Фундаментальный труд

Фундаментальный труд
Татьяна Гагарина
http://gagarina-t.narod.ru/article01.html
Строительство дома начинается с самого важного и ответственного этапа - возведения фундамента. Чтобы ваш дом избежал участи Колосса
Родосского, опора у него должна быть отнюдь не глиняная...
Выбери свой фундамент
Фундамент предназначен для передачи нагрузки от расположенных выше частей здания на грунт основания. Будучи опорой дома, фундамент
является залогом его долговечности и надежности. Стоимость этой части здания составляет 15—30% от общей стоимости, однако исправление
допущенных при ее возведении ошибок обойдется вам во много раз дороже.
Существует несколько типов фундаментов: ленточные, столбчатые и плитные (сплошные). Кроме того, в последнее время при малоэтажной застройке
все чаще используются свайные конструкции.
Выбор типа фундамента зависит, прежде всего, от инженерно-геологических особенностей участка и от величины передаваемой нагрузки. Еще один
важный фактор — конструктивная схема. Впрочем, если строится частный дом, то понятно, что это будет бескаркасное здание с несущими стенами.
Разумеется, если есть отдельно стоящая опора, то под нее устраивается столбчатый фундамент либо одиночная свая, свайный куст.
Если вы планируете возвести двух-, трехэтажный дом с подвалом или цокольным этажом, из полнотелого кирпича и с железобетонными
перекрытиями, то следует сделать ленточный фундамент из сборного бетона или монолитного железобетона. При строительстве небольших
вспомогательных зданий без подвала, флигеля и т.п. можно применить столбчатый или мелкозаглубленный ленточный фундамент. А если на участке
глинистые грунты, придется устраивать либо сплошные плитные, либо свайные фундаменты.
Для зданий с легкими стенами из дерева и сэндвич-панелей в качестве фундамента используются и специальные железобетонные панели. Подобные
конструкции поставляются как для базовых типовых проектов, предлагаемых заводом-изготовителем, так и для индивидуальных, представленных
застройщиками. При этом строение может иметь конфигурацию любой сложности. В фундаментных панелях предусматриваются оконные и дверные
проемы, а также отверстия для ввода коммуникаций и крепления обвязочного бруса перекрытия подвала. Стены подвала не требуют дополнительной
теплоизоляции. Технология производства таких панелей предусматривает закладку утеплителя в ячейки, образованные ребрами жесткости. Кроме
того, бетон, из которого изготовляются панели, содержит специальные добавки, повышающие надежно гидроизоляции, прочность и устойчивость к
деформации.
Фундаментные панели имеют ряд типоразмеров. Основные габариты этих изделий для зданий с подвалом: высота — 3,05 м, длина - 4,88 м, ширина —
260 мм. Стоимость составляет приблизительно 2300 руб./пог.м панели. По расходу бетона и трудоемкости фундаментные панели на 30% экономичнее
сборных бетонных блоков.
Если важно сохранить первозданный ландшафт, недопустимо вырубать деревья применять громоздкие механизмы для возведения фундамента, то
единственно возможное решение — винтовые сваи. Эта достаточно новая в мировой практике технология позволяет быстро и экономично создать
фундамент под любое здание, на любых грунтах (в том числе и на плывунах с сохранением рельефа, то есть без трудоемких подготовительных работ
по разравниванию площадки.
Винтовые сваи представляют собой большие резьбовые шурупы, которые вкручиваются с помощью
специального малогабаритного, легкого и высокоманевренного оборудовался. Одна такая свая
ввинчивается в грунт за семь минут. Причем за счет соединительной муфты длина этих конструкций
может увеличиваться в процессе погружения до необходимых размеров. Несущая способность свай
варьируется от двух до пяти тонн. Ориентировочная стоимость винтовой сваи вместе с установкой
составляет $40—50.
Сначала было... основание
Основание — это массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от
всего здания. Прочность и устойчивость здания зависят прежде всего от надежности основания. Природные грунты называют естественным
основанием, а укрепленные различными способами слабые грунты — искусственным.
Каждый участок имеет свои особенности, обусловленные в первую очередь спецификой напластования грунтов. Вот почему до начала
проектирования необходимо, воспользовавшись услугами специализированной организации, получить результаты инженерно-геологического
исследования строительной площадки.
