Содержание, карта.

Основание под фундамент


Основание ленточных фундаментов

Основание для любого дома выполняет очень важную функцию, именно от его надежности и крепости зависит длительность эксплуатации строения, а также качество жизни в доме. Для того чтобы фундамент было легче заливать и придания ему особой надежности, нужно выполнить песчаную подушку перед его монтажом. Ее главной функцией является устройство ровной и устойчивой поверхности для фундамента даже на заболоченной почве.

Определение и функции песчаной подушки

Песчаная подушка под ленточный фундамент является подсыпкой определенного слоя под будущий фундамент. Для того чтобы понять для чего ее обустраивать, нужно посмотреть на ее функции:

  • Сглаживание неровностей грунта, тем самым создание ровной поверхности, благоприятной для монтажа железобетонного основания.
  • Равномерное распределение нагрузок от строения на залегающий грунт и основание.
  • Отгораживание бетона от влажного грунта, что помогает избежать неблагоприятного воздействия сил пучения в морозы.
Совет! Если участок отличается высокими грунтовыми водами или вовсе представляет на поверхности болото, то до устройства песчаной подушки нужно выложить на дно траншеи геотекстиль, который предотвратит заиливание песчаного слоя.

Материалы для монтажа подушки

Для подушки под фундамент используются:

  • Речной песок без каких-либо примесей.
  • Галька.
  • Щебень с песком.

Если подушка под ленточный фундамент возводится на болотистой почве, то для ее устройства используется смесь песка с щебнем или гравием в соотношении 40% песка крупного размера и 60 % щебня или гравия. Такие подушки подойдут под основание для легкого одноэтажного дома. Обычно они требуют дополнительного увлажнения и утрамбовывания. Такая смесь меньше усаживается, чем просто песчаный слой.

Важно! Для тяжелых строений трамбовка песчаной подушки обязательна.

Подушка для фундамента не должна быть устроена из песка с примесью глины. Это обусловлено тем, что вода задерживается под такой подушкой и в результате действия низких температур, начинается пучение, что неблагоприятно сказывается на конструкции основания и всего дома.

Случаи, когда подушка необязательна

Бывают такие случаи при строительстве, при которых обустройство песчаной подушки либо вовсе бесполезно, либо может даже навредить. Нельзя о них не упомянуть:

  • Выполнение отсыпки в прочные грунты, такие как суглинки и глины способно стать проблемой. Это связано с тем, что песок будет не таким плотным по структуре, как грунт и начнет впитывать в себя всю воду. Там она будет накапливаться и сделает основание фундамента менее прочным. Для исключения такого поворота событий нужно дополнительно обустраивать дренажную систему в суглинистых грунтах, которая будет отводить лишнюю влагу от основания.
  • Из-за того, что в почве присутствует пар, он может проходить через песчаную подушку и оседать на фундаменте. Для предотвращения образования конденсата применяется влагостойкий бетон и делается гидроизоляция.

Обязательна отсыпка под те основания, которые выполняются из сборных блоков, чтобы устранить неровности почвы, которые могут спровоцировать наличие под фундаментом пустот. Результатом неравномерности поверхности под фундаментом могут стать деформации или разрушение.

Важно! Во время заливки монолитной плиты не обязательно устройство песчаной подушки, так как бетон заполняет собой все пустоты и предварительное выравнивание не нужно.

Обустройство песчаной подушки для ленточного фундамента

Ленточный фундамент – это основание, которое способно выдержать любые нагрузки, именно поэтому его обустройство так распространено. Выполнить ленточный фундамент на песчаной подушке представляется возможным и своими руками, для этого только нужно знать технологию и правильно выбрать необходимый материал.

Устройство подушки

Для начала нужно смешать в описанных выше пропорциях песок и щебень или гравий, а дальше можно приступать к основной работе:

  1. Выкапывание траншеи или котлована в зависимости от тех размеров, которые указаны в проекте.
  2. Выравнивание дна траншеи.
  3. Засыпка песка и щебня на дно траншеи слоем не белее 20 см.
  4. Постепенное увлажнение и трамбовка песчаной подушки при помощи виброплиты.Совет! Если на песчаной подушке не остается следы после человека, то трамбовка выполнена качественно.
  5. Слой песка должен быть строго горизонтальным, без перекосов и наклонов.

Для трамбовки песка можно использовать виброплиту или каток, но это подходит больших объемов работы. Для нескольких траншей под ленточный фундамента вполне можно использовать самодельный агрегат.

