Конструкции фундаментов
Стройка – одна из древнейших отраслей человеческой деятельности. Еще с древних времен человек начинов создавать основы обеспечения собственной безопасности. Первоначально он начал использовать пещеры для своего жилья. В них он был в безопасности. В дальнейшем, процесс создания лучших жилищных условий перерос в цельную отрасль промышленной сферы деятельности человека. Воздвигая себе жилье, люд приобретали огромный опыт в строительстве.
В процессе сооружения коттеджей, дворцов, святилищ, архитектурных ансамблей, многоэтажных домов, а так же небоскребов люди научились использовать в стройке различные материалы — от обыкновенного кирпича до стекла и бетона. Многие архитектурные шедевры, такие как Великая Китайская стена в Китае, Эйфелева башня в Париже, Собор Святого Петра в Риме и иные дожили до наших дней. Еще очень долго ими будет восхищаться тяни мир.
Надежное и долговечное здание можно построить в том случае, когда под ним будет концентрированный фундамент. Для этого существует несколько обязательных условий, которые необходимо выполнять при проектировании и стройке. Фундамент должен опираться на твердый грунт, должен быть защищен от гибельной влаги, обязан выдерживать нагрузки от веса здания. Наши деды стремились строить дома на возвышенной местности, то есть там, где грунтовые воды залегали бездонно от поверхности земли. Чем дальше грунтовые воды удалены от фундамента, тем несложнее и дешевле становилась его конструкция.
Близость влаги (высокий уровень грунтовых вод) негативно действуют на фундамент. Бетонные или кирпичные элементы фундамента, напитавшись влаги, в зимнее пора будут замерзать, а при оттаивании разрушаться. От влаги или грунтовых вод будет повышенная влажность в подвале дома.
На сырых стенах будет появляться плесень, от стен будут отклеиваться обои, деревянные объекты гнить, металлические — ржаветь. Поэтому необходимо предусматривать мероприятия по защите фундаментов от влаги, как на стадии проектирования, так и во пора строительства. Лучше перестраховаться во время строительства, так как защита построенного дома от влаги будет стоить гораздо дороже. Далее необходимо чтобы фундамент опирался на жесткий грунт, который способен выдерживать большие нагрузки.
Поскольку грунты случаются разные по своему составу и по физическим свойствам, то и ведут они себя по-разному. Скальные, щебнистые и гравелистые грунты весьма трудно поддаются разработке. Они несжимаемые и идеально подходят для строительства домов. На таких грунтах можно возводить фундаменты непосредственно на поверхности. Неплохо подходят для строительства фундаментов зданий песчаные грунты крупной и тонкой фракций. Они уплотняются за период строительства, выдерживают большие нагрузки и не подвергаются морозному пучению.
К глинистым грунтам (глины, суглинки, супеси) необходимо смотреть с особым вниманием, поскольку они способны подвергаться сжиманию, размыванию и пучению. И чем ближней грунтовая влага и больше глубина промерзания грунта, тем сильнее такие грунты подвергнуты показанным выше недостаткам. Самыми неустойчивыми, являются вечномерзлые грунты, набухающие грунты, торфяники, и илистые грунты. На пучинистых и шатких грунтах строительство зданий ведут с применением свайных фундаментов.
Когда стройка ведется собственными силами, застройщику приходится выбирать тип фундамента самостоятельно. Для стройки индивидуальных домов и коттеджей применяют фундаменты ленточные, столбчатые, свайные, сборные железобетонные и плитные. Ленточные — самые распространенные, но материалоемкие фундаменты. Их устраивают по всей длине внешних и внутренних стен. Выкапывают в почве канавы по ширине немного большей, чем ширина будущих стен. При необходимости в канавы укладывают арматурные каркасы и заливают бетоном. Глубина залегания таких фундаментов невелика и единицыхается в пределах от 0,5 до 0,7 метра.
Столбчатые фундаменты часто применяются при стройке деревянных домов. В углах здания и в местах пересечения стен, а так же сквозь каждые 1,5 — 2,0 метра, устанавливают столбики глубиной не более двух метров. Конструкция немного трудоемкая по сравнению с ленточными фундаментами, хотя требует большой жесткости основания стены.
В заключительнее время широкое применение получили свайные фундаменты. Использование свай в фундаментах решает самые сложные задачи. Когда традиционные образа фундаментов применить невозможно выручают сваи. Применение свай позволяет строить дома на крайнем севере, на болотах и даже на море. Свайные фундаменты устраивают, когда в этой местности залегают слабые и пучинистые грунты.
