Принцип применений мелкозаглубленных фундаментов «легких» домов (к ним относится большинство индивидуальных загородных построек на пучинистых грунтах) состоит в том, что их закладывают на глубину, при которой силы пучения, действующие по боковой поверхности, при промерзании грунта до подошвы фундаментов, не превышают нагрузок от веса дома.
Воздействие этих сил можно изменять как ограничением заглубления фундаментов — уменьшением площади контакта их боковой поверхности с грунтом, так и шириной траншей — пучинистый грунт «отодвигается» от фундаментов.
Этими мероприятиями обеспечивается устойчивость фундаментов — отрыва их подошвы от основания не происходит. Следовательно, не возникают остаточные деформации пучения и не происходит их накопление с годами, приводящее в конечном итоге к повреждению стен, к снижению или потере эксплуатационной пригодности дома.
Ограничения абсолютных деформаций пучения достигают устройством под подошвой фундаментов противопучинной подушки такой толщины, при которой оставшийся слой промерзающего пучинистого грунта не может вызвать деформаций, превышающих допустимые для конструкций дома.
Наиболее опасными для целостности конструкций являются неравномерные деформации пучения в разных частях дома, то есть относительные деформации. Особенно чувствительны к ним стены из кирпичной и мелкоблочной кладки. Так, например, допустимые относительные деформации для деревянных домов равны 0,002, для кирпичных — 0,0005.
Ограничения относительных деформаций пучения достигают применением противопучинной подушки и пространственно жесткой конструкции фундаментов.
С этой задачей для малоэтажных домов в средне и сильнопучинистых грунтах из фундаментов на естественном основании успешно справляются ленточные монолитные железобетонные фундаменты, на слабых грунтах — плитные, а на практически непучинистых и слабопучинистых грунтах — столбчатые и сборные ленточные.
Отметим, что в некоторых публикациях рекомендуется применять под малоэтажные дома (независимо от степени пучинистости грунтов) как наиболее экономичные — столбчатые фундаменты с висячим монолитным железобетонным ростверком. Однако, как показывают расчеты, чтобы обеспечить в средне и сильнопучинистых грунтах относительные деформации в пределах допустимых величин, необходимо иметь такое сечение ростверка, что его с успехом можно использовать как мелкозаглубленный фундамент без применения столбчатых опор. Учитывая более высокую трудоемкость устройства столбчатых фундаментов (с ростверком) для домов без подвалов в средне и сильнопучинистых грунтах наиболее экономичными и надежными будут всетаки монолитные ленточные железобетонные мелкозаглубленные фундаменты.
Рассматривая технологию их устройства, будем иметь в виду, что большинство организационных и технологических процессов являются общими для фундаментов различных типов.
Размеры фундаментов, их заглубление, ширина и глубина траншей (котлованов) зависят от нескольких факторов. Вопервых — от нагрузок на основание, а также от допустимой нагрузки на грунты, залегающие ниже подошвы траншей (котлованов), и на противопучинную подушку. Во вторых, они зависят от степени пучинистости грунтов и от величины допустимых деформаций дома. Втретьих, следует учитывать нормативную глубину промерзания в регионе, где ведется строительство, и тепловой режим дома (отапливаемый он или не отапливаемый).
В домах без подвалов применяют ленточные фундаменты прямоугольного сечения (рис. 1а) или с уширенным основанием (рис. 16). Фундамент и цоколь изготавливают как единую конструкцию или раздельно. В последнем случае фундамент и цоколь можно сделать из различных материалов: фундамент — из тяжелого бетона (пористые легкие заполнители в этом случае не применяют), а цоколь, например, из кирпича.
.jpg)
Чем больше нагрузка от веса дома, тем более вероятно применение фундамента с уширенным основанием. При малых допустимых относительных деформациях пучения (например, в кирпичных домах) скорее всего потребуется изготовление единого жесткого фундаментацоколя.
Подготовительные работы
Необходимость иметь перед началом работ не только проект дома, но и проект фундаментов, разработанный на основе результатов инженерногеологических изысканий грунтов на площадке строительства, казалось бы, пояснений не требует. Однако в жизни часто бывает и подругому. Приведем лишь один пример из практики строительства 2003 года.
Застройщик приобрел проект дома с цокольным этажом, заказал инженерногеологические изыскания и проект фундаментов, но поспешив начать строительство, приступил к разработке котлована несколько раньше, чем был готов проект. Оказалось, что по проекту под фундаментной плитой достаточно было устроить выравнивающую песчаную подушку высотой 0,1 м, но глубина изготовленного котлована оказалась на 0,4 м больше. Если увеличение объема вынутого грунта на 14% практически не сказалось на стоимости (использовался экскаватор), то стоимость песка и его укладки в основание увеличилась в 4 раза, а выигранное время было потеряно при устройстве подушки.
Чтобы изготовление фундаментов на строительной площадке проходило в нормальном технологическом режиме при минимальном расходе времени от начала земляных работ до укладки бетона и устройства обратной засыпки, нужно заранее подготовиться к основным работам нулевого цикла. Начало работ без подготовки неизбежно приведет к снижению качества строительства, к ошибкам в изготовлении фундаментов, к простоям строителей.