Поливать песок водой можно только тогда когда окружающая почва не так увлажена, а вот если ленточный фундамент обустраивается в болотистой местности, то песок нужно увлажнить до закладки в траншею. Также, если заранее увлажнить песок, можно вымыть те глиняные частицы, которые находятся в нем.

Монтаж ленточного основания

После обустройства песчаной подушки в траншее можно приступать к непосредственным действиям по монтажу ленточного основания. Сверху на слой песка выкладывается гидроизоляционный материал, в качестве которого можно использовать рубероид или более современные материалы, не пропускающие влагу.

Во время устройства арматурного каркаса делается небольшой слой бетонного основания, равный по толщине 6– 7 мм.

Перед тем, как заливать цементный раствор, нужно обеспечить в фундаменте отверстия для инженерных коммуникаций и вентиляции, чтобы в дальнейшем не пришлось выдалбливать их уже в готовом основании.

Обязательно для фундамента монтируется опалубка, которая может металлической или деревянной. В нее укладывают арматурную сетку и заливают бетон. Для равномерного заполнения без пустот и пузырей залитый бетонный раствор обрабатывают глубинным вибратором. Бетон должен быть залит за один раз, поэтому не лишним будет заказать заранее бетономешалку нужного объема.

После того, как залит весь объем бетона, нужно готовый фундамент укрыть пленкой, чтобы в него не попал мусор и осадки. Каждый день поверхность основания увлажняется обычной водой. Эти действия производятся до тех пор, пока бетон не станет наполовину крепким. Обычно это занимает около 5 дней в теплую погоду и до 10 дней в прохладную. Только после того, как основание полностью окрепло, можно производить дальнейшие работы, а точнее снятие опалубки, проведение гидроизоляции и возведение стен сооружения.

Очень важно при строительстве дома учитывать то, чтобы предотвратить попадание влаги в песчаную подушку под фундаментом. Для этого принимаются такие меры, как монтаж водосточных желобов на крыше, чтобы отвести воду в сторону, а также установка отмостки по периметру дома, чтобы талые воды весной не могли попасть под основание фундамента через землю.

Особенности ленточного фундамента

В данной теме нельзя не упомянуть о преимуществах ленточного фундамента на песке. Сам по себе он представляет конструкцию в виде ленты, которая укладывается под несущими и внутренними стенами дома. Благодаря такому размещению, фундамент распределяет нагрузку от строения равномерно по всей свой конструкции.

Ленточный фундамент может быть трех видов:

  • Сборный представляет собой конструкцию из соединенных цементных раствором бетонных блоков, установленных внутрь траншеи.
  • Монолитный создается при помощи заливки раствора в заранее подготовленную опалубку с арматурой внутри.
  • Комбинированный представляет собой совокупность двух этих видов фундамента в одной конструкции.

Итак, о преимуществах ленточного типа основания:

  • Доступная стоимость работ при высоком качестве конечного результата.
  • При соблюдении технологии возведения такое основание прослужит своим хозяев очень долго.
  • Возможность произвести все работы самостоятельно, что дает существенную экономию.
  • Возможность выдержать как легкий каркасный дом, так и тяжелый многоэтажный.
  • Под домом можно обустроить подвал или цокольный этаж, не тратя время и деньги на монтаж стен там, так как в качестве стен служит сам фундамент.
  • Помимо всех перечисленных положительных сторон, ленточное основание имеет и свои недостатки:
  • Необходимость долгого ожидания времени застывания бетона.
  • Необходимость проводить точные расчеты, которые включают глубину фундамента, толщину песчаной подушки и прочие характеристики.

Обязательно перед монтажом ленточного основания нужно проверить крепость армирующего пояса и его равнозначность на всех сторонах, так как в случае слабой арматуры фундамент может быть разделен на несколько частей.

Если на участке залегает плотный грунт, то траншею под ленту нужно расширить на тот показатель, который позволит монтировать опалубку. А вот если монтируется ленточный фундамент на глинистой почве, то нужно будет оставить место для дальнейшей засыпки его песком. Такая всесторонняя подушка станет амортизатором при движениях грунта.

Заключение

Ленточный фундамент очень популярен в частном домостроении и это не удивительно, ведь основание имеет массу преимуществ перед другими видами. Но для уверенности в долгой эксплуатации нужно правильно его устроить. В большинстве случаев под это основание укладывают песчаную подушку, устройство которой также имеет массу нюансов и тонкостей, которые полно отражены в статье.

