Плитный фундамент
…
…
Плитный фундамент — наиболее радикальный вид фундамента. При изготовлении плитного фундамента под всей площадью дома со некоторым заступом (порядка 1 метра) заливается монолитная железобетонная плита толщиной от 0,2 до 0,5 м. В дальнейшем строительство стен производится на этой плите. Этот фундамент выполняется на наиболее плохих грунтах и его задача сглаживать любые неравномерные просадки основания. Дом при этом плавает на плите как на плоту.
Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглублен-ных ленточных фундаментов, но в отличие от них имеют жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренней деформации воспринимать знакопеременные нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта. Их конструкция представляет собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную из монолитного железобетона или из сборных перекрестных железобетонных балок. Благодаря жесткой монолитной плите, выполненной под всей площадью здания, им не страшны никакие перемещения грунта: плита двигается вместе с ним, предохраняя от разрушения конструкции дома. Поэтому подобного рода фундаменты также называют плавающими.
Сплошная плита плавающих фундаментов изготавливается из железобетона и имеет жесткое армирование по всей несущей плоскости. Это еще увеличивает их устойчивость к нагрузкам, возникающим при замораживании, оттаивании и просадке грунта.
Плитные фундаменты устраивают:
а) при слабых грунтах и значительных нагрузках, когда ленты и ленточные ростверки не позволяют снизить давление на грунт до допустимых величин;
б) для уменьшения неравномерности осадок зданий и сооружений, так как фундаментные плиты перераспределяют усилие на основание, снижая давление на более податливые участки и дополнительно нагружая более прочные участки;
в) из конструктивных и технологических соображений, когда необходима сплошная плита под всем сооружением (холодильники, элеваторы) или когда нужен сплошной фундамент под промышленное оборудование.
Плитные фундаменты устраивают под всем сооружением или под его частью в виде железобетонных плит под сетку колонн и стен. Такие плиты работают на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Иногда целесообразно делать сплошные фундаментные плиты коробчатой формы. В таком случае нижняя фундаментная плита и перекрытие под подвальными помещениями, объединенные вертикальными стенами подвала, совместно работают на изгиб. При устройстве плитных фундаментов в подвальных помещениях в стенах делают не двери, а лазы.
Плитные фундаменты способствуют уменьшению неравномерности осадки в двух направлениях, поэтому СНИП 2.02.01— 83 разрешает предельные значения средних осадок увеличивать в 1,5 раза. Очевидно это в равной степени относится и к максимальной величине осадки колонн каркасных зданий. Размеры подошв этих фундаментов, как правило, обусловлены размерами в плане сооружения или его части, опирающейся на фундамент.
Благодаря жесткой конструкции – монолитной плите (подошве), выполненной под всей площадью здания, им не страшны никакие перемещения грунта: плита двигается вместе с ним, предохраняя от разрушения конструкции дома. Поэтому подобного рода фундаменты также называют плавающими. Сплошная плита плавающих фундаментов изготавливается из железобетона и имеет жесткое армирование по всей несущей плоскости. Это еще увеличивает их устойчивость к нагрузкам, возникающим при замораживании, оттаивании и просадке грунта.
Плитные фундаменты сооружают в основном на проблемных грунтах – пучинистых и просадочных. Их применение особенно оправдано на влажных грунтах с высоким уровнем стояния грунтовых вод. Плитные фундаменты оказываются идеальными для создания водонепроницаемой защиты подвалов и цокольных этажей. Поэтому, если вы планируете устроить под домом гараж, подвал или цокольный этаж, то плитный фундамент может стать удачным вариантом.
Чтобы уберечь такие фундаменты от промерзания, их надо утеплять.
Фундаментная плита под влиянием приложенных к ней нагрузок будет работать на изгиб. Следовательно, по характеру работы плитные фундаменты должны быть отнесены к гибким. При расчете плитных фундаментов необходимо учитывать зависимость между давлениями на уровне подошвы плиты и осадками основания.
Как известно, при изгибе фундаментной плиты деформируются опирающиеся на нее конструкции. В них возникают дополнительные усилия н происходит перераспределение приложенных к плите нагрузок от веса здания. В свою очередь связанные с фундаментом конструкции препятствуют изгибу плиты, как бы увеличивая ее жесткость. Это обстоятельство в значительной степени сказывается на распределении давлений под подошвой. Поэтому во всех случаях расчет фундаментной плиты должен производиться с учетом жесткости опирающихся на нее конструкций.
.
Буронабивные фундаменты
Более простым в исполнении выступает столбчатый фундамент круглого сечения, чаще всего именуемый буронабивным. Круглое сечение фундамента обеспечивает минимальную боковую поверхность при максимальной площади опоры.
