Свайные фундаменты

 

за счет механического нагружения - с помощью молота, вибрации или вдавливания. Набивные сваи устраивают из бетона или желе­зобетона путем заполнения скважины в грунте.

     Этот способ наиболее приемлем при строительстве загородных домов. При устройстве свайных фундаментов своими силами буре­ние скважины выполняют садовым буром с удлиненным стержнем. Диаметр скважины должен быть не менее 2 00 мм. Вместо садового бура лучше использовать фундаментный бур ТИСЭ-Ф (рис. 45).

                                                    

Рис. 45. Устройство фун­даментного бура ТИСЭ-Ф: 1 - рукоятка; 2 - шнур; 3 - штанга; 4 - фиксатор; 5 - стопор; 6 - плуг; 7 - накопитель 
     
     Минимальное заглубление нижних концов свай в несущий слой грунта принимается по табл. 19.

     Сваи располагают под стенами домов аналогично столбам стол­бчатого фундамента с заделкой их верхней части в монолитный ростверк-цоколь или закреплением головок свай с элементами сбор­ного ростверка (см. рис. 46).

                           

Рис. 46. Примеры сопряжения головок круглых набивных свай со сборным и монолитным ростверком: а - сопряжение элементов железобетонного сборного ростверка (балки, пере­мычки) с головкой набивной сваи; б - сопряжение монолитного железобетон­ного ростверка (пояса) с головкой набивной сваи; 1 - набивная свая; 2 - армированный оголовок из монолитного бетона; 3 - сборный железобе­тонный ростверк; 3' - монолитный железобетонный ростверк; 4 - монтажный стык между сборными элементами ростверка (выполняется мелкозернистым бетоном М200) ; 5 - армированный стержень d 18-22 мм с приваренным к нему коротышем (обрезком) 20-25 см; арматуры d 18-22 мм; 5' - арматурные стержни сопряжения оголовка сваи с монолитным ростверком; 6 - полость сваи (заполняется бетоном в зоне промерзания, ниже - песком или местным грунтом) ; 7 - стальная закладная деталь с приваренной пластинкой 

     В сыпучих грунтах, не держащих стенки скважины, можно ис­пользовать отрезки асбестоцементной или металлической трубы подходящего диаметра, которую устанавливают в устье скважины, постепенно удаляя из ее полости грунт. Полость по окончании по­гружения заполняют бетоном.

Устройство фундаментного бура

     Для бурения скважин под устройство набивных свай эффективнее использовать ручной фундаментный бур ТИСЭ-Ф массой 7 кг .

     Бур выполнен с раздвижной штангой, накопителем грунта и от­кидным плугом, управляемым шнуром. Плуг опускается вниз под собственным весом, надежно фиксируется в промежуточных поло­жениях двухзвенным стопорным механизмом, а поднимается в вер­тикальное положение - за шнур. В сложенном положении длина бура 125 см, а в раздвинутом - 225 см. Ширина рукоятки - 55 см. Длина штанги фиксируется винтовым стопором.

     Бур ТИСЭ-Ф отличается от традиционного садового бура наличи­ем эффективных резцов для вспахивания грунта и отсутствием в самом низу направляющего штыря. Более того, в накопителе грунта выполнено отверстие для прохождения грунта. Это позволяет суще­ственно снизить вертикальные усилия, прилагаемые к буру. Прямо­линейность же скважины обеспечивается боковыми стенками нако­пителя грунта, исключающими увод бура в сторону. Бур позволяет забирать каменистые включения в грунте размером до 4-5 см.

     Бурение вертикальной скважины выполняется при снятом плуге вращением бура по часовой стрелке. Глубина бурения - на 10-15 см ниже расчетной глубины промерзания грунта. По мере заглубления бур поднимается и опорожняется. На тяжелых грунтах бу­рение скважины глубиной 1,5 м занимает около 30 мин. Расшире­ние нижней части скважины выполняется плугом. Вращение бура выполняется против часовой стрелки. Длительность расширения -до 3 0 мин. После установки арматуры и заполнения нижней части

 

     После окончательного заполнения скважины бетоном образует­ся столб, воспринимающий нагрузку от 5 до 10 т. Такой столб не вытащить никакими морозами. На один столб, заложенный на глу­бину 1,5 м, требуется около 0,12 м³ бетона. Завершается выполне­ние набивной сваи созданием ростверка.

Железобетонные    сборные    и    монолитные    ростверки

     Равномерное распределение нагрузки между сваями фундамента осуществляется ростверком, конструкция которого выполняется по верху свай под несущими элементами здания.