Процесс обустройства основания и фундаментов и их типы

При проектировании зданий основания и фундаменты рассматриваются в комплексе. Подземные монолитные или сборные конструкции принимают сборные нагрузки от здания, передают их на нижерасположенные грунты. В обратном направлении (снизу вверх) действуют усилия при морозном вспучивании глинистых почв. Поэтому применяются технологии для ликвидации сил пучения.

Грунты оснований

Перед возведением любого объекта следует четко понимать, что основания и фундаменты должны выдержать вес несущих конструкций, не допустить деформаций, разрушения. Если материал и конструкцию фундамента можно выбрать из нескольких вариантов, то геологию участка изменить невозможно:

  • почвы залегают пластами, имеют линзы проницаемых пород внутри глинистых слоев, в которых скапливается «верховодка»
  • с увеличением содержания глины возрастает вероятность морозного вспучивания
  • расчетное сопротивление грунтов сборным нагрузкам от веса здания неодинаково

Внимание: На пылеватом песке или торфянике может «утонуть» даже плавающая плита, обладающая максимальной несущей способностью и поверхностью опирания.

Общие сведения

Самыми опасными геологическими условиями являются плывуны, свежие насыпи, торфяники, пылеватые влажные пески. Чтобы пройти их насквозь, опереть фундамент на пласт с высокой несущей способностью, потребуется выбрать винтовые либо буронабивные сваи без вариантов.

Со стабильными почвами, даже пучинистыми (глина, супесь, суглинок) работать гораздо проще:

  • они имеют высокое расчетное сопротивление
  • можно выбрать любую конструкцию фундамента
  • избавиться от морозного вспучивания стандартным комплексом мер

Скальный, крупнообломочный (гравелистый) грунт резко снижают бюджет строительства. В этом случае можно выбрать самую дешевую технологию (например, столбы из бетонных блоков для сруба, МЗЛФ для кирпичного коттеджа), обойтись без дренажа, утепления фундамента/отмостки, подстилающего слоя, обратной засыпки щебнем или песком.

На крупном песке так же можно построить жилище из любого конструкционного материала. Однако придется разорвать капиллярную юбку прослойкой из щебня, чтобы влага не смогла подняться к бетонным конструкциям при обратном давлении.

Влияние грунтовых вод

Влага в земле разрушает фундаменты несколькими способами:

  • подвергаются коррозии арматурные каркасы и сетки внутри железобетона
  • при замерзании вода расширяется, в фундаментах раскрываются множественные микротрещины, снижающие прочность конструкции
  • насыщенная влагой глина в почвах так же увеличивается в объемах при замерзании, возникают силы пучения, выдергивающие бетонные конструкции либо пытающиеся выдавить их на поверхность, сдвинуть по горизонтали

Внимание: Воду необходимо отвести с поверхности ливневками, отмостками, собрать под землей дренами, чтобы отвести от фундамента в резервуар, естественный водоем, канаву.

Однако осушение оснований полностью проблему вспучивания не решает. Поэтому наружные грани бетонных конструкций и отмостки утепляются для сохранения геотермального тепла недр. Под подошвами лент, плит, столбов изготавливаются подстилающие слои из песка/щебня, пазухи траншей, котлованов засыпаются аналогичными материалами. В инертных продуктах глина отсутствует, вспучивание становится невозможным.

Расчет и подготовка оснований

При проектировании учитываются характеристики грунтов и уровень УГВ, поэтому расчет заключается в определении несущей способности по расчетному сопротивлению почв. Другими словами, необходимо узнать минимальную площадь опирания ленты или столбов, которая будет достаточна для отсутствия просадки грунта под ними.

Сборная нагрузка складывается из веса всего силового каркаса коттеджа (полы, перекрытия, стены и кровля, лестницы, стропильная система и сам фундамент), ветровых/снеговых нагрузок, массы мебели, жильцов, облицовок интерьеров. Расчетное сопротивление грунтов берется из таблиц СП.

Улучшить характеристики пучинистых оснований можно несколькими способами:

  • заменить верхние 40 – 60 см песком при низком УГВ либо щебнем при высоких водах грунтовых
  • уложить дрены и утеплить подошву фундамента + отмостку
  • применить в обратных засыпках пазух траншей нерудные материалы

Указанные методы позволяют снизить глубину заложения плиты, МЗЛФ, столбов. Снизится бюджет строительства и время сдачи объекта, трудозатраты и расход материалов.

Фундаменты типовые

Ввиду разнообразия геологических условий, этажности, конфигурации зданий основания и фундаменты всегда проектируются индивидуально. Типовые проекты существуют исключительно для коттеджей, позволяют определить величину сборных нагрузок, которые необходимо распределить фундаментом, передать на грунт.

