Некоторые советы по устройству фундамента

Требования к фундаменту.

Фундаменты зданий должны отвечать следующим основным требованиям:
-обладать достаточной прочностью,
-устойчивостью и морозостойкостью,
-хорошо противостоять влиянию грунтовых вод,
-соответствовать по долговечности сроку службы здания и, конечно, быть экономичными.
Стоимость возведения фундамента составляет около 10% стоимости строительства всего дома. Трудоемкость достигает 15%. Масса фундамента – до 20% общей массы строения.

Подготовительные работы перед закладкой фундаментов.

Прежде чем приступать к разработке траншей под фундамент, необходимо выполнить следующие работы:
-составить проект дома, включающий в себя смету и порядок производства работ;
-выполнить разметку участка под строительство;
-определить тип грунта, уровень грунтовых вод и глубину промерзания.
-при необходимости осушить участок, уплотнить грунт, отвести талые и дождевые воды. Непосредственно перед началом строительства с помощью обычной веревки обозначают контуры фундамента. Траншеи отрывают непосредственно перед началом возведения фундамента, чтобы земля, высыхая, не осыпалась, и атмосферные осадки не заливали их водой. При необходимости стены траншей укрепляют опалубкой и ставят временные распорки.
Разметка будущего фундамента.

Сначала определяют оси конструкции. Затем с помощью отвеса отмечают точку А (угол дома), и от нее восстанавливают перпендикуляр, по направлению которого также натягивают шнур. От точки А отмеряют размеры стен главного (точка В) и бокового (точка С) фасадов. Последнюю точку D (четвертый угол дома) определяют с помощью угольника. Следует наметить не только оси, но и обозначить ширину траншей. Правильность разметки дополнительно проверяется диагоналями. Если они равны, значит в плане получился не просто параллелограмм, а именно прямоугольник. После разметки приступают к земляным работам. Профиль траншей зависит от их глубины и грунтов, в которых они отрываются. Если глубина траншей не превышает 1 м, их стенки можно выполнять вертикальными.
Глубина заложения фундамента.

Она зависит от рода грунта, уровня грунтовых вод, глубины промерзания. Например, для сухих грунтов глубина заложения должна быть не менее 0, 5 м, а для мокрых мелкопесчаных и глинистых – не менее глубины промерзания. Как правило, закладывать фундаменты рекомендуется ниже глубины промерзания. Значительно сложнее возведение фундаментов в пучинистых грунтах, особенно при их глубоком промерзании. Во всех случаях для возведения таких фундаментов необходимо применять водо- и морозостойкие материалы, в том числе высокопрочные бетоны. В песках гравелистых, крупных и средней крупности, а также в крупнообломочных грунтах, глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания. Но все-таки она должна быть не менее 0, 5 м от планировочной отметки. Под внутренние стены фундамент достаточно заглублять на 0, 5 м от уровня земли. Следовательно, глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам можно принять за естественное основание для данного здания.
Устройство коммуникаций через фундамент.

Если Вы собираетесь оставлять в фундаменте отверстия для коммуникаций, в опалубке надо установить временные заглушки, которые удаляют после затвердевания бетона. После прокладки труб зазор в отверстиях вокруг них следует заделать паклей и обмазать глиной вперемешку с битым стеклом (против грызунов). В некоторых случаях коммуникации прокладывают еще до строительства фундамента.
Материал фундамента.

Для возведения фундаментов используются различные материалы, такие как бутобетон, бутовый камень, бетон, кирпич, грунтоцемент, отвальные шлаки и т. п. В сухих песчаных или гравелистых грунтах при условии надежной защиты от размывания фундаменты можно устраивать из гипсобетона или шлакобетона, а также из кирпичного щебня. Каждый из каменных материалов имеет свои особые характеристики. Знание свойств и отличительных признаков, указывающих на качество, поможет при их выборе и покупке.
Качественный бетон для фундамента.

Бетон предпочтительно готовить на цементе марки 300-400, используя в качестве заполнителя чистый крупный песок или гранитный щебень.