Чтобы отобрать пробы грунтов, геологи бурят скважины. Их глубина зависит от геологических условий участка; она достигает восьми и более
метров. Затем проводится лабораторный анализ проб грунта и воды и определяются их физико-механические и химические свойства. После этого
составляются геологические разрезы и заключение по результатам изысканий. Эти документы являются важнейшими при проектировании и выборе
оптимального типа фундамента, определении глубины его заложения и т.д.
Серьезные проблемы при строительстве создают силы пучения. При замерзании влажные глинистые грунты вспучиваются, а при оттаивании дают
осадку. В результате перекашиваются и растрескиваются терраса, веранда, крыльцо, а иногда и стены дома. Особое внимание следует обратить на
водонасыщенные пылевато-песчаные грунты с примесью мелких глинистых частиц, называемые плывунами. Они отличаются очень низкой несущей
способностью и большой подвижностью, поэтому плывуны нельзя использовать в качестве естественного основания.
Глубина заложения фундамента определяется исходя из глубины промерзания грунта, при этом учитывается уровень стояния грунтовых вод в период
замерзания. Для Московской области глубина промерзания в зависимости от вида грунта составляет 1,4—1,8 м. Однако в некоторых случаях глубина
заложения фундамента может быть меньше. Необходимо, чтобы фундамент опирался на материковый грунт, структура которого не должна быть
повреждена.
Особое внимание следует обратить на водонасыщенные пылевато-песчаные грунты с примесью мелких глинистых частиц, называемые
плывунами.
Перед рытьем котлована поверхностный растительный слой необходимо срезать. Из-за низкой несущей способности его нельзя использовать
для обратной засыпки. Кроме того, прежде чем приступить к земляным работам, необходимо отвести поверхностные воды с площадки, а
также понизить грунтовые, если существует угроза затопления ими котлована или траншеи. Не стоит заранее рыть котлован или траншею,
лучше сделать это непосредственно перед возведением фундамента. Важно сохранить первоначальны свойства грунта основания. Когда
котлован стоит открытым в течение продолжительного времени, то атмосферные осадки разжижают дно, а его стенки могут обрушиться или
осыпаться. Кстати, для стенок необходимо предусмотреть откосы. Если все-таки вода попала в котлован, то перед возведением фундамента
следует удалить не только ее, но и образовавшуюся жижу. Существует опасность перекопки из-за ошибки экскаваторщика — может
увеличиться глубина заложения, что недопустимо. Чтобы этого не произошло котлован отрывают на 10—15 см меньше, чем требуется по
проекту, а лишний грунт зачищают вручную.
Если объем земляных работ слишком велик, можно применить так называемую обваловку цоколя. Для этого котлован отрывают на метр
или немного больше, а глубина промерзания достигается за счет грунта, насыпаемого вокруг здания. Дом, таким образом, будет не много
приподнят относительно общего уровня участка.
Устройство фундамента
Как уже отмечалось, ленточные фундаменты наиболее распространены в малоэтажно строительстве. Из-за сравнительно небольших
нагрузок площади опоры в этом случае более чем достаточно. Для домов с подвалом или с цокольным этажом применяют сборные бетонные
блоки шириной 300, 400, 500 или 600 мм.
В последние годы в малоэтажном строительстве все чаще стали возводить монолитные железобетонные ленточные фундаменты, хотя они на
20—25% дороже фундаментов из сборных элементов. Однако дополнительные затраты оправдают себя в будущем, ведь
водонепроницаемость монолитного железобетона очень высока. Известно, что вода просачивается в трещину шириной от 0,1 мм. Что же
говорить о фундаментах из сборных конструкций, где большое количество горизонтальных и вертикальных стыков, а также некратных
участков, заполняемых подчас едва ли не кирпичом. Заделка стыков и штукатурка в этом случае малоэффективны. Кроме того, на
пучинистых грунтах целесообразнее устраивать монолитные фундаменты, так как их верхняя и нижняя части жестко связаны арматурным
каркасом, что исключает разрыв от действия касательных сил морозного пучения.
