Столбчатые фундаменты - Строительство деревянных домов

В настоящее время основным материалом для строительства фундаментов является
железобетон. Само слово «железобетон» отражает в себе главные характеристики этого
материала, который совмещает в себе прочностные и конструкционные достоинства стали и
бетона. Высокая прочность, долговечность, пластичность, технологичность, т.е. относительная
простота в производстве, и низкая стоимость по сравнению с другими возможными материалами
сделали железобетон во многих случаях незаменимым в строительстве и, особенно, при монтаже
фундаментов.
Бетон хорошо работает на сжатие, но слабо противодействует растягивающим
напряжениям и достаточно хрупок. Сталь, наоборот, обладает высоким пределом прочности при
растяжении. Сочетание положительных характеристик каждого из материалов в одном позволяет
получить материал с новыми качествами:
Виды железобетонных изделий (ЖБИ)
Железобетонные изделия в зависимости от способа армирования и состояния арматуры
делятся на два вида:
- предварительно напряжённые;
При работе конструкции на изгиб армирование стальной арматурой, сетками или
каркасами не предохранит бетон от растрескивания. Во избежание трещин бетон предварительно
сжимают в зонах, подверженных растяжению. Сжатие бетона достигается путем растяжения
арматуры либо до отверждения бетона, либо после приобретения бетоном предельной прочности
- с обычным армированием, которое используется в случаях отсутствия серьезных
изгибающих нагрузок, что, как правило, имеет место в обычных фундаментах.
По видам бетона и вяжущих компонентов существуют следующие железобетонные
изделия:
- из цементных бетонов (тяжёлых и лёгких);
- из ячеистых бетонов (на цементе, извести или смешенных составах);
- из специальных бетонов – химически стойких, жаропрочных, декоративных и др.;
- из силикатных бетонов (тяжёлых или лёгких).
Достоинства и недостатки ЖБИ
К достоинствам железобетонных изделий относятся:
- высокая прочность;
- повышенная стойкость к образованию трещин;
- высокая водонепроницаемость;
- высокая коррозийная стойкость;
- долговечность;
Основной недостаток ЖБИ:
- возникновение электрических полей в металлической арматуре внутри бетонной
конструкции, которые, как известно, оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье
людей.
Общая информация о фундаментах для деревянных домов.
До начала проектирования фундамента необходимо произвести геологическое
обследование грунтов в зоне строительства. Только на основе профессионального
геологического заключения грамотный проектировщик может сделать квалифицированный
вывод о типе фундамента, который следует использовать при проектировании.
Столбчатые фундаменты.
Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов, устанавливающихся на
углах здания, местах пересечения стен, под колоннами и другими точками с повышенной
нагрузкой. Обычно расстояние между столбами составляет 1,5-2,5 м. Столбы монтируют из
бетона, бутобетона, асбестовой трубы, выложены из камня или кирпича. В теле бетонных
столбов устанавливается стальная арматура.
В конструкции столбчатого фундамента на поверхности земли столбы связываются между
собой стенкой из бетона, железобетона, камня или кирпича – ростверком (забиркой), основание
которого углубляется на 10-20см с формированием песчаной или щебеночной подушки
толщиной 15-20см. Цоколь-ростверк со столбами создают прочную раму-основание для дома,
сохраняет тепло в подпольном пространстве, предохраняет его от попадания влаги и пыли.
Материалоемкость, а, соответственно, и стоимость столбчатого фундамента минимальна.
Он не требует гидроизоляции.
Применяют такие фундаменты только для лёгких домов – каркасных двухэтажных или
деревянных одноэтажных. Фундаменты этого типа применяют только на малопучинистых,
непластичных грунтах.
Если под фундаментом нет
плывунов, грунтовых вод, то от
давления на столб почва под ним
уплотнится и будет препятствовать
оседанию.
Если же вокруг столбов или
под ними окажутся подвижные слои
грунта, это может привести к
смещению столбов в вертикальном
направлении и, соответственно, к
деформации и даже разрушению
фундамента или его части. Смотри
рисунок 1.
Рис. 1. Особенности столбчатого фундамента.