Мелкий песок с частицами глины и щебень из известняка или кирпичного боя значительно снижают прочность бетона даже при высокомарочном цементе. Состав бетона: одна часть цемента, три части песка, три-четыре части щебня. Воду добавляют с таким расчетом, чтобы пластичность бетона позволяла уложить его (но не залить!) в опалубку с легким трамбованием. Чем жестче бетон, тем он прочнее. При закладке фундаментов особенно важно учитывать, что длительное хранение цемента даже в сухом месте снижает его марку за шесть месяцев на 25%, за год – на 35-40%, за два года – примерно вдвое.

Как избежать выдирания фундамента боковыми касательными силами морозного пучения?

Внутри фундамента на всю его высоту закладывают арматурный каркас, жестко связывающий верхние и нижние части фундамента. В качестве арматуры используют металлические стержни и проволоку диаметром 6-12 мм. Также можно использовать металлолом, например старые водогазопроводные трубы или уголки. Основание фундамента делают расширенным в виде опорной площадки-анкера, не позволяющей вытащить его из земли при морозном пучении грунта. Данное конструктивное решение возможно более полно реализовать при использовании железобетона.
Как избежать разрушения конструкции боковыми касательными силами, если фундамент кирпичный?

При возведении фундамента из кирпича и мелких блоков без внутреннего вертикального армирования его стены выполняют наклонными – сужающимися кверху. Боковые поверхности фундамента тщательно выравнивают и покрывают скользящим слоем – полиэтиленовой пленкой или отработанным машинным маслом. Кроме того, поверхностный слой грунта вокруг фундамента утепляют шлаком, пенопластом или керамзитом, что уменьшает местную глубину промерзания грунта. Этот комплекс мер уменьшает влияние сил морозного пучения.
Конструкции фундаментов.

В зависимости от расчетных нагрузок фундаменты бывают ленточные, сплошные (плитные), столбчатые и свайные.
Ленточные фундаменты.

Они имеют вид непрерывных подземных стен или железобетонных перекрестных балок. В разрезе ленточный фундамент представляет собой прямоугольник. Ширина ленточных фундаментов под наружные стены зависит от качества грунтов. Она должна быть не меньше толщины стены и не менее 40-50 см, если фундамент изготавливают из бута, кирпича или шлака. Оптимальной является ширина, на 5 см превышающая толщину стены со штукатуркой.

Прямоугольное сечение фундамента по высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта. В большинстве же случаев приходится расширять подошву фундамента. Сечение фундамента с расширенной подошвой имеет форму трапеции. Расширение подошвы не должно быть слишком большим воизбежание появления растягивающих и скалывающих напряжений в выступающих частях фундамента и образования в них трещин.
Когда выполняются бутовые фундаменты?

Их рекомендуется выполнять для зданий со стенами из кирпича, керамических камней и других мелкоштучных материалов. Для таких стен требуется непрерывная опора на всем протяжении. Важной предпосылкой для выбора этого вида фундамента является наличие бутового камня как местного материала. При необходимости заглубления подошвы фундамента более чем на 70 см в нижней части рекомендуется устраивать подушку из крупного песка, гравия или щебня. Песчаные подушки не следует применять в макропористых грунтах. Во влажных грунтах песчаные подушки необходимо устраивать ниже глубины промерзания грунта.
Бутобетонные фундаменты.

Они выполняются в тех случаях, когда требуется более высокая несущая способность конструкции. Бутобетонная кладка состоит из бетона с добавлением 15-20% бутового камня . Она менее материалоемкая и не требует повышенного расхода цемента.
Растворы применяемые для кладки фундаментов в сухих грунтах.

Можно использовать известковые или глиняные растворы состава 1:5 (глина или известь и песок). Перед кладкой первого ряда фундамента из кирпича или камня следует уложить слой раствора толщиной 3-5 см. На него – кирпич или камень, затем тщательно утрамбовать, чтобы не осталось пустот.
Неармированный фундамент.

При устройстве такой конструкции на дно траншеи или на песчаную подушку укладывают наиболее крупные бутовые камни. Промежутки между ними заполняют щебнем. После укладки первого ряда заливают раствор слоем в 15-20 мм. По этому слою укладывают второй ряд камней так, чтобы они перекрывали швы нижележащего ряда. Камни следует устанавливать плотно, добиваясь их устойчивого положения. Нельзя подсыпать под камни щебенку, так как она при эксплуатации измельчается, что может повлечь за собой разрушение фундамента. После укладки очередного ряда промежутки между камнями следует заполнить щебнем и раствором.
Фундамент из грунтоцемента.