     Ростверк по сваям выполняется, как правило, из сборных желе­зобетонных элементов (балок). Высота ростверка - не менее 300 мм. Ширина при однорядном расположении свай принимается равной ширине цоколя, а при отсутствии цоколя - толщине стен первого этажа, но не менее 400 мм. Расстояние между осями свай в ряду должно быть не менее 3d   (где d - диаметр сваи) .

     Пересечение (разрезание) ростверка санитарно-техническими и другими трубопроводами не допускается.

     Отклонение центров свай после погружения или бетонирования не должно быть более 5 см.

     Расстояние между подошвой ростверка и поверхностью плани­ровки должно составлять не менее 10-15 см.

     При монтаже сборных элементов ростверка особое внимание следует уделить их закреплению на оголовке свай. Для этого в про­цессе заполнения полости набивной сваи бетонной смесью М2 0 0 бетонируют вертикально Т-образный арматурный стержень 5 и на оголовок сваи укладывают горизонтально другой арма­турный стержень длиной, равной ширине сваи с приваренными с обеих сторон пластинками-ограничителями высотой, достаточной для захвата сваи и монтируемого элемента ростверка. Затем монтажный стык 4 бетонируют, а коротыши вертикального стержня 5 приваривают к монтажным петлям ростверка, используя нужной длины арматурные стержни. В случае замены сборной бал­ки ростверка на сборные железобетонные несущие перемычки их необходимо между собой закрепить сваркой посредством арма­турных стержней или связать проволочной скруткой.

     После устройства ростверка все стыки и швы заполняют мелко­зернистым бетоном или цементным раствором. Перед возведением стен дома проверяют отметки верхних плоскостей ростверка и при необходимости выравнивают цементным раствором под один мон­тажный горизонт (горизонтального уровня с одинаковыми отметка­ми). Для этого в отсутствие нивелира можно воспользоваться водя­ным уровнем. Окончательную проверку прямоугольности плана и раз­меров ростверка выполняют измерением его диагоналей и сторон.

СПЛОШНЫЕ  ПЛИТНЫЕ  ФУНДАМЕНТЫ

     Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглуб-ленных, а точнее, незаглубленных фундаментов, глубина заложе­ния которых составляет 40-50 см. В отличие от мелкозаглубленных ленточных и столбчатых фундаментов, они имеют жесткое простран­ственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренней деформации воспринимать знакопеременные нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта.

     Фундаменты, которые вместе с грунтом имеют сезонные пере­мещения, называются плавающими. Их конструкция представляет собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную из монолитного железобетона, из сборных перекрестных железобетонных ба­лок или из сборных плит с монолитным покрытием.

 

     Устройство плитного фундамента связано с расходом бетона, ар­матуры и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, и сама плита используется в качестве пола. Для домов более высокого класса чаще устраивают фундамен­ты в виде ребристых плит или армированных перекрестных лент.

     Большая площадь опоры плит позволяет снизить давление на грунт до 10 кПа (0,1 кгс/см²) , а перекрестные ребра жесткости создают кон­струкцию, достаточно устойчивую к знакопеременным нагрузкам, воз­никающим при замораживании, оттаивании и просадке грунта. Для их устройства применяют высокопрочный бетон (не ниже класса B12,5) и арматурные стержни диаметром не менее 12-16 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 не надо устраивать цокольное перекрытие и ростверк).

     Сплошная незаглубленная плита в составе пространственной системы «плита - надфундаментное строение» обеспечивает вос­приятие внешних силовых воздействий и возможных деформаций грунтового основания и исключает необходимость различного рода мероприятий, предотвращающих неравномерные деформации грун­та, на которые обычно в условиях слабых, песчаных и пучинистых грунтов затрачиваются значительные ресурсы.

     Применение незаглубленных фундаментных плит позволяет снизить расход бетона до 30%, трудовые затраты - до 40% и стоимость под­земной части - до 50% по сравнению с заглубленными фундаментами.

     Чтобы уберечь такие фундаменты от промерзания, их надо утеп­лять.

     Морозоустойчивые фундаменты мелкого заложения представляют собой практичную альтернативу более дорогостоя­щим фундаментам глубо­кого заложения в холодных регионах с сезонным про­мерзанием грунта и потен­циальными возможностя­ми морозного пучения.

     Мелкое заложение мо­розоустойчивых фунда­ментов достигается за счет устройства теплоизоляции, размещаемой в самых важных местах,   практически вокруг дома. Таким образом, становится возможным выполнять фундаменты глубиной заложения 40-50 см даже в условиях очень су­рового климата. Технология морозоустойчивых фундаментов мелкого заложения получила широкое признание в Скандинавских странах.

     Морозоустойчивые фундаменты выполняются в виде монолит­ной железобетонной плиты толщиной 2 5-2 0 см с утолщенными кра­ями - контурными ребрами, а для защиты от мороза используют пенопропиленовую изоляцию   (пенопласт) (рис. 47).