Во избежание подобного рода явлений столбы иногда делают с бетонным подпятникомплощадкой в основании. Однако, такая конструкция ведет к удорожанию столбчатого
фундамента.
Несколько лет назад фирмой ТИСЭ разработана усовершенствованная технология,
достаточно успешно применяемая на мягких грунтах. В основании столба с помощью
специального бура ТИСЭ формируется расширение, которое увеличивает опорную площадь
столба, и почти не увеличивает его массу и затраты на материал. Это расширение исключает
вертикальное перемещение столба, которое может произойти у цилиндрического столба в
пучинистых грунтах в зимний период при сильных морозах.
К сожалению, у бура, делающего специальное расширение в основании столба, в тяжелых
грунтах не хватает усилия опустить плуг, формирующий расширение, что ограничивает область
применения технологии ТИСЭ.
Рис. 2. Пример фундамента с применением столба ТИСЭ.
В приведенной схеме столбы соединены лентой – ростверком.
Ленточный фундамент.
Лента – это железобетонная пояс-рама, размеры сечения которой закладывается при
проектировании в зависимости от конструктивных особенностей строения. Её закладывают под
все капитальные стены здания.
Для тяжелых кирпичных, бетонных или каменных строений ленточный фундамент
закладывают ниже границы промерзания, которая в Московской области составляет 1400 мм от
поверхности земли.
Толщина ленточного фундамента может быть различная. Всё зависит от толщины стен,
используемого материала, а также от расчетной нагрузки здания.
Над поверхностью земли монтируется опалубка до необходимой высоты, производится
армирование и заливка бетоном. Горизонтальную бетонную поверхность после заливки
выравнивают раствором и устраивают гидроизоляцию.
Надземная часть фундамента чаще всего одновременно является цоколем. Иногда цоколь
не заливают, а кладут из кирпича или камня.
Для защиты цоколя и фундамента от осадков и паводковых вод применяют стандартную
защиту – отмостку.
Её готовят из бетона с армированием дорожной сеткой. Ширина отмостки должна быть не
менее 600 мм. Ее край должен выступать дальше крайней точки карниза на 150-200 мм, чтобы
дождевые воды с крыши не попадали на грунт вокруг дома и не вымывали его.
Ленточные фундаменты различаются по глубине залегания от уровня земли.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент используется в основном для деревянных
домов, каркасных или пенобетонных, т.е. легких домов. Для минимизации явлений пучинистости
грунтов траншея под такой фундамент откапывается на глубину 900-1000 мм и на 500-600 мм
заполняется крупнозернистым песком с обязательным уплотнением. При этом происходит
замена пучинистого грунта на непучинистый. Далее устанавливается опалубка, армируется и
заливается бетоном. Таким образом, лента фундамента оказывается заглубленной в землю на
300-400 мм. В результате стоимость такого фундамента почти в 2 раза ниже, чем стоимость
фундамента полного заложения.
Мелкозаглубленные фундаменты под деревянные дома стали применяться в массовом
строительстве более 10 лет назад и прекрасно себя зарекомендовали в эксплуатации.
Рис. 3. Пример сечения мелкозаглубленного ленточного фундамента.
Заглубленный ленточный фундамент строится в домах с тяжёлыми стенами или
перекрытиями. Их применяют, если в доме планируется строительство подвала, гараж или
цокольного этажа. Глубина заложения такого фундамента обычно на 20-30 см ниже глубины
промерзания грунта. Заглубленный ленточный фундамент требует большего расхода материала и
является самым дорогим из применяемых конструктивных решений.
Заглубленные ленточные фундаменты бывают МОНОЛИТНЫМИ и СБОРНЫМИ.
Для сооружения монолитных фундаментов откапывается котлован нужных размеров,
устанавливается гидроизоляция, выставляется опалубка, вяжется арматура. Между стенками
опалубки заливается бетон. Для снижения потери при обогреве подвального или цокольного
тэтажа в такие фундаменты закладывается утеплитель (керамзит, минераловатные или
вспененные плиты).
Сборные ленточные фундаменты состоят из крупных фундаментных бетонных или
железобетонных блоков.