Если здание имеет сложную конфигурацию, то рациональнее применять монолитный фундамент. Хлопот с ним будет гораздо меньше, чем со
сборным, перевязка которого слишком проблематична. По расходу материалов и трудозатратам для домов без подвалов столбчатые
фундаменты экономичнее ленточных. На возведенные столбы укладываются железобетонные перемычки, а если расстояние между ними
более 4м — рандбалки. Столбы изготавливаются из различных материалов в зависимости от инженерно-геологических условий и
назначения здания. Однако на площадке с перепадами высот применение таких фундаментов невозможно из-за бокового давления грунта,
поскольку велик риск их опрокидывания. Если в доме планируется подвал или цокольный этаж, то лучше устроить ленточный фундамент:
цоколь образуется словно сам собой, являясь его продолжением. Заполнение же пространства между столбами, стеной и землей (забирка) —
сложный и трудоемкий процесс.
Конструкция плитного фундамента представляет собой сплошную плиту, изготовленную из монолитного железобетона. Применяется такой
фундамент на слабых, неравномерно сжимаемых грунтах. Свайный фундамент используют в тех случаях, когда основание имеет слабый и
неравномерно деформируемый верхний слой, и поэтому необходимо передать давление от здания на более плотные грунты, залегающие на
глубине. Он состоит из группы свай — относительно длинных стержней, погружаемых в грунт в готовом виде или изготовляемых в грунте, и
объединяющих их сверху плит или балок, называемых ростверками. Различают сваи-стойки и висячие сваи. Первые передают нагрузку
через острие на плотные несжимаемые слои основания. Вторые окружены со всех сторон грунтами; нагрузка передается как за счет сил
трения по боковой поверхности, так и в результате сопротивления грунта под нижними концами.
Отдельно нужно упомянуть буронабивные сваи. Для их устройства в грунтах, способных держать вертикальные стенки, пробуривается
скважина, в нее в случае необходимости устанавливается арматурный каркас. Затем в скважину заливается бетон, который уплотняется
вибрированием или трамбованием. В сыпучих или слабых грунтах стенки скважины закрепляются обсадной трубой, которой может служить
и асбестоцементная труба.
Считается, что фундамент перед возведием стен должен "отстояться". На самом деле это мнение ошибочно. Реальная осадка здания
возникнет только при приложении полной нагрузки. Поэтому не стоит выжидать, а лучше сразу, не теряя времени, продолжать
строительство. Для этого достаточно иметь только проект наземной части дома, а остальное - инженерно-геологические изыскания,
проектирование и конструирование фундаментов, разбивочные и земляные работы, возведение нулевого цикла и обеспечение
гидроизоляции — возьмут на себя профессионалы.
Губит дом не глина, губит дом вода
Вода размывает не только основание, но и пагубно влияет на конструкцию самого фундамента. Для защиты последнего от воздействия
поверхностных вод, появляющихся при выпадении осадков и при таянии снега, по периметру здания устраивается отмостка шириной 700—
800 мм (на 200 мм шире, чем свес крыши). Она имеет подготовку уплотненного местного грунта или из щебня толщиной не менее 0,15 м,
которая сверху покрывается слоем асфальта или цементного раствора либо тротуарной плиткой. Верх подготовки под отмосткой должен
иметь уклон от дома не менее 3%; необходимо, чтобы отметка бровки превышала отметку планировки минимум на 5 см. Прямо под бровкой
отмостки следует устроить дренаж, который не только отведет поверхностные воды но и снизит нагрузку на гидроизоляцию подземной части
фундаментов.
Для защиты от капиллярной влаги в месте соприкосновения кирпичной кладки с бетоном по всему сечению наружных и внутренних стен
прокладывается гидроизоляции слой из рулонных материалов, например, из двух слоев гидростеклоизола на битумной мастике. Если
фундамент устроен из сборных элементов, а дом имеет подвал, то такой слой нужно проложить на уровне пола подвала. При сухих грунтах
вертикальная гидроизоляция наружной поверхности фундамента ограничивается обмазкой битумом за два раза.
Если уровень грунтовых вод превышает глубину заложения, то необходимо применить оклеечную изоляцию из рулонных материалов. В
ряде случаев рекомендуется насыпать под фундамент слой из щебня, пропитав битумом. При высоком уровне и большом напоре грунтовых
вод устраивают дренаж, который надежно защитит фундамент от воздействия влаги. Сегодня помимо дорогих импортных выпускаются
дешевые отечественные дренажные трубы (например, «Газ-трубпласт»).
