Фундамент - основание здания и чем оно прочнее, тем долговечнее строение.
Стоимость фундамента составляет около 15-20% от стоимости дома.
Исправление неправильно выполненного фундамента трудно выполнимо и затраты на эти работы могут достичь уже 50% от стоимости дома, если самому дому не нанесен значительный ущерб. Поэтому к выбору фундамента нужно подойти очень ответственно.
Перекошенное крыльцо, веранда, плохо открывающиеся двери и окна в деревянных домах, а также трещины в стенах кирпичных домов - все это результат неправильного выбора фундамента.
Главная причина неустойчивости, деформации или разрушения фундамента - действие сил морозного пучения (неравномерного поднятия, "вздутия") некоторых видов грунтов в период зимнего промерзания. Такое поведение грунтов тесно связано с глубиной промерзания грунта в районе строительства и с глубиной подземных грунтовых вод.
Следует иметь в виду - сила вспучивания настолько велика, что в состоянии приподнять практически любое строение. По данным некоторых исследований эта сила достигает 10-15 т/м2. При площади фундамента всего в 10 м2 сила вспучивания составит 100-150 т. Укротить эти поистине фантастические силы невозможно, поэтому есть только один выход - грамотное исполнение фундамента.
Итак, прежде чем возводить фундамент, нужно знать:
- на каком грунте будет стоять дом;
- какова глубина промерзания в районе строительства;
- каков уровень грунтовых вод.
Виды грунтов
Ниже описаны несколько основных видов грунтов. Особое внимание уделено их поведению в зимнее время - свойству вспучиваться.
Скалистые
Скалистые грунты - наиболее надежные. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Фундамент можно возводить непосредственно на поверхности такого грунта, без какого-либо вскрытия или заглубления.
Хрящеватые
Этот вид грунта содержит прожилины гравия, обломков камней. Не сжимается и не размывается. Рекомендуется закладка фундамента с заглублением не менее полуметра.
Песчаные
Песчаные грунты имеют свойство сильно уплотняться под нагрузкой - проседать. Эти грунты не задерживают воду и промерзают незначительно. Рекомендуется закладка фундамента на глубине от 40 до 70 см .
Суглинистые
Суглинки - это грунты, занимающие промежуточное положение между песчаными и глинистыми грунтами. Они содержат от 3 до 30% включений глины. При содержании глины от 10 до 30% грунт относят к суглинкам, а при более низком содержании грунт имеет название - супесь.
Глинистые
Глинистые грунты могут сжиматься, размываться и при замерзании вспучиваются. Это самый неприятный грунт для возведения фундамента, который в этом случае должен быть заложен на всю глубину промерзания.
Глубины промерзания грунта
Глубина промерзания грунта различна и зависит от географического места расположения.
Средняя глубина промерзания для районов следующих городов составляет:
- Волгоград, Великие Луки, Курск, Псков, Смоленск - 1,2 м ;
- Санкт-Петербург, Москва, Воронеж, Новгород - 1,4 м ;
- Кострома, Пенза, Саратов, Вологда -1,5 м .
Уровень грунтовых вод
Уровень подземных, грунтовых вод оказывает существенное влияние на поведение многих грунтов. Более хорошими условиями для будущего фундамента будут условия, при которых глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. И, наоборот, тяжелыми условиями считаются условия, когда глубина промерзания больше глубины грунтовых вод.
В последнем случае по мере усиления морозов будет увеличиваться и глубина промерзания грунта. Когда глубина промерзания достигнет уровня подземных грунтовых вод, начнется их превращение в лед, а вместе с этим и вспучивание, "вздутие" грунта.
Это неприятное явление омрачается еще и тем, что это вспучивание практически никогда не бывает равномерным и в разных местах фундамента подъем грунта будет неравномерным. Следствие этого - перекос фундамента, перераспределение нагрузок в нем и во всем строении, возможность появления трещин, как в самом фундаменте, так и в стенах дома.
Если бы процесс шел равномерно, то проблеме вспучивания грунта не следовало бы уделять столько внимания - зимой дом равномерно приподнялся, а весной равномерно опустился. К сожалению, это не достижимо и по ряду других причин.
Поэтому, если уровень грунтовых вод высок и их захватывает глубина промерзания, то есть два выхода из такой ситуации:
- учесть этот фактор при выборе надежного варианта фундамента, не считаясь с увеличением сметы на строительство;
- провести работы, если это возможно, для гарантированного понижения уровня грунтовых вод (осушение, прокладка дренажных канав и т.д.).