Фундаменты усадебных домов можно делать из грунтоцемента в виде монолита или блоков, укладывая их на песчаную подушку. Грунтоцемент рекомендуется готовить из суглинков, супесей, лессовидных суглинков и лессов. Подзолистые, торфяные и почвенные грунты для этого непригодны. Можно использовать следующий состав (в %) грунтоцементной смеси: измельченный грунт – 75-77, цемент марки 300 – 7-10, вода – 14-16. При работе с грунтоцементом не следует допускать разрывов во времени более чем 30 минут между укладкой каждого слоя. Если перерывы больше, на уложенном слое делают насечку. Затем продолжают работу.
Сборный фундамент.

Он состоит из двух элементов: подушки и железобетонных блоков прямоугольной или трапецеидальной формы. Его возводят на тщательно утрамбованной песчаной подготовке толщиной 150 мм. При строительстве на слабых грунтах в сборных фундаментах для повышения жесткости устраивают железобетонные пояса толщиной 100-150 мм или армированные швы толщиной 30-50 мм. Их размещают между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков, а также на уровне верхнего обреза фундамента.

Расчеты показывают, что ширину сборных фундаментов, монтируемых из крупных блоков, следует принимать равной толщине надземных стен, но не менее 300 мм. Экономии строительных материалов можно добиться, устраивая прерывистые фундаменты. Состоят они из отдельных блоков, уложенных не вплотную, как в ленточных фундаментах, а на расстоянии примерно 0, 2-0, 9 м друг от друга. Промежутки между ними засыпают грунтом.
Столбчатые фундаменты.

Столбчатые фундаменты имеют вид отдельных опор, устраиваемых под стены, столбы или колонны. Их используют при незначительных нагрузках на фундамент, когда давление на грунт меньше нормативного (при строительстве легких малоэтажных домов). Столбчатые фундаменты могут быть деревянными, кирпичными, бетонными, буто- или железобетонными. Столбы ставят на расстоянии 1, 5-2, 5 м друг от друга. Обязательна установка столбов в местах пересечения стен, в углах дома, вдоль тяжелых простенков и там, где сосредоточена наибольшая нагрузка. Фундаментные столбы из бетона или железобетона перекрывают железобетонными фундаментными балками, на которых возводится стена.
Столбы из кирпича или бутобетона.

Столбы из кирпича или бутобетона устраивают следующим образом. Сначала роют яму размером 1х1х1 м. На дно укладывают подушку из песка. Если дно песчаное, то сразу насыпают гравий или щебенку, которую желательно пролить битумом или застелить рубероидом в один слой. Затем укладывают слой бетона и выравнивают его. Примерно через сутки, когда бетон «схватится», на этом основании выкладывают кирпичный столб, выводя его на 25-50 см над поверхностью земли. Применение силикатного кирпича для столбов недопустимо.Перед засыпкой столб обмазывают битумом.
Бетонные столбы.

Самыми надежными являются бетонные столбы. До их возведения в центр бетонной подушки вмуровывают 3-4 арматурных прута, куски толстой проволоки или металлические штыри. Как только бетонная подушка затвердеет, сверху нее устанавливают опалубку. При сколачивании щитов опалубки связывающие бруски не обрезают, а делают из них так называемый замок на 1/3 высоты от основания. Укладывать бетон нужно так, чтобы не было пустот или раковин. В этих целях его трамбуют ломом или жердью. Для определения высоты столба используют шнур. На нужном уровне забивают гвоздь (насквозь), после чего заливают необходимое количество бетона. Столбчатые бутовые фундаменты наиболее эффективны при инженерно-геологических условиях, требующих заложения подошвы на глубину от 1, 5 до 3 м.
Фундаменты из деревянных стульев.

