Строительство и производство в Заречье

Глубина траншеи, которую необходимо отрыть для закладки фундамента, зависит от целого ряда обстоятельств:
1) глубина промерзания грунта;
2) структура грунта;
3) наличие и уровень грунтовых вод;
4) предполагаемая расчетная нагрузка;
5) природно-климатические условия, определяющие глубину промерзания грунта.
Фундамент закладывается в основном ниже глубины промерзания грунта (это не относится к грунтам, не подверженным морозному пучению), но не менее 0,5 м. При малоэтажном строительстве для определения глубины закладки фундамента можно воспользоваться данными, представленными в табл. 2.

Таблица 2
Глубина закладки фундамента для малоэтажного жилого дома

   Глубина промерзания грунта зависит от природно-климатической зоны, на территории которой строится дом. Поскольку территория России располагается в Северном полушарии, то на большей ее части наблюдается промерзание грунта зимой, хотя, естественно, она будет различной, например, в Архангельской и Саратовской областях. Для каждой географической зоны существует нормативная глубина промерзания. Это такая глубина, на которой зимой отмечается температура 0° С, а для глинистых и суглинистых грунтов – –1° С. В ходе многолетних наблюдений в местах, очищенных от снега, было установлено ее среднее значение. Оно и было принято за точку отсчета. Глубина промерзания грунтов колеблется от 80 см на юге до 240 см на севере, что наглядно представлено на карте (рис. 11).

   Рис. 11. Нормативная глубина промерзания грунтов по регионам

   Расчетная глубина промерзания под закладку фундамента жилого дома, который зимой постоянно отапливается, может быть уменьшена по сравнению с нормативной на определенную величину, если пол располагается на:

   1) грунте – на 30%;

   2) лагах – на 20% (лаги – это бревна или металлические балки, которые кладутся горизонтально и служат опорой для пола);

   3) балках – на 10%.

   Близкие грунтовые воды и повышенная вследствие этого влажность относятся к основным факторам, влияющим на глубину промерзания грунта зимой. По законам физики, вода при замерзании увеличивается в объеме (примерно на 10%), что вызывает пучение слоев грунта в пределах глубины промерзания. В результате происходят выталкивание фундамента зимой и противоположный процесс – затягивание – весной, что по периметру фундамента идет с различной интенсивностью, то есть неравномерно.

   Подобные обстоятельства могут повлечь за собой деформацию фундамента и трещинообразование, а впоследствии даже разрушение. Сила вспучивания настолько велика (приблизительно 120 кН на 1 м2), что может приподнять практически любой дом, но неодинаково на разных участках. Единственный выход – грамотная закладка фундамента.

   Иногда строители перестраховываются и закладывают фундамент (даже при незначительной глубине промерзания грунта) на глубину более 1 м. При этом подошва фундамента находится на слоях непромерзающего грунта. Это может быть оправдано при повышенной нагрузке (более 120 кН на погонный метр ленточного фундамента), когда строится кирпичный или каменный дом высотой 2–3 этажа. При возведении стен из относительно легких строительных материалов (бруса, вспененного бетона и т. п.) нагрузка на каждый погонный метр не превышает 40–100 кН. Деформацию фундамента при пучении могут вызвать силы трения, действующие со стороны прилегающих слоев грунта. Помимо этого, если возведенная постройка достаточно легкая, несущая способность заглубленного фундамента используется только на 10–20%. Следовательно, 80–90% материалов и средств, которые будут вложены в работы нулевого цикла, тратятся нерационально, практически впустую.

Чтобы фундамент дома был прочным и надежным, грунт, на который он укладывается, должен обладать следующими свойствами:

   1) достаточная прочность;

   2) малая сжимаемость.

   К сожалению, не каждый грунт соответствует предъявляемым к нему требованиям, что объясняется целым рядом причин. Близкие подпочвенные воды значительно ухудшают качество грунта, который располагается на уровне закладки фундамента. Его механический состав играет не менее важную роль. В зависимости от этого грунт может выдерживать различные нагрузки, что при необходимости потребует проведения дополнительных мероприятий по его укреплению.

   Грунты подразделяются на такие виды, как:

   1) пески;

   2) глинистые грунты:

   – супеси;

   – суглинки;

   – глины;

   3) лессовидные;

   4) плывуны;

   5) скальные;

   6) конгломераты.

   Пески представляют собой сыпучую смесь зерен кварца и различных минералов (размером от 0,25 до 2 мм), которые образуются в процессе разрушения и выветривания горных пород. Пески неоднородны по своему составу. Они бывают крупными, средними, мелкими и пылеватыми.

   Пески обладают рядом свойств, которые делают их неплохой основой для строительства, особенно если горизонт грунтовых вод залегает ниже уровня промерзания, обычного для данной территории. Они легко разрабатываются, пропускают воду и уплотняются под воздействием нагрузки.

   Глинистые грунты могут сжиматься и размываться, а в случае промерзания подвергаются вспучиванию (морозному пучению). Супеси представляют собой песок с примесью глины, доля которой составляет примерно 5–10%. Суглинки, в отличие от них, – это пески, содержащие до 10–30% глины. Они бывают легкими, средними и тяжелыми. Глины – это горные породы, состоящие из мельчайших крупинок (менее 0,005 мм) с некоторой примесью песчаных частиц. Уплотнившуюся в течение продолжительного времени глину считают неплохим основанием для фундамента.

   Лессовидные грунты являются макропористыми. Они включают в себя более 50% пылевидных частиц, остальная часть приходится на глинистые и известковые частицы. В случае перенасыщения влагой этот грунт размокает и утрачивает устойчивость.