Силы, действующие на фундаменты
Рассмотрим силы, действующие на фундамент в летнее и зимнее время года при наиболее неблагоприятных условиях возведения фундамента - на пучинистом грунте с высоким уровнем грунтовых вод, расположенным выше уровня промерзания грунта.
 |
В летний период года на фундамент действуют всего две силы:
- нагрузка строения на фундамент А;
- сила сопротивления грунта Б. |
По мере промерзания грунта в зимнее время схема сил, действующих на фундамент в зимнее время, резко меняется.
Сначала грунт промерзает у верхней части фундамента и его начинают сжимать с двух сторон силы, обозначенные индексом "Г".
По мере промерзания грунта воздействие этих сил увеличивается и их касательная составляющая стремится вытолкнуть фундамент из фундаментной ямы.
К моменту промерзания грунта на всю глубину уровня промерзания на фундамент начинают действовать силы "В".
Совместное действие сил В и Г неминуемо приводит к подъему фундамента на величину "а".
Как уже отмечалось выше, величина подъема фундамента "а" и возврат фундамента на место после оттаивания грунта не одинаковы для всех участков фундамента.
Это и есть причины деформации фундаментов, приводящие к неприятным последствиям, а последствия могут быть достаточно серьезными - вплоть до трещин в кирпичной кладке стен дома.
Такое устройство фундамента следует отнести к неправильным.
|
Cхема сил для более заглубленного фундамента, подошва которого находится ниже уровня промерзания грунта.
|
Это - наиболее грамотное решение.
При таком решении подошва фундамента не испытывает давления мерзлого грунта снизу, т.е. воздействия сил В. А если нет сил вспучивания, то нет и зимнего подъема фундамента силами вспучивания на величину "а".
Естественно, что заглубление фундамента ведет к некоторому увеличению действия сил типа Г, но их воздействие на фундамент на порядок ниже, чем воздействие сил В.
Для нейтрализации действия этих сил или сведения их воздействия к минимуму рекомендуется:
- изготавливать фундамент только из армированного бетона;
- основание фундамента делают уширенным, в виде опорной площадки (показано на рисунке);
- вертикальные стенки делают сужающимися к верхней части фундамента;
- боковые поверхности фундамента покрывают скользящим слоем (полиэтилен, отработанное машинное масло, прокладки из двух слоев рубероида, песчаные засыпки и т.д.).
Виды фундаментов
Фундаменты выполняют из бетона или из бетона в сочетании с кирпичной кладкой или кладкой из камня.
По способу опирания на грунт фундаменты подразделяют на: ленточные, столбчатые (свайные) и плитные.
Ленточные
Ленточные фундаменты - это фундаменты, имеющие одинаковую форму поперечного сечения по всему периметру стен здания (в том числе под всеми его внутренними несущими стенами). Такие фундаменты возводят под тяжелыми зданиями. В пучинистых и глубоко промерзающих грунтах применяются редко.
Столбчатые
Столбчатые или свайные фундаменты - наиболее распространенный и дешевый вид фундаментов для зданий с легкими стенами. Возведение таких фундаментов обходится в 1,5-2 раза дешевле ленточных. Основной элемент таких фундаментов - столб (свая). Столб может быть деревянным, каменным, кирпичным, бетонным и железобетонным. Это может быть и асбестовая труба, использованная в качестве формы и заполненная бетонной смесью.
Плитные
Плитные фундаменты сооружают на тяжелых пучинистых и просадочных грунтах. Они имеют жесткую конструкцию - одну плиту, выполненную под всей плоскостью здания. Такие фундаменты хорошо выравнивают все вертикальные и горизонтальные перемещения грунта, они получили еще одно название - плавающие. Возведение плитных фундаментов практикуется в основном в малоэтажном строительстве при небольшой и простой форме плана здания. Плитные фундаменты достаточно дороги из-за большого объема бетона и расхода металла на арматуру.
Такие фундаменты еще часто называют "плавающими". Их большая поверхность позволяет значительно снизить давление на грунт, а ребра жесткости придают этим конструкциям достаточную устойчивость к действию разнонаправленных нагрузок, возникающих при замерзании, оттаивании и просадке фунта.
Производя устройство фундамента для крупных домов фундаменты чаще всего устраивают в виде ребристых плит или армированных перекрестных лент.
Строительство монолитных фундаментов производится с тщательной инженерной подготовкой, позволяющей оптимизировать объёмы затрат с технологической и конструктивной точек зрения, а также добиться максимальной производительности труда и качества конечного продукта.
Если Вы делаете фундамент
В последнее время в продаже появилась масса переводной литературы, перевод которой сделан автоматически - без технической редакции - привязки изложенных строительных рекомендаций к российским условиям.