Фундаменты из деревянных стульев устанавливают под легкие каркасные и деревянные здания. Древесину для них желательно брать комлевую (сосновую или дубовую) диаметром не менее 20 см и антисептированную (обмазанную битумом или обожженную). Деревянные стулья устанавливают на специальные подкладки из пластин или брусьев толщиной 10, шириной 20 и длиной 40-50 см. Они повышают устойчивость фундамента и увеличивают площадь передачи давления на грунт. Стулья углубляют в землю не менее чем на 125 см, устанавливая их по всему периметру здания на расстоянии 1-2 м один от другого. При этом под каждым углом обязательно должен стоять стул. После их установки нужно засыпать ямы слоями по 15-20 см с тщательной утрамбовкой. В два верхних слоя рекомендуется добавить щебень или крупный гравий. Фундаменты из сосновых стульев служат в среднем 6-7, а из дубовых – 12-15 лет. Антисептирование или обжиг удлиняет этот срок в 1, 5-2 раза. В мировой практике известны примеры 400-летней жизни зданий на деревянных сваях.
Сплошные фундаменты.

Сплошные фундаменты представляют собой железобетонную плиту, расположенную под площадью всего здания. Их устраивают в тех случаях, когда нагрузка на фундамент значительна, а основание слабое. Эта конструкция особенно целесообразна при необходимости защиты подвалов от проникновения грунтовых вод. Существует также конструкция фундамента в виде монолитных железобетонных плит, которые бывают безбалочными и ребристыми. Иногда в основании встречаются старые засыпанные ямы, колодцы, случайные слабые прослойки грунта. Во избежание неравномерной осадки эти места необходимо расчистить и заполнить кладкой, тощим бетоном или утрамбованным песком. При возведении фундамента над этими местами укладываются армированные швы.
Какие грунты для заложения фундаментов предпочтительнее?

Лучшими грунтами являются скалистые сплошные и слоистые, а также плотно слежавшиеся: скалистые обломочные, песчаные крупнозернистые и плотные глинистые. Совершенно непригодны – растительная земля, торф, а также всякого рода наносные и насыпные грунты.Прочность песчаных оснований возрастает с увеличением размера частиц песка. Незначительные деформации при воздействии нагрузки испытывают пески средней крупности. На прочности крупных и средних песков обводнение почти не сказывается. Мелкие же пески при увеличении влажности заметно теряют в этом показателе. Однако самыми надежными являются основания, сложенные крупнообломочными грунтами, в которых большая часть массы приходится на частицы диаметром свыше 2 мм; если таких частиц меньше 50% – грунт песчаный. На их несущую способность не оказывает отрицательного воздействия наличие воды или песчаного заполнителя.Пылевато-глинистые грунты в зависимости от содержания глинистых частиц делятся на супеси (3-10%), суглинки (10-30%) и глины (более 30%). Все они отличаются нестабильными механическими показателями, определяемыми пористостью и влажностью. С увеличением последних, несущая способность таких грунтов снижается. С большими трудностями сопряжено устройство фундаментов на илистых грунтах, поскольку такие грунты обладают значительными пористостью и анизотропией. Лессы и лессовидные грунты в сухом состоянии достаточно устойчивы в силу наличия прочных структурных связей. Однако при увлажнении эти связи нарушаются, и под нагрузкой такой грунт проседает. Торф, представляющий собой смесь глинистых или песчаных грунтов с растительными остатками, характеризуется медленным развитием осадок, большой сжимаемостью и анизотропией. Кроме того, в торфе зачастую возникают среды, агрессивные по отношению к материалам, из которых устроены подземные конструкции здания.
Что означает понятие «легкий – тяжелый» дом?

Тяжелый – это дом, на строительной площадке которого касательные силы пучения, способные действовать по боковой поверхности заглубленных ниже расчетной глубины промерзания фундаментов, меньше веса дома. Легкий – это дом, на площадке которого касательные силы пучения больше веса дома. Из данных определений следует, что один и тот же дом может быть легким или тяжелым в зависимости: от климатической зоны, где он строится; от степени пучинистости грунтов; от теплового режима дома; от конструктивных особенностей цокольной части дома.
Равномерно ли промерзает грунт по периметру дома?