Важно: В любой типовой проект по умолчанию закладывается максимальный запас прочности. Заказчик экономит на документации, зато рискует серьезно переплатить на каждом этапе строительства. Например, в регионе может не оказаться пиломатериалов нужного сечения, спецзаказ обойдется дороже. В то же время, при индивидуальном проектировании будут учтены все нюансы, застройщик заплатит дороже за документацию, но сэкономит на материалах.

Ниже рассмотрены конструкции типовых фундаментов для малоэтажной застройки с привязкой к геологическим условиям и рельефу участка.

Схемы

Классикой фундамента является плавающая плита, имеющая максимальную поверхность опирания. Поэтому несущая способность по умолчанию имеет многократный запас, можно строить дома из тяжелых конструкционных материалов.

Ограничениями являются:

  • грунты с малым расчетным сопротивлением (торф, песок пылеватый, не сформировавшаяся насыпь), на которых даже плита будет погружаться ежегодно
  • склоны с перепадами между противоположными стенами больше 1,5 м – горизонтальные подвижки вспучивающихся грунтов слишком велики, потребуется изготовление вертикальных подземных стен
  • прибрежная зона, в которой не спасет даже самая качественная гидроизоляция бетонных конструкций

Внимание: Расход бетона, арматуры в плитных фундаментах максимальный, что сказывается на общем бюджете. Однако на влажных почвах с высоким УГВ это оптимальный вариант для кирпичных, бетонных построек.

Столбчатый фундамент, наоборот, относится с бюджетному типу подземных несущих конструкций. Однако ограничений здесь гораздо больше:

  • склоны – столбы чувствительны к горизонтальным подвижкам, легко опрокидываются
  • высокий УГВ – на влажных почвах резко снижается ресурс конструкции
  • стены из тяжелых конструкционных материалов – столбчатые фундаменты больше подходят для опирания срубов, СИП панелей, «каркасников»

Внимание: Головная часть столбов должна быть обвязана ростверком для увеличения пространственной жесткости конструкции. Комплекс ликвидирующих вспучивание почв мероприятий должен выполняться в полном объеме.

Ленточные фундаменты являются универсальными, так как гораздо надежнее столбов, дешевле плит. Если заглубить ленту ниже отметки промерзания, можно получить дополнительный подземный этаж. Для легких построек оптимальным вариантом служит МЗЛФ или незаглубленный монолитный пояс. Эта технология позволяет залить пол по грунту, который обходится дешевле перекрытий по балкам.

Проблема высокого УГВ решается кольцевым или пластовым дренажом, вспучивание снижается стандартными технологиями. Существуют схемы утепления МЗЛФ для жилищ постоянной, временной и сезонной эксплуатации. Технология полностью отработана, что гарантирует от серьезных ошибок даже при самостоятельном строительстве.

Свайные фундаменты обычно применяют для легких построек, что обусловлено отсутствием квалифицированных проектировщиков. На самом деле, на винтовых сваях можно изготовить монолитный ростверк, возвести 3-х этажный особняк. Найти компанию, способную дать гарантии на подобный проект, крайне сложно.

Поэтому сваи применяют для каркасных коттеджей, срубов, СИП панелей. Это единственный фундамент для болота, грунта с недостаточным расчетным сопротивлением, горного склона или прибрежной зоны. Экономия бюджета начинается при проектировании, поскольку отсутствуют элементы конструкции:

  • подстилающий слой – минус несколько самосвалов щебня/песка, отсутствие земляных работ
  • не нужно утепление отмостки/фундамента – минус пенополистирол, клей, дюбеля для крепления
  • можно обойтись без дренажа – минус гофротрубы и колодцы, щебень, геотекстиль

Строительство стен начинается в тот же день, когда был уложен сборный ростверк. При использовании монолитных балок ростверка придется подождать 4 – 28 дней в зависимости от температуры воздуха.

Внимание: Свайно-винтовые фундаменты обладают максимальной ремонтопригодностью, позволяют реставрировать ленты, столбы и плиты. Перепланировка и изготовление пристроек не вызывает проблем в любой момент эксплуатации коттеджа.

Связь с основаниями

Основной ошибкой 90% индивидуальных застройщиков является экономия на геологических изысканиях. Слои пород залегают неравномерно, под гравелистым грунтом или слоем крупнозернистого песка вполне может находиться торф или песок пылеватый. Результатом станет ежегодное погружение здания, для ремонта основания потребуется комплекс работ:

  • вывешивание отдельных участков домкратами
  • упрочнение грунта цементацией, термическим обжигом, спиральными или винтовыми сваями, уширение подошвы или метод ж/б обоймы

Внимание: Сезонное поднятие УГВ опасно морозным вспучиванием в отсутствие утепления фундамента, кольцевого дренажа.

