Устройство фундаментов

Работы по устройству фундаментов начинают с таким расчетом, чтобы строительство дома и ввод его в эксплуатацию осуществлялись за один строительный сезон.

В противном случае фундаменты, возведенные в пучинистых грунтах и оставленные на зимнее время без нагрузки (без стен, перекрытий и крыши), могут деформироваться. Непредвиденные деформации могут произойти и в том случае, когда построенный дом в зимнее время не эксплуатируется, а глубина заложения его фундаментов рассчитана на тепловой режим отапливаемого дома.

Перед началом строительства заготовленные строительные материалы располагают вблизи от строительной площадки: камень, кирпич, песок, асбестоцементные листы и трубы — на открытых площадках, а пиломатериалы, столярные изделия, утеплитель, цемент — под навесом.

Устройство фундаментов начинают с разбивки в натуре плана дома. По его внешнему периметру на расстоянии 1-1,5 м от края будущей траншеи или котлована в створе разбивочных осей забивают или закапывают деревянные столбики или обрезки металлических труб. Их верх должен быть на 10-20 см выше уровня будущего пола. В местах пересечения разбивочных осей для крепления проволоки или лески забивают гвозди или делают пропилы. Можно сделать так называемую обноску из столбиков, соединенных по верху досками, которая обозначит не только разбивочные оси, но и внешние границы фундаментов и стен. Прямые углы можно установить с помощью треугольника с соотношением сторон 3:4:5, выполненного из веревки или сбитого из длинных досок. Окончательно проверяют прямоугольность плана измерением его диагоналей.

Для определения горизонтального уровня (одинаковых отметок по углам здания) можно использовать заполненный подкрашенной водой поливочный шланг с двумя стеклянными трубками на концах. Приняв одну из отметок за исходную, при помощи водяного уровня переносят ее на другие стороны и углы и таким образом получают по периметру горизонтальную линию, от которой отсчитывают отметки при земляных работах, устройстве фундаментов и закладке наружных и внутренних стен.

Перед рытьем ям, траншей или котлованов со всей площади застройки, включая будущую отмостку, снимают растительный слой земли и перевозят его в сад или огород. Для предохранения строительной площадки от затопления дождевой водой с верхней стороны участка устраивают водоотводную (перехватную) канаву.

Технология земляных работ зависит в основном от типа фундамента, состава грунта и уровня грунтовых вод. Для столбчатого фундамента удобнее всего делать круглые ямы с вертикальными стенами.

Они устойчивы от обрушения даже при высоком стоянии грунтовых вод. Такие ямы отрывают либо механическим автобуром, либо вручную. В последнем случае целесообразно использовать обычный садовый бур, которым отрывают центральную часть ямы, а также вынимают грунт после расширения ямы лопатой.

Траншеи под ленточные фундаменты и котлованы для подвалов отрывают с учетом допустимой крутизны откосов. Вертикальные стенки высотой 1-1,2 м можно оставлять лишь в плотных глинистых и суглинистых грунтах при отсутствии грунтовых вод, во всех остальных случаях следует предусматривать земляные откосы или временное крепление стен жердями, подтоварником, горбылем.

Фундаменты, как правило, закладывают сразу же после отрывки траншей и котлованов, начиная с самых нижних отметок. Если туда попала вода, то непосредственно перед укладкой фундаментов воду и разжиженный грунт удаляют . При разных отметках заложения подошвы фундамента делают уступы высотой не более 50 см, при этом длину уступа принимают в 2 раза больше его высоты.

Самыми простейшими являются фундаменты на песчаной подушке, устраиваемые в непучинистых (неподвижных) грунтах. Траншеи или ямы отрывают в материковом (нетронутом) грунте на глубину 50-70 см. Песок укладывают слоями по 10-15 см с проливкой каждого слоя водой. Не доходя 20-30 см до планировочной отметки земли, на уплотненный песок укладывают верхнюю часть фундамента из щебня, гравия, камня, кирпича на цементно-песчаном растворе или бетона. В качестве щебня можно использовать кирпичный бой хорошо обожженного кирпича, а также обломки шифера, керамики и бетонных изделий.

Значительно сложнее возведение фундаментов в пучинистых грунтах, особенно при их глубоком промерзании. Во всех случаях для таких фундаментов необходимы водо- и морозостойкие материалы, в том числе высокопрочные бетоны и растворы. Если марка цемента неизвестна, ее ориентировочно можно определить по его удельному весу.

Примечание. При длительном хранении цемента в сухом месте его марка снижается за шесть месяцев на 25%, за один год на 35-40%, за два года — примерно вдвое.

При устройстве фундаментов в пучинистых грунтах из мелкоштучных материалов следует стремиться к их вертикальному армированию. Такое решение наиболее надежно при морозном пучении грунтов.

В ямы или траншеи устанавливают арматурный каркас с выступающими кверху стержнями, затем в распор с боковыми стенками укладывают бетон для опорной плиты, на котором возводят кирпичную вертикальную стену фундамента с колодцами вокруг арматурных стержней. Колодцы заполняют бетоном. Такое решение позволяет жестко связать верхнюю часть фундамента с нижней и одновременно использовать кирпичную кладку в качестве опалубки при бетонировании внутренних железобетонных сердечников.

При устройстве фундаментов с наклонными стенами (без вертикального армирования) их боковые поверхности выравнивают цементным раствором и покрывают битумом.

Как уже было сказано, в глубоко-промерзающих пучинистых грунтах самыми надежными и экономичными являются столбчатые железобетонные фундаменты. На сырых и заболоченных участках, где применение монолитного бетона из-за высоких грунтовых вод затруднено или вообще невозможно, а также при сжатых сроках строительства очень удобны сборные, изготовленные заранее столбчатые фундаменты . Идеальная форма таких фундаментов — несущий столб минимально возможного поперечного сечения, жестко связанный с опорной плитой. Несущие столбы могут быть выполнены из железобетона, асбестоцементных труб с внутренним армированием и заполнением бетоном, а также из металлических труб, защищенных изнутри цементно-песчаным раствором, а снаружи — битумной мастикой или эпоксидной смолой.