За зимний период с одной стороны дома может намести снега больше, чем с другой. Там, где снега больше, промерзание и пучение меньше. У крыльца, гаража и между ними, если в доме проживают, снег по дорожкам убирается регулярно, а если не проживают – периодически. В этих местах промерзание грунта может быть наибольшее. В отапливаемых домах с цокольным этажом внизу могут находиться топочная, сауна. В местах их расположения примыкающий грунт вообще может не промерзать. Под внутренними фундаментами неотапливаемых домов грунт может промерзать на большую глубину, чем под наружными фундаментами при наличии снега. Под внутренними фундаментами в отапливаемых домах грунт может совсем не промерзать. Если в отапливаемых домах имеются примыкающие веранда, терраса и гараж, то промерзание под ними значительно больше, чем под наружными фундаментами отапливаемой части дома.
Как предохранить грунт от промерзания, если зимой в силу тех или иных причин намечено строительство дома?

Для этого рекомендуется осуществлять:
предварительное рыхление земли путем вспахивания, боронования;
засоление грунта;
покрытие поверхности теплоизоляционными материалами;
удержание снегового покрова.
Как разморозить грунт?

Есть два способа оттаивания мерзлого грунта:
использование солнечного тепла или тепла воды;
сжигание твердого, жидкого или газообразного топлива.

Самый дешевый – сжигание твердого топлива (дрова) с последующей засыпкой костров древесными опилками. Под воздушным покрытием дрова и опилки тлеют сутками, «отпуская» тепло вниз и прогревая землю в глубину. При разработке мерзлых грунтов применяют машины ударного действия – отбойные молотки. Разработанные в зимнее время траншеи следует засыпать немедленно. Физические свойства и критерии надежности грунта.
Каковы различия в физических свойствах песка и глины?

Прежде всего, они сводятся к следующему.

Пески в чистом виде имеют ничтожную связь, глины обладают значительной связностью. Пески не пластичны, глины – пластичны. Пески почти немедленно после приложения силы сжимаются, глины же под действием внешней нагрузки сжимаются очень медленно. В то же время степень сжимаемости песков ничтожна, глины сжимаются сильно.

Прочность песчаных оснований возрастает с увеличением размера частиц песка. Незначительные деформации при воздействии нагрузки испытывают пески средней крупности. На прочности крупных и средних песков обводнение почти не сказывается. Мелкие же пески при увеличении влажности заметно теряют в этом показателе. Однако самыми надежными являются основания, сложенные крупнообломочными грунтами, в которых большая часть массы приходится на частицы диаметром свыше 2 мм; если таких частиц меньше 50% – грунт песчаный. На их несущую способность не оказывает отрицательного воздействия наличие воды или песчаного заполнителя.
Что называется материком?

Всякий грунт, способный по своим свойствам служить естественным основанием для возведения на нем необходимого сооружения, называется материком. От материка требуется: достаточная прочность; малая и равномерная сжимаемость; неразмываемость; достаточная мощность; невыветриваемость. Достаточная прочность определяется соотношением между весом сооружения, приходящимся на 1 см. площади основания, и допустимым на такую же площадь данного грунта давлением. Также следует учитывать характер нагрузки и глубину заложения фундамента.
Дома могут быть регулярно отапливаемые в зимний период и неотапливаемые (эпизодически отапливаемые или с отложенным периодом регулярного отопления). Как это влияет на расчетную глубину промерзания грунта ?

В неотапливаемых домах расчетная глубина промерзания грунтов увеличивается по сравнению с нормативной в 1, 1 раза. В этом случае заглубление фундаментов обычно принимается равным 1, 6 м. Если дома отапливаемые, то расчетная глубина промерзания меньше или равна нормативной (в зависимости от особенностей конструкции цокольной части и температуры в доме). Например, при температуре в бесподвальном доме не ниже +15°С и устройстве утепленных полов по цокольному перекрытию расчетная глубина промерзания грунтов у наружных фундаментов составляет 1, 1 м, при температуре не ниже +10°С – 1, 26 м, при температуре 0 – +5°С – 1, 4 м. В отапливаемом доме с теплым подвалом или техническим подпольем при температуре в нем не ниже +15°С расчетная глубина промерзания грунтов у наружных стен подвала или фундаментов составит 0, 7 м.

Как быть, если при устройстве фундамента сделаны расчетные ошибки?