   Плывуны – это переувлажненные песчано-глини-стые грунты.

   Скальные грунты – это сцементированные породы, представляющие собой сплошной массив или трещиноватый слой. Они также обладают хорошей несущей способностью.

   Конгломераты относятся к крупнообломочным породам, наполовину состоящим из обломков кристаллических и осадочных пород. Они являются неплохим основанием для фундамента.

   Основания для здания бывают естественными и искусственными. Естественным основанием является грунт, который находится под фундаментом и обладает несущей способностью, обеспечивающей устойчивость сооружения при равномерных и нормативно допустимых осадках. Грунт, который не отличается необходимой несущей способностью и требует соответствующего упрочнения, называется искусственным. Для укрепления искусственного основания прибегают к следующим мероприятиям:

   1) трамбование;

   2) уменьшение влажности и плывучести;

   3) введение химических добавок;

   4) замена.

   В зависимости от характера основания выбирают и конструкцию фундамента. Но обычно для жилых домов, не превышающих 3 этажей в высоту, несущей способности естественного основания вполне достаточно.

   Регионы страны отличаются по своим природно-климатическим условиям. В зависимости от этого в период зимних холодов грунты могут промерзать на различную глубину, что приводит к их вспучиванию. Особенно подвержены таким изменениям глинистые грунты, лесс, супеси и пылеватые пески. Грунты под весом возведенного дома проседают, в результате чего цельность строительных конструкций нарушается. Чтобы не допустить подобного, еще на стадии закладывания фундамента нужно принять особые меры, а именно:

   1) укрепить грунт, уложив песчаный слой или введя цемент либо битум;

   2) провести дренажные работы;

   3) обеспечить защиту от неравномерного увлажнения грунта в котловане или траншее;

   4) сократить сроки возведения фундамента из водостойких материалов, при этом пространство между фундаментом и стенками котлована или траншеи необходимо засыпать грунтом в максимально короткие сроки. Для нечерноземной полосы России характерны пучинистые грунты, к которым относятся глины, суглинки, супеси и мелкие пески. Непучинистые (средне– и крупнозернистые пески, гравелистые пески, крупнообломочные и скалистые породы) встречаются гораздо реже.

   Рассчитывая, конструируя и закладывая фундамент, необходимо помнить, что силы пучения при пониженных температурах действуют снизу вверх по касательной на боковые стороны фундамента, составляют 6–10 т на 1 м2 и практически всегда превосходят вертикально направленные силы, возникающие под весом самой конструкции дома (это особенно характерно для легких зданий).

   Чтобы не допустить морозного пучения или уменьшить его силу, при закладке фундамента следует:

   1) выполнить боковые поверхности фундамента с наклоном;

   2) обработать боковые поверхности фундамента составом, препятствующим их смерзанию с грунтом;

   3) применить вертикальное армирование для связывания верхней и нижней поверхностей фундамента;

 4) утеплить отмостку, что сократит глубину промерзания грунта. Отмостка представляет собой полосу земли, которая покрыта изолирующим материалом. Основное ее назначение – препятствование проникновению влаги под фундамент;

   5) проложить дренаж для осушения грунта.

   Силы, действующие на фундамент, заложенный в пучинистых грунтах, наглядно показаны на рис. 10.

   Рис. 10. Силы, воздействующие на фундамент: 1 – сила подземных вод; 2 – сила пучения промерзающего грунта; 3, 4 – силы, действующие по касательной на боковые поверхности фундамента

   Итак, все предварительные работы проделаны, проект будущего дома разработан, планировка участка закончена, теперь можно приступать непосредственно к строительству.

   Прочность и долговечность любой постройки, в том числе и дома, определяются прежде всего качеством заложенного фундамента. В древности строители использовали для этого большие камни, на которые затем устанавливали сруб. Пустоты между камнями заполняли щебнем и небольшими камешками, после чего всю конструкцию обмазывали глиной.

   Фундамент представляет собой нижнюю часть дома, предназначение которой заключается в передаче и распределении нагрузки от возведенного здания на грунт, расположенный ниже основания фундамента. При грамотном проектировании он дает возможность заложить конструкцию, запас прочности которой будет составлять не менее 15%, чего вполне хватает для безопасной эксплуатации дома.

   Закладывают фундамент сразу же после окончания земляных работ. При этом необходимо выбрать сухой погожий день. Если все-таки накануне прошел дождь, мокрый грунт следует удалить во избежание ухудшения прочностных качеств фундамента и потери его несущей способности.

   Своим основанием он опирается на грунт. Эта плоскость называется подошвой фундамента, а его верхняя часть – обрезом. Расстояние между ними составляет его высоту. Фундамент закладывается на определенную глубину, которая равна расстоянию от планировочной отметки на поверхности земли до его подошвы.

   В том случае, если фундамент не отвечает соответствующим нормам и стандартам, увеличивается риск образования трещин на стенах, неправильного распределения нагрузки и, как следствие, обрушения здания. Качественный фундамент предполагает определенные затраты. Стоимость его может составлять примерно 25% от стоимости всего дома (некоторые авторы считают, что она может доходить до 70%). Однако, несмотря на достаточно высокую стоимость и трудоемкость, связанную с возведением фундамента, экономить на этом нельзя, так как ликвидация последствий допущенных серьезных ошибок может значительно превысить первоначальные затраты.

   Тип фундамента зависит от характера грунта, на котором он будет закладываться.