Существуют конструкционные ошибки при изготовлении пристроек (крыльцо, веранда), отмосток. Например, жесткая связь стяжки отмостки без утепления с МЗЛФ может привести к разрушению ленты. Зимой грунты приподнимают отмостку и часть МЗЛФ, весной тяжелый фундамент пытается опуститься вниз, чему препятствует почвенный уплотненный валик под ней.

В результате повышаются растягивающие нагрузки, с которыми арматура не может справиться. Итогом становятся трещины или частичное разрушение бетонной конструкции.

Поэтому слабые почвы закрепляют перед началом строительства либо выбираются сваи, проходящие их насквозь. В нормативах СП запрещены малозаглубленные фундаменты без обеспечения снижения сил пучения.

Типы заглубления

Заложение плиты, ленты ниже отметки промерзания экономически выгодно только при наличии подвального этажа в проекте. Во всех остальных случаях целесообразно два варианта:

  • малозаглубленный фундамент + меры защиты от пучения
  • достижение сваями пластов с высоким расчетным сопротивлением

Рекомендуемое заглубление подошвы фундамента для разных грунтов составляет:

  • песок средней фракции – 30 – 60 см
  • крупный песок и гравелистая почва – 30 см
  • крупнообломочный либо скальный грунт – заглублять не нужно

Внимание: Верхний пахотный слой чернозема должен быть снят в пятне застройки в любом случае. В нем много органики, которая перегниет за 1 – 3 года, что приведет к самопроизвольному уплотнению, неравномерной усадке.

Глубокое заложение не рекомендовано при высоком УГВ. Из траншей придется непрерывно откачивать воду, повышать качество гидроизоляции, увеличивая смету строительства. Как вариант, на почвах с недостаточной несущей способностью может применяться уширение подошвы ленты МЗЛФ. Для столбчатых фундаментов эта технология является обязательной.

Сборные фундаменты из кирпича, блоков ФБС или стеновых размером 20 х 20 х 40 см по умолчанию менее надежны, чем монолитные конструкции. Любые подвижки грунта приводят к неравномерному смещению изделий внутри кладки, так как у многочисленных балок, которыми в принципе являются все блоки, больше степеней свободы, чем у одной жестко защемленной.

Цокольный этаж несколько отличается от подземного уровня:

  • полы заглубляются наполовину этажа (1,3 – 1,5 м)
  • высота потолков обеспечивается увеличением цокольной части
  • все операции снижения сил пучения выполняются в полном объеме

Технология позволяет избавиться от понижения уровня УГВ пластовым или кольцевым дренажом, жилая площадь обходится дешевле. Крыльцо изготавливается на независимом фундаменте, не имеющем жесткой связи с основным, укрывается собственной крышей.

Погреб и отмостка

Погреб может являться частью фундамента или изготавливаться в виде самостоятельной конструкции. Для первого варианта существуют кессонные плиты с погребом под одной комнатой. В этом случае плита не может считаться плавающей, так как выступающая часть якорит ее на месте. Любые подвижки грунтов приводят к образованию трещин, нарушению целостности конструкции. Поэтому утепление подошвы, отмостки, дренаж, подстилающий слой являются обязательными условиями.

Заливается кессонная плита поэтапно:

  • стяжка погреба – толщина 5 – 10 см
  • стены подвального помещения – по технологии ленточного фундамента
  • плита здания – опалубка по периметру, две арматурных сетки в разных уровнях

Внимание: Все элементы кессонной плиты жестко связываются арматурными прутками, поверхности зачищаются металлическими щетками или химическими реагентами для снятия пленочного слоя, повышения адгезии.

Отдельный погреб изготавливается по технологиям заглубленного ленточного или плитного фундамента. В первом случае снижается смета строительства, так как стяжка пола по грунту дешевле полноценной плиты. Во втором варианте повышается несущая способность, что позволяет изготовить эту подземную конструкцию даже на пылеватых песках.

Никаких нагрузок, кроме собственного веса, погреб в этом случае не несет. Зато на глинистых почвах возможно вспучивание, поэтому необходимы следующие операции:

  • наружная или проникающая гидроизоляция стен, подошвы плиты
  • утепление наружных граней стен
  • вентиляция естественного типа, рекуператором или вентиляторами
  • дренаж пристенный или кольцевой отдельно для погреба

Отмостка в принципе к фундаментам не относится, однако именно этой бетонной стяжкой или лентой из брусчатки, тротуарной плитки, керамогранита отводятся поверхностные воды от подземных бетонных конструкций и потенциальных линз верховодки, которыми являются материалы обратных засыпок пазух и подстилающего слоя фундаментной подушки.