При расчетах относительных деформаций фундаментов учитывается жесткость системы «фундамент – цоколь – стена». Если при принятых размерах фундамента и цоколя жесткость системы недостаточна для обеспечения допустимых относительных деформаций, то дополнительно могут вводиться пояс жесткости на уровне цокольного или межэтажных перекрытий, армированная кладка стен над перемычками или по верху стен, вместо кирпичной кладки цоколя – монолитный железобетонный цоколь. Могут быть изменены размеры фундаментов и противопучинной подушки.
Цоколь здания.

Для защиты стен от влаги в верхней части фундамента устраивается цоколь. Он должен быть прочным, устойчивым к атмосферным и грунтовым водам. Поэтому цоколь выкладывают из прочных морозостойких материалов (камень, бетон, кирпич-железняк) и оштукатуривают цементным раствором. При ленточных фундаментах цоколем обычно является его верхняя часть, выступающая над поверхностью земли, при столбчатом – стены, устраиваемые между столбами или над столбами.

В цоколе обязательно устраивают продухи для проветривания подполья или вентиляции подвала.
По отношению к наружной стене цоколь может быть выступающим, западающим или находиться с ней в одной плоскости. Какой лучше?

Наиболее эффективен западающий цоколь, который позволяет укрыть гидроизоляционный слой от механических и атмосферных воздействий. Он обеспечивает сток дождевой воды со стен и не требует устройства слива. Цоколь, находящийся в одной плоскости со стеной, оставляет открытым гидроизоляционный слой. Наиболее практичный и долговечный – цоколь из монолитного бетона. Штукатурка цоколя или облицовка плитками не всегда долговечны и эффективны вследствие влияния на них влаги.

Наружной поверхности бетонного или железобетонного цоколя желательно придавать различную фактуру во время заливки бетоном, а не с помощью последующей доработки (как правило, декоративная обработка цоколя в дальнейшем требует периодического ремонта и восстановления).
Цоколь на столбчатом фундаменте.

При строительстве дома на столбчатых фундаментах цоколь изготавливают в виде перемычки между столбами, армированной металлическими стержнями 8-12 мм диаметром. Такой цоколь не должен непосредственно опираться на грунт. Между цоколем и грунтом в промежутках между опорами следует оставлять свободное пространство в 10-15 см. При неправильном решении цокольного узла может деформироваться не только сам цоколь, но и все расположенные выше конструкции. По этой причине не рекомендуется устраивать цоколи или забирки между столбчатыми опорами легких сооружений.
Что такое забирки?

Это один из простейших видов цоколя, представляющий собой тонкие стены между столбами фундамента, утепляющие подпольное пространство и предохраняющие его от влаги, снега и холода. Чаще всего забирки выполняют из того же материала, что и столбы. Ширина бутовой забирки должна быть не менее 40 см, кирпичной – не менее чем в один кирпич. Заглубляют забирку на 30-50 см. В глинистых грунтах под ней должен быть слой утрамбованного песка (песчаная подушка) толщиной не менее 15 см. Забирку желательно оштукатурить. Для утепления забирку со стороны подполья подсыпают шлаком или песком. Применять для этой цели землю не рекомендуется, так как это может привести к образованию в доме сырости и загниванию полов.

С каждой стороны дома в цоколе, забирке или завалинке делают хотя бы по одному вентиляционному отверстию размером не менее 14х14 см. С наступлением холодов их закрывают деревянными щитами или кирпичом, обмазывая глиной.
Отмостка.

Для отвода от дома стекающей с крыши воды и защиты фундамента от проникновения поверхностных вод устраивают отмостку.

Отмостка должна быть шириной не менее 700 мм и на 200 мм шире карниза, чтобы вода, стекающая с крыши, не размывала грунт и не застаивалась под домом. На просадочных грунтах ширина отмостки должна быть не менее 1 м и не менее 300 мм шире засыпаемых пазух фундамента. Отмостку устраивают с уклоном 1 : 5. Она должна состоять из подстилающего слоя и водонепроницаемого покрытия. Для покрытия применяют бетон толщиной не менее 80 мм. Вокруг фундамента снимают растительный грунт на глубину 10-15 см и закладывают слой мягкой глины, которую хорошо уплотняют. Кроме бетона, отмостки также выполняют из щебня, гравия, булыжного камня, бетонных плит и т.п.

По краю отмостки желательно устроить водоотводную канавку, дно и стенки которой выкладывают из камня или бетонируют технологии устройства фундаментов.