К подготовительным работам относятся:
- определение положения дома на участке, вынесение осей дома на строительную площадку, проверка их перпендикулярности, устройство обноски;
- снятие плодородного слоя грунта;
- устройство подъездных путей;
- завоз на участок песка, щебня, арматуры, пиломатериалов, дренажных труб и колодцев (если они предусмотрены проектом), сопутствующих материалов (полимерной пленки, рубероида и др );
- обеспечение работников необходимыми механизмами, инструментами, инвентарем и расходными материалами, в том числе — нивелиром, рулеткой, уровнем, лопатами, тележками, топорами, кувалдой, вплоть до лейки, гвоздей, шпагата или лески;
- изготовление щитов опалубки;
- изготовление одной или нескольких ручных трамбовок (при отсутствии механических устройств).
Бывали случаи, когда строители отправлялись за лейкой, когда нужно было смачивать укладываемый песок, за гвоздями, когда наступало время сколачивать щиты.
Вынесение осей дома на строительную площадку требует выполнения ряда операций. После забивки штырей по углам будущего фундамента необходимо обеспечить перпендикулярность сторон размечаемого прямоугольника. Это можно сделать тремя способами:
- с помощью нивелира с одного из углов дома по лимбу устанавливают угол 90° между двумя осевыми линиями стен (рис. 2а);
- от угла дома по двум осям откладывают отрезки, соотношение которых равно 3:4, например 3 и 4 м. Если угол между осями равен 90°, то расстояние между зафиксированными точками должно быть равно 5 м (рис. 26). Можно изготовить из планок треугольник с таким соотношением сторон и использовать его для проверки угла;
- измеряют диагонали прямоугольника дома, которые должны быть равны между собой (рис. 2в).
Обноску устраивают следующим образом. Горизонтальные доски (каждая — на двух кольях, надежно вбитых в грунт) устанавливают на расстоянии 3,0 м и более от будущего фундамента, чтобы они в дальнейшем не мешали работе (в том числе — движению техники) и сами не могли быть сбиты или повреждены. На доски наносят отметки осей, граней фундаментов и габариты траншей котлованов). Смещение разметки осей фундаментов допускается в пределах ±10 мм.
Между досками по отметкам натягивают шнуры (шпагат, тонкую проволоку, леску). Чтобы шнур не мешал передвижению рабочих по площадке, его натягивают .jpg)
только в местах непосредственного выполнения работы.
Плодородный слой грунта снимают в пределах ширины траншей ленточных фундаментов или под всем домом. Как поступить, решает застройщик в зависимости от ценности грунта и необходимости его использования в дальнейшем при планировке участка вокруг дома. Следует помнить, что изъятие грунта под домом между траншеями придется компенсировать грунтом, либо вынимаемым из траншей, либо специально завезенным или их комбинацией. В пределах ширины будущей отмостки, как минимум, должен быть снят дерновый слой.
В черноземной зоне, где большие толщи плодородного слоя, может быть снят только верхний разрыхленный слой грунта, содержащий корни растений. Высоту снимаемого слоя надо определить при разработке проекта фундаментов на основе данных о физикомеханических характеристиках грунта, оставляемого в основании траншей (котлована).
Плодородный слой грунта складируют отдельно на удалении от строительной площадки, чтобы он в процессе производства работ не смешивался с завозимым песком и щебнем.
На участках, имеющих уклон, необходимо защищать траншеи или котлован (котлованы — при столбчатых фундаментах) от подтопления ливневыми водами, поступающими с нагорной стороны. Для этого устраивают временный лоток, кювет, канавку. Если ливневые воды не застаиваются и стекают в сторону от выемок, можно ограничиться устройством валика из вынимаемого грунта.
Еще раз отметим, что целью подготовительных работ является максимальное сокращение времени между началом выемки фунта, укладки бетона и устройством обратной засыпки Такие работы, как изготовление щитов опалубки, устройство подъездных путей следует выполнять параллельно с другими подготовительными или основными операциями. При изготовлении щитов необходим подбор досок, одинаковых по толщине и относительно ровных по длине. Они пойдут в первую очередь на те щиты, которые будут использованы для изготовления опалубки цокольной части фундамента с внешней стороны.
Чтобы обеспечить хорошее качество бетонной поверхности, облегчить снятие опалубки после выдержки бетона и сохранить пиломатериалы для последующих работ, полезно с внутренней стороны щитов еще на этапе сборки прикрепить полимерную пленку, пергамин или рубероид. При ширине прикрепляемого материала меньшей, чем высота щитов, крепление нужно начинать снизу. В этом случае вероятность проникновения бетона между щитом и пленкой исключается. Если же внутреннюю поверхность щитов закрыть уже после установки опалубки на место, поверхность фундаментов получится неровной, поскольку без складок закрепить пленку или пергамин не удается
(Окончание следует)