Под фундамент ручным или механическим буром делают отверстия в грунте глубиной ниже расчетной глубины промерзания. Диаметр скважин определяют по расчету, т.е подбирают таким, чтобы сумма площадей всех скважин отвечала первому предельному состоянию грунта. В пробуренные скважины вставляют асбестоцементные трубы и для обеспечения вертикальности временно раскрепляют их деревянными клиньями. Диаметр труб выбирается произвольно (какие найдете), но не менее 100 мм.
Материалом труб может быть асбестоцемент или толстостенная сталь. Трубы перед погружением в скважину должны быть обмазаны горячей битумной мастикой или «забинтованы» двумя — тремя слоями армированного водостойкого скотча. Применение скотча более технологично и эффективно.
Гидроизоляция обеспечит прерывание капиллярного подсоса влаги, содержащейся в грунте, к боковым поверхностям фундамента. Например, все видели кирпич, случайно оставленный на поверхности земли. Пропитываясь влагой, исходящей от грунта и осенними дождями, он намертво вмерзает в землю с приходом морозов. Происходит это потому, что вода, находящаяся и в грунте, и в порах кирпича, сообщается между собой, с наступлением холодов вода замерзает, образуя единый монолит. Кирпич, случайно оставленный на улице, но лежащий на куске пленки или листе железа, либо на чем-то другом, тоже примерзает, но сцепление его с посторонним предметом заметно слабее.
Таким образом, гидроизоляция фундамента многократно снижает вероятность смерзания грунта и фундамента в единый монолит, и следовательно, вероятность выпучивания.
Затем внутрь трубы заливают бетонную смесь примерно на одну треть ее высоты. Трубу приподнимают, бетонная смесь из нее выходит и образует уширенное основание фундамента. Трубу следует приподнять до требуемой проектной высоты, обычно обозначенной натянутым шнуром. Затем в асбестоцементную трубу погружают вертикальную арматуру. Если труба тонкая, втыкают один стержень диаметром 16-20 мм посредине, если диаметр трубы побольше, вставляют три или четыре стержня диаметром 6 — 8 мм.
Фундамент при центральной нагрузке работает на сжатие и вертикальная арматура в нем не нужна, но при применении относительно тонких труб увеличивается вероятность внецентреннего сжатия, т.е может появиться изгибающий момент. Неармированный фундамент будет переломлен, как спичка даже незначительным по весу зданием. Поэтому, чем тоньше будет труба, тем больше должен быть диаметр арматуры. Арматуру лучше применять рифленого профиля или нужно загибать концы на гладкой.
При установке арматуры в свежий бетон постарайтесь не проткнуть бетонную смесь насквозь. Нижний конец арматуры должен быть защищен двухсантиметровым слоем бетона, иначе арматура войдет в грунт, начнет коррозировать и, возможно, через несколько лет под действием блуждающих токов сгниет полностью.
При применении в качестве неснимаемой опалубки стальных толстостенных труб вертикальное армирование не обязательно. В этом случае изгибы столба фундамента будут держать стенки стальной трубы.
После установки вертикальной арматуры частями добавляют в трубу бетонную смесь и уплотняют ее штыкованием. Смесь в трубу подается в таких объемах, чтобы ее можно было спокойно проштыковать. Штыкование обычно делают с помощью лома, а в более глубоких скважинах куском длинной арматуры. Главное, не должно быть перерыва в бетонировании, при любых обстоятельствах заливка одиночного фундамента должна быть завершена в один прием, т. е. перекур в работе исключается. В заключение в верхнюю часть фундамента (в бетонную смесь) вставляется анкерный болт или стальная проволока, и бетон доливается до верха трубы. Эти закладные детали потребуются для крепления обвязки цоколя.
Другой метод установки фундамента заключается в следующем. В пробуренную скважину по лотку опускается бетон и формируется подушка фундамента. Затем в свежий бетон устанавливается труба и раскрепляется деревянными клиньями. Все остальное делается по первому варианту. Обратите внимание, бетон не сбрасывается в яму, а опускается по лотку, иначе он расслоится и не достигнет расчетной прочности. Толщину подушки нужно контролировать заранее приготовленной рейкой с начерченными рисками, например, с шагом в пять сантиметров.
В обоих вариантах нужно контролировать вертикальность установки трубы. Это делается строительным уровнем путем прикладывания его к перпендикулярным боковым поверхностям. Чем вертикальнее будет стоять труба, тем меньше вероятность возникновения в фундаменте изгибающих напряжений. Они там и так появятся от веса здания, не нужно добавлять лишние от собственной небрежности.
