта основания и изменению его прочностных характеристик. Автор может привести сотню примеров, когда построенные на таких фундаментах дачи, бани, гаражи и пр. здания "трещат по всем швам". Если все же решитесь делать глубокую песчаную подсыпку без механического уплотнения, а с проливкой, то проливайте песок хотя бы цементным молоком.

Виды ленточного фундамента.

В домах с тяжелыми стенами (каменными, бетонными, кирпичными), а также в домах, где предполагается наличие подвала или теплого подполья, обычно обустраивают ленточные фундаменты, так как они отличаются повышенной прочностью. Однако обустройство таких фундаментов недешево в связи с их высокой материалоемкостью. Но на некоторых видах грунтов, например, на сухих непучинистых, такие фундаменты являются одновременно и заглубленным цоколем. В таких случаях расход материалов и трудозатраты соизмеримы с другими видами фундаментов и экономически оправданы.

Виды ленточного фундамента

В домах с тяжелыми стенами (каменными, бетонными, кирпичными), а также в домах, где предполагается наличие подвала или теплого подполья, обычно обустраивают ленточные фундаменты, так как они отличаются повышенной прочностью. Однако обустройство таких фундаментов недешево в связи с их высокой материалоемкостью. Но на некоторых видах грунтов, например, на сухих непучинистых, такие фундаменты являются одновременно и заглубленным цоколем. В таких случаях расход материалов и трудозатраты соизмеримы с другими видами фундаментов и экономически оправданы.

Среди ленточных фундаментов выделяют следующие виды:

• бутовый. Это фундаменты из бутовой кладки, которые производятся различной ширины. При глубине заложения не более 70 см, такие фундаменты выкладывают на всю глубину. При более глубоком заложении под фундамент подсыпается песок, который через каждые 15 см высоты поливается водой и утрамбовывается. Высота такой подушки из песка не должна превышать половины высоты фундамента;

• кирпичный. При обустройстве фундамента из кирпича или камня на основание наливают слой раствора толщиной от одного до пяти сантиметров, при этом кирпич требует более тонкого слоя, чем камень, а затем на этот раствор укладывают камень или кирпич и плотно припрессовывают. Необходимо следить, чтобы не оставались пустоты, так как это приведет впоследствии к усадке здания;
• бутобетонный. Этот вид фундамента очень прочен, долговечен и надежен. В качестве заполнителя в таких фундаментах применяют щебень, битый кирпич и пр. При глубине заложения более метра, дно траншеи уплотняется и заливается раствором. Слой раствора составляет пять сантиметров. Затем укладывают слои заполнителя (15-25 см каждый), заливая каждый раствором, и утрамбовывают. Если глубина и ширина вырытого котлована больше, чем высота и ширина фундамента, то необходимо обустроить опалубку из досок. Снимать такие не обрезные или клееный брус или цельное бревно. Траншея под такие фундаменты роется до плотного основания на высоту фундамента. Затем слоями засыпается крупнозернистый песок. Толщина слоев составляет 15 сантиметров. Каждый такой слой поливается водой и утрамбовывается. Для определения ширины песчаной засыпки существует специальный расчет, но она должна быть не меньше ширины стены плюс 10 сантиметров. Затем, на высоте 25-30 см до уровня земли, слоями укладывается щебень. Высота слоя 15-20 см. Каждый слой щебня поливается цементно-глиняным (можно цементно-песчаным) раствором, поднимая, таким образом, этот слой до уровня земли на 15-20 см, после чего выкладывают кирпич так, чтобы два-три ряда находились выше уровня земли, что по высоте составляет, примерно, 14-20 см. В заключение производится гидроизоляция, и можно возводить цоколь.

Дом своими руками.

Начало начал
В краткой предыстории данного рассказа…… в окончательном отвергании кошмаров существования в условиях многоэтажного жилья, вечно изгаженных лифтов, орущих сигнализаций, соседей, пытающихся перфораторами открыть четвертое измерение и увеличить свою жилплощадь, (причем обязательно поиск был в вечерне-ночное-утреннее время….) да, тогда мной был выбран путь собственного дома и куска земли где могу быть сам себе хозяином..

Итак, для этого  приобрел, очень недорого, земельный участок на так называемых, “землях поселений” под ИЖС, с уже существующим адресом, оформил документы, и выстроил временный забор и туалет (а как же иначе, стройка с этого и начинается).

Типом  фундамента для домика выбрал столбчатый фундамент ТИСЭ, это было обусловлено необходимостью выполнения работ своими силами и силами 1-2 помощников, без найма фирм и бригад, а также его ценой, кроме того, решение строить из ячеистого бетона или дерева, а эти материалы, как известно, не требуют мощных фундаментов. Для начала работ провел следующие мероприятия: сделал точную разметку места: на расстоянии от фундамента выставил так называемые “выноски” П-образные деревянные устройства из кусков досок, на которых прибил гвоздики на ширину ленты ростверка и натянул бечевку, образующую контур будущего фундамента

разметка под фундамент

Далее, после натяжки бечевы и разметки мест под столбы ручным буром тисэ,  выбрал растительный грунт, для обозначения контура ростверка, количество и межстолбовое расстояние вычислил исходя из веса дома (около 100 тонн), площадью опоры каждого столба (внизу 40 см диаметром), несущей способностью грунта (суглинок-глина) с запасом не менее 50%, таким образом у меня вышло 37 столбов под домик через 1,2 метра (по центрам столбика)