                           

Рис. 47. Схема утепленной монолитной фундаментной плиты с утолщенными ребрами: 1 - материковый грунт; 2 - уплотненная песчаная подушка; 3 - монолитная железо­бетонная плита; 4 - утеплитель с гидро­изоляцией; 5 - бетонная отмосткаТепло, уходящее из дома в грунт через фундаментную плиту, плюс геотермальное тепло заставляют линию промерзания подни­маться вверх по периметру фундамента.

     Специалистам известно, что тепло от здания фактически умень­шает глубину промерзания по периметру фундамента. Другими сло­вами, граница промерзания повышается рядом с любым фундамен­том,   если здание обогревается или имеет изоляцию на уровне земли.

     Изоляция по периметру фундамента предотвращает тепловые потери и передает тепло через фундаментную плиту в грунт под фундаментом здания. В то же время источники геотермального тепла излучают тепло в направлении фундамента, что приводит к умень­шению глубины промерзания  вокруг  здания.

     При строительстве домов с использованием морозостойких фун­даментов одна из проблем, с которой сталкиваются строители, со­стоит в том, что полипропилен разлагается под действием ультра­фиолетового облучения и имеет недостаточную ударную стойкость.

     Хлорвиниловый пластик в виде рулона шириной 610 мм, длиной 15 м хорошо подходит для этих целей. Верхний наружный край фундамента оборачивают пленкой, начиная с внутреннего края пли­ты. Пластик легко приклеивается к краю бетона и полипропилено­вому пенопласту мастикой, совместимой с пенопластом. Гибкий хлорвиниловый пластик приклеивается на месте.

 

     Важно отметить экономию затрат при устройстве морозоустой­чивых фундаментов в сравнении с традиционными. Она составляет примерно 3%  общих обязательных затрат на строительство дома.

     Сплошные плитные фундаменты устраивают и заглубленными в виде монолитной плиты под всем зданием (рис. 49). Подобные конст­рукции обеспечивают максимально равномерное распределение нагрузки на основание и, как следствие, - равномерную осадку здания, а также хорошо защищают подвальные помещения от подпора грун­товых вод. Сплошные фундаменты возводят на слабых или неодно­родных грунтах при необходимости передачи на них значительных нагрузок. Такие конструкции хорошо себя зарекомендовали и при ма­лоэтажном строительстве, в особенности если необходима организа­ция подвального или полуподвального помещения под зданием.

     Устройство подвальных или полуподвальных помещений затра­гивает еще один важный аспект проектирования и строительства -гидрозащиту (гидроизоляцию и др.) фундаментов от грунтовых вод и влаги. Грамотная оценка гидрологической ситуации на месте за­стройки, правильный выбор схемы гидрозащиты и качественное проведение работ - основные условия, выполнение которых во многом определяет безаварийность работы как подземной, так и надземной частей зданий.

     Нарушение или разрушение конструкции здания практически всегда сопряжено с нарушениями или разрушением его фундамен­та. Это может происходить из-за ошибок, допущенных при проектировании или строительстве.

     Лишь при условии ответственного подхода ко всему комплексу работ - от проекта до практического воплощения - можно постро­ить надежный дом,   который прослужит многие десятки лет. Варианты устройства незаглубленных плитных фундаментов по­казаны на рис. 48. 

               

Рис. 48. Схемы устройства незаглубленных монолитных и сборно-монолитных фундаментных плит: а - сплошная фундаментная плита из монолитного железобетона; б - сбор­но-монолитная фундаментная плита; 1 - грунт основания; 2 - подстилающий слой из песка (щебня) толщиной 100-200 мм; 3 - монолитная железобетон­ная плита толщиной 200-250 мм; 4 - двухслойная оклеечная гидроизоляция; 5 - бетонный защитный слой толщиной 60-80 мм; 6 - выравнивающая це-ментно-песчаная стяжка под полы толщиной 20-25 мм; 7 - дорожная железо­бетонная плита М-300 (3000Ѕ1750Ѕ170 или 6000Ѕ2000Ѕ140 мм) 
                                

Рис. 49. Схема армирования монолитной плиты: 1 - арматурные стержни АIII, d 12-16 мм; шаг 200 мм; 2 - ар­матурные стержни АIII, d 8 мм, шаг 4 00Ѕ4 00 мм; 3 - защитный слой бетона толщиной 35 мм

ФУНДАМЕНТЫ     ПОД     САДОВЫЕ     ДОМИКИ

     В предыдущих разделах уже рассматривались различные кон­струкции фундаментов, которые вполне можно применить под стро­ительство небольших дачных домиков. Здесь же рассмотрены про­стейшие фундаменты, которые можно выполнить собственными силами.