Для сбора жидкости из водостока кровли в отмостку интегрируются дождеприемники. Талые, дождевые воды отводятся лотками на внешнему периметру стяжки. Для этого от несущих стен/цоколя наружу создается уклон самотека 4 градуса.

Внимание: Объединять дренаж с ливневкой запрещено категорически, поскольку это может вызвать переполнение подземного резервуара.

В столбчатых и свайных фундаментах с висячем ростверком используется дополнительный элемент – забирка. В отсутствие полноценного цоколя периметр подполья остается незащищенным для листвы, грязи, осадков, проникновения грызунов.

Забирка создается из кирпичной кладки (ширина 12,5 см), листовых материалов (ЦСП, плоский шифер) или цокольного сайдинга. В первом случае необходима фундаментная подушка из щебня или песка. Для крепления листовых материалов достаточно закрепить на столбах/сваях прогоны из профильной трубы, оцинкованного профиля систем ГКЛ.

Для цокольного сайдинга выпускаются разнообразные доборные элементы, что резко снижает трудоемкость декорирования забирки. Зато листовые материалы можно облицевать гибкой черепицей, имеющей больший ресурс, эстетику восприятия. Кирпичная/клинкерная кладка обходится дорого, имеет практически вечный ресурс.

При изготовлении забирок следует учесть нюансы:

  • узел примыкания – каркас и облицовка забирки не должна доходить до земли на 5 см, чтобы ее не повредили грунты при вспучивании
  • гидроизоляция – отмостка должна примыкать к забирке, под нее закладывается лист рулонного материала, верхний край которого заводится под забирку вертикально

Внимание: Это позволит избавиться от влаги тающих сугробов на отмостке, расположенных вплотную к фальш-цоколю.

Таким образом, если учесть геологию участка, система основание/фундамент будет обладать максимальным эксплуатационным ресурсом. Это избавит от периодического ремонта, снизит текущие расходы, повысит комфортность проживания.

Основание под фундамент

Геологические породы, залегающие в верхних слоях земной коры, используемые в строительных целях, называют грунтами. Грунты представляют собой скопление частиц (зерен) различной величины, между которыми находятся поры (пустоты). Грунты, непосредственно воспринимающие нагрузки от здания или сооружения, называются основаниями. Основания бывают искусственными или естественными.

Естественные основания делятся: скальные и нескальные.

Скальные грунты - вулканические, метаморфические и изверженные горные породы с жесткой связью между зернами минералов (граниты, песчаники, базальты, известняки) это наиболее прочные основания зданий и сооружений. К водорастворимым и размягчаемым в воде скальным породам относятся гипсы, ангидриты, глинистые сланцы, некоторые виды песчаников.

Крупнообломочные грунты несцементированные скальные грунты, могут быть прочным основанием. Делятся на щебенистые, дресвяные.

В зависимости от крупности частиц песка разделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. В зависимости от плотности сложения или пористости песчаные грунты бывают плотные, средней плотности и рыхлые. В зависимости от степени влажности или степени заполнения объема водой различают песчаные грунты маловлажные, влажные и насыщенные водой. Плавуны - это увлажненные мелкозернистые и пылеватые пески с глиняными примесями (не годятся для строительства).

Глинистые грунты - связные грунты с размерами плоских частиц, скреплены силами внутреннего сцепления. Они пластичны. К глинистым грунтам относятся - суглинки и супеси, содержащие примеси песка. В зависимости от степени влажности или степени заполнения пор водой различают грунты маловлажные, влажные и насыщенные водой. Грунты в водонасыщенном состоянии становятся текучими и называются плавунами.

Насыпные грунты - искусственные насыпи, образованные в результате культурной и производственной деятельности человека. Глубина заложения фундамента от уровня земли на глинистых грунтах должна быть, как правило ниже глубины зимнего промерзания на 15-20 см.

Грунтовые воды - образуются в результате проникновения в грунт атмосферных осадков.

Грунты, имеющие в своем составе лед, называют мерзлыми. Промерзания некоторых грунтов может вызвать их пучение.