разметка столбов и ростверка

После этого, исходя из того что уклон на участке составил 40 см на 10 метров, занялся юстированием уклона, и разметкой высот столбов выхода из земли, для этого натянул стальную проволоку по сторонам и диагоналям будущего фундамента, диагональные проволки позволили построить плоскость, затем гидравлическим уровнем выровнял все стороны, для контроля высот столбов, вбил колышки под высоту проволоки, так как в дальнейшем она будет мешать бурению и прочим работам

размечаем уклон

Ну вот, настал день начала работ по бурению и заливке столбов, на участок завез бетономешалку, арматуру, рубероид

подвез материалы

Начало бурения было положено на лунку под будущий дворик патио, после нескольких часов бурения (3 часа) наконец то родилась первая лунка, бурить было очень тяжело, но, обратной дороги нет, бурю дальше, в земле выступила верховодка, перед заливкой приходилось отчерпывать палкой с привязанной к ней банкой.

пробуренная лунка

Лунку заливал следующим образом, первым делом в нижнюю часть лунки забрасывал слой бетона, заполнявший расширение (бур тисэ, не забыли? он позволяет делать расширение внизу лунки и получается как бы “бетонный гвоздь” шляпкой в земле), штыковал бетона, затем вставлял арматурный каркас, и заливал оставшееся пространство, оставляя 30-50 см до уровня почвы, затем просто “выбрировал” залитый бетон тряся за прутья арматуры, получалось неплохо, арматура AIII 10 мм 4 прута длиной 250 см, скрепленный квадратами из этой же армататуры на проволоке.

лунка со вставленной арматурой

Далее в лунку вставлял кусок рубероида, свернутый в трубочку по размерам лунки, скрепленный скобами из проволоки от неразворачивания внутри лунки, и заливался бетоном до уровня, размеченного раньше

залитый столбик

Бетон лил и перевозил в тачке, строительная не попалась, нашел садовую, но тоже неплохо, лил вместе с супругой, вот таким образом (на заднем плане заготовленные рукава из рубероида для заливки столбов

месим бетон

Залитые столбики укрывал сверху рубероидом для предотвращения высыхания, и периодически подливал сверху воду

столбы множатся

В течении 10 дней выбурил и залил 40 столбов, на глубину 1,9 метра, основа для монтажа ростверка готова

вот и залил все столбы

На участке от выбуренных лунок осталась куча глины, использовал ее под ростверк, т.е. для планировки грунта, раскидал ее между столбами и хорошо протрамбовал

подготовка под ростверк

Для заливки ростверка, точнее, для того чтобы избавиться от монтажа опалубки снизу (как вы наверное знаете, ростверк должен висеть над землей) подготовил насыпь, на нее будет опираться нижняя часть заливаемого ростверка, трамбовал ее, для того чтобы она не просела под массой бетона.

песчаная подготовка под ростверк

После хорошей трамбовки, насыпь выглядела вот так, верхушки столбиков торчат из нее и арматура столбов, гдето насыпь 15 см, а гдето и все 45 см (угол дома у наибольшего уклона

насыпь трамбованная

Так как опалубка будет установлена на насыпь, необходимо обеспечить ее устойчивость от сдвига и разломов при заливке, для этого нарубил клиньев от деревянных плах (от забора остались) и забил по периметру и средним стенам с учетом толщины ленты ростверка и досок опалубки

подготовка под монтаж опалубки

Для опалубки была использована доска 25 мм, сбитая в щиты размером 3 метра на 60 см,в некоторых частях щиты подрезались под размер фундамента, сколотил и установил за 1 день
-

Смонтирована опалубка

Так как по низу опалубка была укреплена кольями, и развернуться от нагрузки не могла то надо было укрепить ее еще и сверху, для этого изготовил и установил упоры через каждые полтора метра

упоры опалубки установлены

После того как опалубка была смонтирована, изнутри, для предотвращения ухода цементного молочка из бетона, выстлал рубероидом снизу и с боков, прибивая строительным степлером, и одев предварительно на выходящие из столбов прутья арматуры квадраты из прута AIII 10 мм (в качестве поддержки основных прутов и в качестве вертикальной арматуры), смонтированы основные прутья рабочей арматуры AIII 14 мм, по 4 шт снизу и сверху

арматура в ростверк

Вот так выглядит расширение под будущую дымовую трубу

смонтированная арматура в ростверке

В назначенный день, был заказан бетон марки М200 10 кубов, 2 миксера, пригласил 3 человек в помощники, в течении 2 часов был залит весь объем бетона, на мою радость, ничего не развалилось (опалубка) и не просело (подсыпка)

залитая лента ростверка

Через 2 недели, постоянно поливая сверху фундамент в жаркую погоду, снял опалубку, рубероид пристал к ленте, образуя гидроизоляцию, занялся демонтажем технологической подсыпки под ростверком, лопаткой, потихоньку ковыряя…..

снял опалубку

Песок удалял образуя зазор порядка 15 см, для того чтобы зимой грунт мог свободно пучиниться и не нанес никакого вреда нашему фундаменту

зазор под ростверком

В грядущую зиму фундамент был подготовлен следующим образом: зазор между землей и ленточкой ростверка был заложен досками (чтобы грунт туда не попал) и сверху присыпан (в качестве временной отмостки) песком, это позволит предотвратить промерзание грутна на большую глубину – к основанию столба (на всякий пожарный случай) . После этого, доролнительно был вырыт обводной дренаж вокруг фундамента со сбросом в дренажный колодец.

фундамент в зиму