При сухих грунтах вертикальная гидроизоляция наружной поверхности фундамента ограничивается обмазкой битумом за два раза.
Справедливости ради следует отметить, что описанный выше подход к устройству гидроизоляции является традиционным и в чем-то
устаревшим. В последнее время часто применяется технология проникающей и капиллярной гидроизоляции, основанная на свойстве
состава самостоятельно заполнять все пустоты, образуя в них кристаллы. При нанесении на влажную поверхность активные ингредиенты
вступают в реакцию с цементными составляющими бетона и образуют нерастворимые кристаллические комплексы, которые, в свою
очередь, заполняют поры и трещины. В случае образования новых трещин обработанный таким образом фундамент самозалечивается, и
этот процесс может продолжаться до тех пор, пока в бетоне будут сохраняться не связанные химической реакцией активные химические
элементы. Стоимость подобной гидроизоляции пока довольно высока — от 20 $/м2.
Эта коварная осадка
Итак, все сделано по правилам, а трещины все-таки появились. В чем причина? Дело в том, что осадка основания со временем изменяется. В
некоторых случаях она может происходить и после завершения строительства, когда действующая нагрузка остается постоянной. Например,
если под все стены дома, несущие и ненесущие, подведены фундаменты одинаковой ширины, то величина осадки несущих стен станет
больше, чем ненесущих. По той же причине нельзя связывать ленточные сборные бетонные фундаменты пристраиваемых частей здания —
крыльца, террасы, гаража и т.д. — с основным фундаментом дома. В этом случае трещины и перекосы могут быть значительными даже при
хороших грунтах. В домах с легкими стенами фундаменты под печи, тяжелое оборудование и т.п. тоже должны возводиться отдельно от
фундаментов под стены, при этом следует оставлять зазор 50 мм.
Инженерно-геологические условия участка непостоянны: они меняются по мере естественного течения геологических процессов, а также в
результате хозяйственной деятельности человека, например, при откачке подземных вод артезианскими скважинами, строительстве зданий
и сооружений. Наблюдайте за своими постройками. Если трещина все-таки появилась, нужно выяснить, продолжает ли она увеличиваться.
Для этого на трещину нужно выставить маяк из алебастра. Если через некоторое время с маяком ничего не произошло, значит, трещина не
расширяется и процесс деформирования прекратился. Если трещина увеличивается и появляются новые, то необходимо пригласить
специалистов, которые проведут серьезное обследование и примут соответствующие меры.
Зона особого внимания
В заключение отметим важные моменты, на которые следует обратить самое пристальное внимание.
Устраивая фундамент, помните об отверстиях для ввода коммуникаций. После завершения всех работ их будет очень трудно пробить в уже
возведенных бетонных или каменных стенах подвала. Если грунты влажные, то пол подвала делается из тяжелого бетона, покрытого слоем
битума. Покрытие можно сделать из любого материала: цементно-песчаного раствора, бетонных и керамических плиток, дощатого настила
и т.д.
При наличии подвала фундамент желательно утеплить снаружи. Причем если надземная часть подвала выполнена из бетона, то утепление
обязательно. В противном случае стены будут промерзать. Не устраивая теплоизоляцию подземной части, вы тем самым отапливаете грунт
вокруг своего дома. В целях тепло- и энергосбережения после нанесения обмазочной и оклеечной гидроизоляции укладывают
экструдированный пенополистирол, который, в свою очередь, защищают от возможных механических воздействий различи материалами,
например, асбестоцемента листами или ацеитом. Если же для образования засыпки используется песок, то защищать утеплитель
необязательно.
Строительная площадка в процессе возведения фундамента напоминает театр военных действий. Постоянное противоборство с силами
природы заставляет нас всерьез воспринимать и учитывать их при реализации своих замыслов.
Редакция благодарит компании:
УСМРМГСУ, "НПФ Фундаментстройпроект", "Вольфагролес", ПСК "21 век", "ЭКО" и ПСК "Пробизнесстрой" за помощь в подготовке
статьи.