Железобетонные столбы при высоте около 2 м могут иметь поперечное сечение примерно от 100×100 до 250×250 мм в зависимости от нагрузки, способа армирования и марки бетона. В качестве арматуры используют металлические стержни и проволоку диаметром 6-12 мм, а также металлолом, например старые во до газопроводные трубы или уголки. Бетон лучше приготовить на высокомарочном цементе марки 300-400, а в качестве заполнителя использовать чистый крупный песок и гранитный щебень. Мелкий песок с частицами глины, а также щебень из известняка или кирпичного боя значительно снижают марку 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.

Для изготовления железобетонных столбов прямоугольного сечения необходима ровная площадка, на которой в качестве опалубки устанавливают на ребро доски с расстоянием между ними, равным толщине изготавливаемых столбов.

Снизу к доскам прибивают рубероид, не позволяющий им сдвинуться в процессе бетонирования, а сверху — поперечные рейки. Чтобы защитить доски от сцепления с бетоном, их поверхности можно закрыть пергамином или бумагой. Перед бетонированием в опалубку укладывают заранее связанный арматурный каркас на подкладки из кирпичного боя или щебня. Арматурный каркас с двух сторон (торцов) каждого столба должен выходить за пределы опалубки: с нижней — для последующего крепления опорной плиты, с верхней — для устройства железобетонного пояса (ростверка). Габариты арматурного каркаса должны быть меньше будущего изделия на 2-3 см с каждой стороны. Бетон укладывают слоями по 8-12 см со штыковкой и трамбованием каждого слоя. Чтобы поверхность уложенного бетона преждевременно не высохла, сверху укладывают мокрые тряпки или газеты и все это накрывают рубероидом. При температуре воздуха 10-15°С через неделю бетонные столбы набирают прочность, достаточную для того, чтобы вынуть их из опалубки и установить для бетонирования опорной плиты .

Размеры опорной плиты в плане обычно принимают равными тройной ширине несущего столба, то есть если сечение столба, например, 15×15 см, то размеры плиты в плане 45×45 см. Но это необязательно, при усиленном армировании опорная площадь плиты может быть и большей. При допустимом давлении на грунт 1,5-2 кг/см3 (средние показатели для пучинистых грунтов) и опорной плите в плане 50×50 см несущая способность фундаментного столба составит 3,5-5 т.

Для бетонирования опорной плиты нижний выпуск арматуры расширяют за счет крепления дополнительного каркаса. На той же грунтовой площадке делают опалубочные ячейки по размеру будущих плит, в них вертикально устанавливают уже готовые столбы и бетонируют с соблюдением той же технологии. Форма опорной плиты может быть как квадратной, так и круглой.

Фундаментные ямы отрывают либо вручную (с использованием садового бура и лопаты), либо механическим автобуром. Внизу яму желательно расширить на 5-10 см с каждой стороны, а на ее дно уложить слой утрамбованного щебня с песком толщиной 10-15 см. Такое решение увеличивает несущую способность фундамента на 20-30%. При массе фундаментного столба около 100 кг его смогут установить в рабочее положение два человека.

Если имеются асбестоцементные трубы, изготовление столбчатых фундаментов упрощается: сначала бетонируют опорную плиту, на нее устанавливают асбестоцементную трубу с размещенным внутри нее арматурным каркасом, сверху заливают бетоном. Внутренний арматурный каркас столба может быть заменен металлической трубой, жестко связанной с каркасом опорной плиты.

При маловлажных грунтах, когда в отрываемых ямах отсутствует грунтовая вода, столбчатый фундамент можно делать из монолитного железобетона. В отрытую яму насыпают и утрамбовывают слой щебня или гравия с песком толщиной 10-15 см. На него устанавливают заранее изготовленный арматурный каркас, опирая его на подкладки из кирпича или камня, и бетонируют опорную плиту. Затем на верхнюю часть каркаса или на металлическую трубу, выполняющую роль арматуры, надевают асбестоцементную трубу и внутреннюю ее полость заполняют цементно-песчаным раствором. Пространство между стенками ямы и асбестоцементной трубой засыпают вынутым грунтом .

При небольших нагрузках столбчатые фундаменты из монолитного железобетона можно сделать еще проще. В отрытую садовым буром яму с уширением внизу до 30-40 см вставляют свернутый в трубу рубероид, устанавливают внутрь арматурный каркас и все это заполняют бетоном.

На тяжелых пучинистых грунтах, а также на насыпных и других слабонесущих фунтах при строительстве небольших прямоугольных зданий возможно устройство мелкозаглуб
ленных подвижных, так называемых «плавающих» фундаментов из сплошных или решетчатых монолитных или сборно-монолитных железобетонных плит. Их большая площадь опоры позволяет снизить удельное давление на грунт до 0,1 кг/см2, а перекрестные ребра жесткости создают конструкцию, достаточно устойчивую к знакопеременным нагрузкам, возникающим при замораживании, оттаивании и просадках грунта. Для их устройства применяют высокопрочный бетон (не ниже М100) и арматурные стержни диаметром не менее 10-12 мм. Относительно большой расход бетона и арматурной стали можно считать оправданным, если все другие технические решения фундаментов в этих условиях не могут гарантировать их надежную работу. В зданиях, где полы расположены невысоко над планировочной отметкой земли, такие фундаменты могут стать даже более экономичными, чем столбчатые, поскольку не потребуются цокольное перекрытие и ростверк.