- 11.08.2016 Дата добавления
- 3453 Просмотра
«Из всех ошибок, происходящих на стройке, наиболее пагубны те, которые касаются фундаментов, так как они влекут за собой гибель здания и исправляются с величайшим трудом».
— Андреа Палладио, итальянский архитектор эпохи Возрождения (XVI век).Как вы уже догадались, речь пойдет о Его Величестве Фундаменте. Роль этой опорной части дома, которая предназначена для передачи нагрузки от всех конструкций дома на грунт, переоценить трудно.
Лучше один раз построить качественно, чем производить дорогостоящие ремонтные работы фундамента. От качества фундамента зависят прочность и долговечность дома.
Вид и глубина заложения фундаментов зависят от состояния грунтов и нагрузок на основание. Фундамент закладывают сразу после земляных работ (выемка грунта из котлована).
Основные виды фундаментов
В зависимости от формы и способа опирания на грунт фундаменты бывают:
- Столбчатые
- Ленточные
- На сплошной плите (плитные)
- Свайные
В зависимости от технологии возведения фундаменты делятся на:
- Сборные
- Монолитные
Фундаменты также делают под стены и несущие перегородки, под отдельные опоры, под печи, под крыльцо, под тяжёлое оборудование. Вид фундаментов выбирают исходя из величины нагрузок, чувствительности конструкций дома к неравномерным перемещениям основания, качества грунтов в основании, опасности воздействия морозного пучения, применяемых конструкций и материалов.
Основным материалом, используемым в строительстве фундаментов, является бетон (железобетон). В малоэтажном строительстве также широко применяются бут, бутобетон, кирпич и другие материалы.
Бутовые фундаменты рекомендуется применять для каменных зданий со стенами из кирпича, керамических камней и других мелкоштучных материалов, для которых на всем протяжении требуется непрерывная опора. Важной предпосылкой для этого считается наличие бутового камня как местного материала.
Ширина бутовых фундаментов зависит от толщины стен дома и передаваемой на фундамент нагрузки. Как правило, она принимается равной толщине стены или на 10 см больше ее. При заглублении подошвы фундамента под ним рекомендуется устраивать подушку из крупного песка, гравия или щебня.
Бут — природный материал неправильной формы для кладки фундамента, обладающий достаточной прочностью и морозостойкостью.
Песчаная подушка — слой из средне- или крупнозернистого песка (100–200 мм), который укладывается на дно котлована перед заложением фундамента. Чаще всего подушки применяются для выравнивания поверхности основания, для экономии строительных материалов, также для полной или частичной замены непригодных грунтов в основании. В обводненных грунтах, особенно пучиноопасных, при промерзании, укладывание песчаных подушек не рекомендуется без устройства дренажа. В противном случае, возможно как «вымывание» песка, так и заиливание подушек и, как следствие, потеря ими первоначальных свойств.
Бутобетонные фундаменты применяют в тех случаях, когда требуется более высокая несущая способность конструкции. Бутобетонная кладка состоит из бетона с добавлением 15–20 % бутового камня, как «кекс с изюмом». Она менее материалоёмка, не требует повышенного расхода цемента. Толщина бутобетонной стенки должна быть не менее 40 см. Поперечное сечение фундамента, как правило, имеет прямоугольную форму.
Если нагрузки на фундамент от вышележащих конструкций значительны, а грунт в основании не обладает достаточной несущей способностью, подошву фундамента расширяют уступами. Для бутовых и бутобетонных фундаментов высота уступа не более 50 см, а его ширина — не более 25 см.
Кладка фундамента из кирпичного боя, мелкого булыжника, щебня, гравия, шлака имеет свою специфику. Вначале уплотняют дно траншеи, укладывая слой цементного раствора толщиной 4–5 см. Затем подготовленный материал равномерно насыпают слоями в траншеи толщиной по 15–20 см, заливают каждый слой жидким раствором требуемой марки и тщательно уплотняют тяжёлыми трамбовками. Жидкий раствор готовят из обыкновенного раствора, добавляя в него воду, и подают ведром к месту заливки.
Под небольшие одноэтажные дома можно устраивать песчаные фундаменты. Для этого необходимо вырыть траншею на требуемую глубину, но обязательно до плотного основания. Траншею засыпают крупнозернистым песком слоями по 15 см. При этом каждый слой поливают водой и уплотняют. Такие фундаменты подходят для каркасно-щитовых, бревенчатых домов. Фундаменты следует выполнять до отметки 30 см ниже уровня земли, после чего необходимо уложить щебень слоями по 15–20 см, полить его цементно-известковым раствором и утрамбовать.
Столбчатые фундаменты могут быть деревянными, каменными, кирпичными, бетонными, бутобетонными или железобетонными. Применение силикатного кирпича для столбов недопустимо. Столбы ставят на расстоянии 1,5–2,5 м друг от друга. Обязательна установка столбов в местах пересечения стен, в углах дома, вдоль тяжёлых простенков и в других местах сосредоточенной нагрузки.