Исследования грунтов

Работа грунта под нагрузкой проходит следующим образом. Под действием нагрузки от фундаментов в грунтовом основании возникает давление, величина которого зависит от собственного веса грунта и от веса здания или сооружения. Давление от собственного веса грунта, зависящие, в свою очередь от объемного веса грунта и от глубины заложения фундамента, называют природным (бытовым) давлением. Давление от веса здания или сооружения называют дополнительным давлением.

Искусственные основания

Искусственные основания бывают 2-х видов:

- основания, создаваемые уплотнением;

- основания, создаваемые укреплением.

Грунты оснований уплотняют поверхностным трамбованием тяжелыми трамбовками в виде усеченного конуса весом 1,5-3 т, поднимаемыми краном на высоту 3-4 м и сбрасывании на уплотняемую поверхность. Такой способ применяемый при уплотнении насыпных и просадочных грунтов, носит название поверхностного. Глубинное уплотнения производят «грунтовыми сваями» - забивкой сердечника в виде деревянной конической сваи. При слабых грунтах часто заменяют их песчаными подушками. Песок укладывают слоями толщиной 150 - 200 мм и уплотняют трамбовками или поверхностными вибраторами с поливкой воды.

Термический способ укрепления грунта состоит в нагнетании в толщину грунта под давлением через трубы воздуха, нагретого до 600°- 800°С, или в сжигании горючих продуктов, подаваемых в герметически закрытую скважину под давлением. Обожженный грунт приобретает свойства керамического тела, не намокает и не набухает.

Цементация грунтов осуществляется нагнетанием в грунт через забитые в нею трубы цементной суспензии, цементно - глинистых растворов.

Силикатизация состоит в инъекции через трубы в грунт растворов жидкого стекла и хлористого кальция и применяется для укрепления песчаных пылеватых грунтов, плывунов и макропористых грунтов. Инъекция делается на глубину 15-20 м и более, а радиус распространения силикатизации достигает 1 м.

По образцам грунтов и скважин, проходимых бурением, или из шурфов (шурф -небольшая геологическая выработка, яма) составляют разрезы (колонки) и геологические профили расположения слоев грунтового массива по характерным направлениям.

Основные требования к основаниям и фундаментам. Подготовка оснований под фундамент

Подземная часть здания и сооружения представляет собой две взаимосвязанные системы «фундамент» - «грунтовое основание», зависящие от конструктивных особенностей надземного сооружения (способа передачи нагрузки, материалов конструкций, пространственной жесткости, назначения и т. д.).

Фундаменты устраиваются для передачи нагрузок от конструкций зданий и сооружений, установленного в них технологического и другого оборудования и полезных нагрузок на грунты основания. Основание, воспринимая эти нагрузки, претерпевает, как правило, неравномерные деформации, что вызывает появление в конструкциях дополнительных перемещений и усилий. Неправильное проектирование, подготовка оснований и возведение фундаментов могут привести к тому, что даже выполненная согласно проекту конструкция сооружения перестанет удовлетворять предъявляемым к ней эксплуатационным требованиям. Мировой опыт строительства показывает, что большинство аварий построенных зданий и сооружений вызвано ошибками, связанными с возведением фундаментов и устройством оснований.

Одной из характерных особенностей неправильного возведения фундаментов является то, что его отрицательное действие проявляется после накопления грунтами основания достаточных деформаций, то есть, как правило, в период эксплуатации сооружения. Известны случаи, когда уже построенные и заселенные здания из-за развития чрезмерных деформаций приходилось срочно подвергать сложным ремонтно-восстановительным работам, а нередко и полностью или частично разбирать. Таким образом, ошибки, допущенные при проектировании и возведении фундаментов, или стремление к неоправданной экономии ресурсов могут потребовать проведения дополнительных мероприятий, стоимость которых во много раз превысит стоимость фундаментов.

Стоимость фундаментов составляет в среднем 12% от стоимости строительства, а в сложных инженерно-геологических условиях может достигать 20-30% и более. Поэтому необоснованное принятие чрезмерно сложных для конкретных условий конструкций фундаментов и производства работ по их возведению приведет к неоправданному удорожанию строительства.

Важно отметить, что технология работ по подготовке оснований и устройству фундаментов и подземных частей зданий во многом отличается от работ по возведению подземных сооружений. В зависимости от типа сооружения, рельефа местности, инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки, климатических и метеорологических условий района строительства, даже времен года, когда выполняются эти работы, технология производства строительных работ может значительно изменяться. Правильный выбор технологии подготовки оснований и устройства фундаментов имеет очень большое значение для надежного и экономичного строительства сооружений.