При выборе диаметра скважины и диаметра трубы нужно учесть, что подушка фундамента работает не полным сечением. Нагрузка в фундаменте из бетона распределяется под углом 45°, а из бутобетона — 33° (рис. 13 д, е), поэтому нужно обеспечить такую высоту подушки, чтобы выполнялись эти условия. Другими словами, при увеличении консоли подушки фундамента больше чем требует угол распределения напряжения, «лишняя» часть просто обломится. В этом случае подушка нуждается в армировании. При армировании подушки (рис. 13 ж) возникает сложность с обеспечением нижнего двухсантиметрового защитного слоя. Скважина узкая и глубокая, как туда положить арматуру? Арматурный каркас вяжется на поверхности, для формирования защитного слоя бетона нужно привязать к нему стальные вертикальные коротыши с длиной нижней части в два сантиметра. Сначала в скважину опускается первая часть бетонной смеси (одна — две лопаты) и разравнивается длинной палкой. Затем на проволочном крюке осторожно опускаем арматурный каркас, выравниваем его палкой и заливаем бетонной смесью.
После схватывания бетона фундамента необходимо произвести засыпку пазух скважины. Лучше всего сделать это непучинистым грунтом: крупно- или среднезернистым песком. Вернемся к примеру с кирпичом. Если кирпич не просто лежит на земле, а хотя бы частично погружен в грунт, то будь он обнаженным или завернутым в пленку, он все равно вмерзнет в грунт намертво. Будь даже вместо кирпича стальной лом, который никак не заподозришь в капиллярном подсосе воды, эффект будет тот же. В этом случае наблюдается зажим постороннего предмета вследствие увеличения объема грунта из-за морозного пучения. Но если грунт вокруг постороннего предмета частично заменить на менее плотный, т.е. обладающий большим количеством пор, то морозная хватка грунта заметно ослабеет. Силы морозного пучения будут сжимать поры более рыхлого грунта (заодно отжимая из него воду) и дойдут до тела фундамента ослабленными. Чем толще будет боковая засыпка фундамента, тем меньшие сжимающие напряжения будет испытывать фундамент, и следовательно, тем меньше будет вероятность выпучивания.
Еще более надежный, но более дорогой фундамент можно получить, используя утеплитель. В настоящее время имеется целое семейство жестких утеплителей на основе пенополистирола, эти утеплители наклеиваются или закрепляются на гидроизоляцию фундамента без дополнительной защиты. То есть просто крепятся к телу фундамента и засыпаются грунтом. Сделав утепленный фундамент, мы ко всем, выше перечисленным преимуществам буронабивного фундамента, добавляем еще одно: фундамент никогда не примерзнет к грунту. А сам жесткий пенополистирол является хорошим амортизатором для сжимающих сил пучения. Кроме того, в пазухах фундаментов может произойти заиливание крупноскелетного непучинистого грунта миграцией подземных вод и превращение его в пучинистый, что в принципе невозможно для жесткого пенополистирола.
Итак, мы получаем фундамент, отвечающий всем требованиям для малонагруженных зданий: площадь опоры достаточна для передачи веса здания на грунт; площадь боковой поверхности фундамента, находящейся в зоне промерзания, сведена до разумного минимума; касательные силы морозного пучения уменьшены за счет изолирования фундамента водостойким армированным скотчем и прослойкой дренирующего непучинистого грунта.
Еще один вариант фундамента делают при отсутствии труб: скважины просто забивают бетонной смесью, добавляя небольшие камни, кирпичный лом и т. п. Такой вариант возможен, но необходимо здесь учесть одну неприятную перспективу. Часто такой столб получается с уширением вверху из-за разработки грунта буром. Такое уширение опасно, и опасность состоит в том, что зимой промерзающий грунт, действуя на уширенную часть, выталкивает столб из грунта или разрывает его.
Избежать уширения головы фундамента можно благодаря снимаемой или неснимаемой опалубке, установленной вверху скважины по ее диаметру. Проще всего опалубку сделать из кровельной жести. Можно установить перевернутое ведро с отрезанным днищем или свернуть рулон из рубероида.
Бетонную смесь для таких фундаментов нужно делать на мелком щебне или гальке. Смесь готовится повышенной пластичности (густота кефира), иначе не избежать раковин в теле бетона.
При нормальном водоцементном отношении бетон наберет 50% процентов проектной прочности через трое суток, 75% — через восемь суток, 90% — через двадцать восемь суток. Последующий набор прочности идет годами, примерно через три года бетон набирает 100% прочности, но процесс при этом не останавливается, при благоприятных условиях он и далее будет набирать прочность (иногда столетиями), при неблагоприятных начнет разрушаться.
На третьи сутки можно нагружать столбчатый фундамент: устанавливать балки цоколя, нижний венец сруба или балки нижней обвязки каркаса .
…
…