     Из практики установлено, что для садовых домиков площадью 6Ѕ6 м размер столбов можно принимать 40Ѕ40 или 50Ѕ50 см, а высоту - по проекту здания. При этом глубина заложения фундамента должна быть 50-70 см. Для вентиляции подполья желательно оставлять просвет между грунтом и нижним венцом обвязки. За­полнение между столбами можно производить деревянными щи­тами, асбоцементными плитами или кладкой в полкирпича. Запол­нение   поднимается   от   уровня   земли  или   отмостки   на   10-15   см (рис. 50). Как вариант, столбчатые опоры могут выполняться из двух плит и металлической трубы или другого профиля металла. Конструкция сва­ривается, устанавливается на опор­ную плиту и засыпается дренирую­щим грунтом (песком или мелким гравием).
                                

Рис. 50. Схема устройства мелкозаглубленного фунда­мента : 1 - труба d = 100 мм (4") l = 1,2; 2 - труба d = 55 мм (2") , l = = 50 см; 3 - сварка; 4 - обвязка дома; 5 - опорная плита 50Ѕ50Ѕ10 см; 6 - пе­сок; 7 - отмостка; 8 - кирпич­ная облицовка; 9 - анкер; 10 - стальная плита 40Ѕ40Ѕ Ѕ1 см; 11 - уголок 40Ѕ40Ѕ5 мм, l = 2 м; УГВ - уровень грунто­вых вод; 12 - просвет 10 см

     После удаления растительного слоя, отрывки котлована на необхо­димую глубину устраивают песчаную подушку. Затем укладывают железо­бетонный или бетонный пояс или отдельные куски желе­зобетонных изделий. На них устанав­ливают металлическую трубу диамет­ром 100-150-200 мм и сверху кладут железобетонные или металлические опорные плиты. Для пред­упреждения сдвига верхняя плита и труба соединяются анкерами (прива­ренными   или   съемными).

     Возможно вместо металлической трубы использовать отходы обычных асбоцементных или керамических труб. При малом диаметре их связы­вают проволокой в пакеты и заполняют бетоном. После твердения бе­тона пакеты погружают в грунт на подготовленное основание.

     При сооружении фундаментов должны быть приняты меры к во­доотводу от зданий. Карнизы дома желательно вывести на 0,6-0,8 м и обязательно делать водоотводные желоба с последующим отводом воды в дренажные устройства.

     Подполье должно быть хорошо проветриваемое, для чего со всех сторон делают жалюзийные ре­шетки.

     На садовых участках целесооб­разно делать столбчатые фунда­менты, которые располагаются в углах здания, на пересечении стен и местных нагрузок. Для предо­хранения их от замачивания грунтовыми и атмосферными водами сооружение следует ставить на вы­соком фундаменте, выполнить под­сыпку из песка с уклоном 0,03-0,05, а отмостку шириной до 1 м.

     Глубина заложения фундаментов под наружные стены при всех грунтах должна быть не менее 0,5 м от поверхности планировки. Ос­нование по всей площади сооружения должно быть сложено из грун­тов однородного напластования. Если под домом будут залегать раз­личные грунты, это обстоятельство следует учитывать при выборе кон­струкции и типа фундамента.

     Площадь опорных плит, оснований столбов с достаточной точ­ностью можно рассчитать, имея в виду, что на них действует только статическая сила. Поэтому во всех случаях следует рекомендовать устройство песчаной подушки и засыпки вокруг опорных плит и стол­бов . Размер опорной плиты-подошвы столба с достаточной точно­стью можно  рассчитать   по  упрощенной  формуле:

где P₁ - вес дома, при определении которого следует учитывать и вес оборудования, передающего нагрузки на пол-фундамент (печь, ванна (с водой) и другие нагрузки), кг; n - количество опор; R - расчетное сопротивление на грунт,  кг/см².

     При    расчете    массы    здания   можно    исходить    из    следующего объемного веса строительных материалов:  лес круглый - 700 кг/м³, пиломатериал - 600 кг/м³; кирпич красный - 3600 кг на 1000 шт., силикатный - 3500 кг, щебенка из кирпича - 1200 кг/м³; бетон (с красным щебнем) - 1800 кг/м³; железобетонные изделия - 2400 кг/м³; рулон рубероида - 25 кг, кровельное железо - 4 кг/м², ши­фер - 8 кг/м², 1000 шт. черепицы - 2800 кг, стекло оконное (толщи­ной 1,5 мм) - 4 кг/м², объемная масса песка - 1,67 т/м³, удельная масса песка - 2,68 т/м³.

По материалам справочника "Современные строительные материалы". НТЦ «Стройинформ».