На основании вышеизложенного можно сформулировать общие требования, предъявляемые в действующих нормативных документах к проектированию оснований и фундаментов:

  • ? обеспечение прочности и эксплуатационных параметров зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации не должны превышать допустимых величин);
  • ? максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов основания, а также прочности материала фундамента;
  • ? достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости, сокращение сроков строительства.

Соблюдение этих положений основывается на выполнении указанных ниже условий:

  • ? комплексный учет при выборе типа оснований и фундаментов инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки;
  • ? учет влияния конструктивных и технологических особенностей сооружения на его чувствительность к неравномерным осадкам;
  • ? оптимальный выбор методов выполнения работ по подготовке оснований, устройству фундаментов и подземной части сооружений;
  • ? расчет и проектирование оснований и фундаментов с учетом совместной работы системы «основание - фундаменты - конструкции сооружения».

Таким образом, проектирование оснований и фундаментов состоит в выборе типа основания (естественное или искусственное), конструктивного решения (в том числе материала) и размеров фундаментов (глубина заложения, размеры площади подошвы и т. д.), а также определении мероприятий, применяемых для уменьшения влияния деформаций основания на эксплуатационную пригодность и долговечность сооружения.

Подготовка оснований под фундамент.

Подготовка оснований начинается с осушения участка, если он затоплен. В этом случае, как отмечено ранее, силами специализированной организации делают дренаж: траншейный, трубчатый, скважинный. Вид дренажа выбирают с учетом грунтовых условий, рельефа территории и имеющихся средств. Для индивидуального застройщика подготовка начинается, как правило, с рытья водоотводных канав.

При подготовке основания непосредственно под фундамент постройки прежде всего в пределах пятна застройки снимают растительный слой и планируют поверхность.

Если в основании фундамента постройки залегают грунты, которые должны быть уплотнены, то их целесообразно уплотнить трамбованием. Для этого после откопки траншеи или ямы почти до отметки подошвы фундамента начинают трамбовать основание с краев к середине с помощью ручных трамбовок, представляющих собой круглый обрубок бревна диаметром около 30 см и высотой 65--75 см, в верхний торец которого врезана ручка . Иногда трамбовку делают из толстого и короткого обрубка бревна с вертикальной ручкой. Нижний торец трамбовки часто обивают толстой листовой сталью. Масса ручной трамбовки 12--15 кг. Если необходимо уплотнить грунт на большую глубину, применяют тяжелые трамбовки массой 130--300 кг, которые поднимают тросом Лебедки, перекинутым через блок, укрепленный в вершине треноги, сделанной из подтоварника. Трамбованием уплотняется верхний слой грунта толщиной 0,3--0,4 м.

Более ощутимые результаты по уплотнению можно достигнуть втрамбовыванием щебня. Для этого на дно траншеи или ямы насыпают слой щебня толщиной 0,1--0,15 м и втрамбовывают его в грунт, начиная от краев траншеи к середине. После втрамбовывания первого слоя насыпают и вбивают второй. Для этого желательно использовать более тяжелую трамбовку. Втрамбовывание осуществляют до тех пор, пока щебень не будет разбиваться в мелочь, трамбовка будет отскакивать от грунта и издавать не глухой, а звонкий звук, не будет появляться между частицами щебня грунт.

Если сопротивление грунта основания увеличить невозможно, то увеличивают площадь, через которую нагрузка от фундамента передается на естественный грунт. Это достигают выемкой слабого грунта и засыпкой песчаной подушки, толщину которой назначают такой, чтобы давление под ее подошвой с учетом ее массы не превышало расчетного сопротивления естественного грунта основания. Ширину подушки определяют в соответствии со схемой на рис. 2, где ф -- угол внутреннего трения песка (для песков средней крупности и крупных можно принять Ф = 36°, tg ф = 0,725; для мелких песков -- ф = 32°, tg ф = 0,62). Песчаную подушку укладывают слоями толщиной 15--20 см уплотняют трамбованием. Если в основании залегают фильтрующие грунты, можно уплотнять подушку поливом воды. Песок подушки, если он сухой, перед уплотнением поливают водой. Подушки можно отсыпать и на поверхность грунта. Их материалом могут быть щебень, песок, шлаки.

В случае залегания вблизи поверхности торфов, сапропелей, заторфованных и других слабых грунтов необходима их замена песчаным грунтом или выполнение свайного фундамента, передающего нагрузку на более прочные грунты. Грунты верхнего слоя заменяют и в случае, если они сильно или чрезвычайно пучинистые. В этом случае замену на непучинистый грунт осуществляют на глубину, равную 2/3 глубины сезонного промерзания грунта.


Смотрите также