Сваями проходят пояс пучинистого грунта и зону промерзания. После чего, делают опору сваи на жесткий материковый грунт. Известно, что величина усилия морозного пучения, работающего на фундамент, зависит от величины площади стен фундамента. Поэтому, по вину малой площади поверхности свайного столбика, на пучинистых грунтах возникают ничтожные усилия, неспособные вызвать смещение фундамента. Типов свай огромное масса. Подразделяются они по разным критериям.
1. По способу опирания на грунт:
а) сваи стоически;
б) сваи висячие.
2. По материалам, из которых они изготовлены:
а) бетонные;
б) стальные;
в) деревянные.
3. По конфигурации поперечного сечения:
а) квадратные;
б) круглые.
4. По конструктивным особенностям:
а) набивные;
б) наливные;
в) винтообразные.
К самым распространенным относятся набивные, наливные и винтовые. Совсем недавно размашистую популярность получили винтовые сваи. Раньше они применялись при строительстве военных объектов особого назначения, где требовалась высокая скорость возведения здания. Винтовая свая воображает собой отрезок трубы, к которому приварена лопасть. Внешним обликом винтовая свая напоминает садовый бур. Благодаря лопасти она быстро и легковесно проникает в грунт, который дополнительно уплотняется.
Изготавливаются сваи диаметром от 57 до 325 миллиметров. Выдерживают нагрузку от 7 до 25 тонн. Применяя винтообразные сваи, можно возводить здания на склоне или на берегу водоема утилитарны на любых грунтах. Построить фундамент для двухэтажного жилого дома можно за два дня. Применяя винтообразные сваи для возведения фундамента, можно сэкономить затраты до 30%. С применением антикоррозионного покрытия, срок службы фундамента составляет 100 лет.
До недавнего поре считалось, что глубина залегания для ленточных и столбчатых фундаментов, на пучинистых грунтах, должна быть ниже глубины промерзания грунта. Желая на практике, при строительстве одно и двухэтажных домов, имелись серьезные недостачи. Величина усилия от пучинистых грунтов находится в прямой зависимости от площади поверхности стен фундамента.
Чем больше площадь соприкосновения стенок фундамента с грунтом, тем будет больше усилие смещения от пучинистого грунта. Потому, для таких случаев, необходимо закладывать фундаменты на небольшую глубину от 30 до 50 сантиметров, а для предотвращения вспучивания устраивать под ними подушку из непучинистого материала.
Изготавливается она из щебня, крупнозернистого песка или из их смешения. Толщина слоя подушки колеблется в пределах от 20 до 50 сантиметров. Ширина подушки должна быть больше на 20 сантиметров ширины фундамента. Иными словами, часть ленточного фундамента заменяют укатанным несжимаемым материалом, который не поддается пучению.
Сборные железобетонные фундаменты устраиваются при стройке многоэтажных домов с подвалами. В подвальных помещениях располагаются все инженерные коммуникации, а так же вспомогательные помещения для жильцов этого дома. Фундаменты опираются на твердое основание (грунт), залегающее ниже сезонного промерзания. На практике, при стройке малоэтажных домов с подвальными помещениями, применяют комбинированные типы фундаментов. Так, устраивают ленточный армированный пояс, на который устанавливают бетонные блоки. Или на дне неглубокого котлована, в углах и по всей длине, устанавливают сваи, затем заливают армированный поясок. Наружные стенки фундаментов необходимо стараться делать гладкими, чтобы убавить усилия пучения.
Широкое распространение при строительстве зданий на самых шатких грунтах получили плитные фундаменты. Здание строится на одной большенный плите, которая и является фундаментом. Она укладывается на подстилающий слой, заключающийся из песка и щебня. Подстилающий слой компенсирует нагрузки от морозного пучения и перемещается совместно с грунтом равномерно. При такой конструкции фундамента давление на грунт будет минимальным. Такие фундаменты показались сравнительно недавно. Площадь такой плиты превышает площадь итого дома. Изготавливают плиту непосредственно на поверхности почвы.
В неглубокий котлован вначале закладывают подстилающий слой, затем (сверху него) устраивают гидроизоляцию. Дальше монтируют опалубку, в которую укладывают арматуру. В опалубку заливают бетон. После высыхания бетона получается монолитная бетонная плита. Затем, на этой плите изготавливают монолитный армированный поясок для фундамента дома. Существует и комбинированный вариант плитного фундамента. Грунт на месте возведения здания пронизывают сваями. Благодаря этому грунт неплохо уплотняется и приобретает большую несущую способность.