ДОСТОИНСТВА ленточных монолитных:
- прочность;
- надежность;
- могут быть использованы для зданий любой формы;
ДОСТОИНСТВА ленточных из железобетонных блоков:
- значительное сокращение сроков возведения;
- простота сооружения.
НЕДОСТАТКИ ленточных монолитных фундаментов:
- увеличение срока строительства за счет производства земляных работ, заполнения
бетоном опалубки;
- дорогостоящи;
- трудоемки;
НЕДОСТАТКИ ленточных фундаментов из железобетонных блоков:
- менее герметичны (пропускают воду в местах своего соединения);
- пригодны для зданий простых форм (при сложных архитектурных формах блоки,
выпускаемые стандартных размеров, приходится обрезать).
ПЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Это фундаменты, сооружаемые под всей площадью здания с целью придания фундаменту
пространственной жесткости. Представляют собой сплошную или решетчатую плиту,
выполненную из монолитного железобетона либо из сборных перекрестных железобетонных
балок с жесткой заделкой стыковых соединений.
Необходимость в таких фундаментах возникает при строительстве на неравномерно и
сильно сжимаемых грунтах, при слабых неоднородных грунтах с высоким уровнем грунтовых
вод, например, на насыпных (песчаных подушках, слежавшихся свалках, сильно пучинистых
грунтах и т. п.). Иногда к таким фундаментам применяют термин "плавающий".
Устройство плитного фундамента связано с большим расходом материалов (бетона,
металла, гидроизоляции) и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных
в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, и сама
плита используется в качестве пола (например, гаражи, бани и т. п.). Для домов более высокого
класса чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит или армированных перекрестных
лент
Такие конструкции способны выравнивать вертикальные и горизонтальные перемещения
грунта.
ДОСТОИНСТВА
- простота сооружения;
- возможность использования на тяжелых пучинистых, подвижных и просадочных
грунтах.
НЕДОСТАТКИ
- высокая стоимость.
Рис. 4. Пример плитного фундамента.
СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Это фундаменты, состоящие из отдельных свай, перекрытых сверху бетонной или
железобетонной плитой или балкой (ростверком).
Свайные фундаменты являются очень дорогими и трудоемкими в выполнении, поэтому в
индивидуальном строительстве встречаются крайне редко.
Свайный фундамент используется в случаях, когда на слабый грунт необходимо передать
большие нагрузки. При этом нагрузка от здания передается на более плотные грунты,
залегающие на глубине.
По типу материала сваи могут быть деревянными, бетонными, железобетонными,
стальными и комбинированными.
По методу изготовления и погружения в грунт сваи подразделяются на забивные
(опускаемые в грунт в готовом виде) и набивные (изготовляемые непосредственно в грунте, в
пробуренных каналах).
По типу поведения в грунте выделяют сваи-стойки, имеющие под собой прочный грунт и
передающие на него давление, и висячие сваи, используемые в случаях, когда глубина залегания
прочного грунта достаточно велика (несущая способность таких свай определяется суммой
сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи).
Деревянные сваи наиболее экономичны, но если они находятся во влажном грунте, они
быстро гниют.
Сваи из железобетона стоят дороже, но они более долговечны и способны выдерживать
большие нагрузки.
ДОСТОИНСТВА
- дают меньшую усадку;
- экономичны (снижают расход материалов, например, бетона до 40%);
- менее трудоемки (при их сооружении значительно уменьшается объем земляных работ);
- возможность сооружения на грунтах, обладающих низкой несущей способностью.
НЕДОСТАТКИ
- необходимость использования специальной техники.
Комбинированные фундаменты
Такие фундаменты представляют из себя сочетание различных конструкций фундаментов,
к примеру – половина дома опирается на плиту или ленту, а вторая на столбы.
Комбинированные фундаменты используются в случаях, когда строение состоит из
разнородных материалов, например часть здания деревянная, а часть – кирпичная. Иногда зона
строительства имеет сложный рельеф или разные типы грунтов. Использование
комбинированных решений позволяет уменьшить стоимость фундамента, применяя под частью
здания облегченный, более дешевый вариант конструкции. Такие решения обычно используют
при возведении зданий достаточно больших площадей.