Столбчатые бутовые фундаменты рекомендуется применять в тех случаях, когда нагрузки от вышележащих конструкций малы и не позволяют полностью использовать несущую способность основания при применении ленточного фундамента. Наиболее эффективны в тех случаях, когда инженерно-геологические условия площадки строительства требуют значительной глубины заложения подошвы — от 1,5 до 3,0 м. Минимальные размеры столбов по конструктивным требованиям — 60х60см. Нижняя часть фундаментов может выполняться в виде песчаной подушки.
Столбчатые бетонные фундаменты рекомендуется применять в тех случаях, когда требуется более высокая несущая способность конструкции. Размеры столбов зависят от нагрузок и принимаются по проекту или расчёту. Столбы могут быть квадратными или прямоугольными. При кирпичной кладке они выполняются в 2–2,5 кирпича.
При использовании кирпича или бута для кладки необходимо перевязать швы. Столбы лучше армировать сеткой из проволоки по высоте через каждые 25–30см. Под одноэтажные легкие каркасные здания допускается ставить угловые кирпичные столбы в 1,5 кирпича. Бетонные фундаменты допускается выполнять из мелких блоков или монолитными.
Преимущества фундамента на винтовых сваях:
- Надежность — винтовые фундаменты прочны и надежны даже на сложных (обводненных, торфяных) фунтах, их используют при строительстве причалов и пирсов.
- Стоимость — цена на винтовые фундаменты значительно (до 50%) ниже стоимости фундаментов других видов.
- Долговечность — срок службы фундаментов составляет несколько десятков лет.
- Оперативность — строительство винтовых фундаментов, даже под здания сложной конфигурации, занимает несколько дней.
- Простота монтажа — возведение фундамента возможно без использования техники.
- Безопасность и экологичность — винтовые сваи не нарушают целостность грунта их установка не требует значительных земляных работ и не нарушает рельеф участка.
- Масштабируемость — при необходимости можно легко осуществить пристройку дополнительного.
МНЕНИЕ СПЕЦИАЛИСТА
«Искусство проектировщика играет центральную роль в деле создания качественного, надежного фундамента. Это целая наука, и это нужно помнить, приступая к работе над фундаментом. Только так можно достичь ожидаемого результата.»
— Николай Федорович Чертоляс, кандидат технических наукСрок жизни здания определяет фундамент
Несмотря на то, что стоимость фундамента составляет лишь 3–7 процентов от стоимости здания, по значимости он является основополагающим с точки зрения его долговечности. Ничто так сложно не исправляется в строительстве, как ошибки, допущенные при проектировании и устройстве фундамента. 80 процентов случаев гибели зданий и сооружений происходит из-за неграмотного решения этого важнейшего конструктивного элемента. Это понимали архитекторы и строители всех времен и народов, с этим же приходится считаться и теперь.
Надежность фундамента здания зависит от многих факторов. Первый и самый главный — характер и состояние грунтов, на которых он воздвигается. Важно правильно определить состояние основания грунта. Здесь на первый план выходят инженерно-геологические изыскания, которые помогают правильно определить необходимый вид (тип) фундамента на основе полученных данных о свойствах грунта.
Грунты имеют широкую классификацию. Скала, торф, просадочные типы грунтов, мёрзлые грунты — вот лишь некоторые из них. Они ведут по-разному, поэтому для каждого вида грунта предполагается определенный вид фундамента.
К примеру, мерзлые грунты характерны для многих районов Сибири, говоря о просадочных грунтах, необходимо иметь в виду, что их свойства оказывают колоссальное влияние на основание фундамента и состояние здания в целом: они имеют тенденцию просаживаться от воздействия влаги.
В городе Кемерово, где здания построены на естественном основании, в результате их эксплуатации и замачивания грунтов (например, театр оперетты) было много неприятностей, повлекших за собой значительные мероприятия по их восстановлению.
В Новокузнецке просадочные грунты также распространены. В особенности в Кузнецком районе и на Ильинке. В истории строительства Ильинки было много неприятных вещей, связанных с характером поведения местных грунтов.
Часть зданий в Новокузнецке построена на естественном основании: дома на улицах Лазо, Глинки, Челюскина. Однако Новокузнецку повезло больше, чем Кемерово. Дело в том, что здесь просадочные грунты сильно деградировали, изменились со временем. Они стали обычными грунтами и перестали проявлять просадочные свойства. Большинство зданий в городе построены с применением свайных фундаментов. Особенно необходимо отметить КМК, где состояние фундаментов зданий постоянно проверялось и контролировалось со времен Бардина.
Чтобы правильно запроектировать фундамент, необходимо правильно выполнить расчёт его параметров. Это значит, что фундамент здания должен быть прочным и устойчивым, а его размеры должны обеспечивать расчётную величину осадки грунта. Все это регламентируется соответствующими нормами. Так, фундамент жилого дома на естественном основании должен рассчитываться с учётом 8–10 см осадки грунта, а если это доменная печь — 30–40 см осадки грунта.
Основными фундаментами, применяемыми в массовом строительстве нашего города, являются свайные фундаменты, примененные, в частности, в строительстве ЗСМК. Поставив все здания комбината на свайные стойки, удалось исключить все проблемы достижения необходимых прочностных параметров фундамента его зданий.
Свайный фундамент идеален для нашего города и позволяет решать проблемы просадочных грунтов. В сейсмическом отношении они так- же хороши.
