Назначение и типы фундаментов
Фундамент — это подземная опорная часть здания. От его надежности в большой степени зависят эксплуатационные качества сооружения.
Фундамент воспринимает все нагрузки от надземной части здания и через него они передаются на грунт. В фундаментах различают обрез — верхнюю плоскость, отделяющую фундамент от надземной части дома, стенку или столб (в зависимости от конструкции) и подошву — нижнюю плоскость, непосредственно соприкасающуюся с основанием. Большую роль в работе фундамента любой конструкции играют его боковые поверхности.
Основание — массив грунта, непосредственно воспринимающий нагрузки от здания через фундамент. Основания могут быть естественными и искусственными. Если подошва фундамента опирается на естественный неукрепленный грунт, основание естественное. Когда в основании лежат слабые грунты, их приходится каким-либо способом преобразовывать (закреплять, уплотнять либо заменять песком средней крупности и др.). В этом случае основание становится искусственным.
Цоколь — верхняя, более тонкая часть фундамента, возвышающаяся над планировочным уровнем земли. Выполняется цоколь из прочных морозостойких материалов: камень, бетон, красный полнотелый кирпич марки не ниже 75.
Чтобы цоколь и фундамент не намокали, по периметру дома укладывают булыжную или бетонную отмостку шириной 60–80 см с уклоном от фундамента. Уклон следует принимать не менее 0,1 (т. е. 10 см/м).
Забирка — простейший вид цоколя в виде тонкой стены между столбиками фундамента, которую обычно выполняют из бетона, красного кирпича или других материалов.
По конструкции различают фундаменты: ленточные — монолитные из бутобетона и сборные из блоков стен подвалов; столбчатые — из железобетона, асбестоцементных труб с внутренним армированием и заполнением бетоном, а также из стальных труб, заполненных изнутри бетоном либо цементно-песчаным раствором, а снаружи обмазанных битумной мастикой с толщиной слоя 1–1,5 мм. В качестве арматуры для фундаментов используют металлические стержни и проволоку диаметром 6-12 мм. Бетон для устройства фундамента лучше готовить на высокомарочном портландцементе М300-400, а в качестве заполнителя использовать чистый, средней крупности и крупный песок и гранитный щебень. Примерный состав бетона (в частях по объему): цемента — 1,4; песка — 2,5, щебня — 4,5. Воду необходимо добавлять с таким расчетом, чтобы пластичность бетона позволяла уложить его (но не залить) в опалубку с легким трамбованием. Следует учитывать, что чем жестче бетон, тем он прочнее.
На влажных и заболоченных участках, где применение монолитного бетона затруднено из-за высоких грунтовых вод либо вообще невозможно, выполняют сборные столбчатые фундаменты в виде столба с опорной плитой. Изготавливают их заранее в горизонтальной опалубке, а если позволяют условия, возможно и вертикальное бетонирование.
При горизонтальном бетонировании в опалубку сначала укладывают арматурный каркас, который должен иметь выпуск с торцевой стороны для последующего крепления с обвязкой каркаса домика. С противоположной торцевой стороны устанавливают сетку опорной плиты. Габариты арматурного каркаса следует принимать меньше основного изделия на 30–40 мм с каждой стороны. Бетон укладывают слоями по 10–15 см со штыковкой и трамбованием каждого слоя. Чтобы поверхность уложенного бетона преждевременно не высохла, ее накрывают мокрой ветошью либо газетами, а затем полиэтиленовой пленкой или кровельным пергамином. При температуре воздуха 10–15 °C через 5–7 суток железобетонные столбы достигают прочности, достаточной, чтобы вынуть их из опалубки, а через 20–25 дней — для устройства фундамента. Размеры опорной плиты в плане обычно принимают 50^50 см высоту — 30 см, сечение столба 25?25 см. При допустимом давлении на грунт 150–200 кПа (1,5–2 кгс/см) несущая способность фундаментного столба составляет 35–50 кН (3,5–5 тс).
При маловлажных грунтах (в отрываемых ямах отсутствует грунтовая вода) столбчатые фундаменты выполняют из монолитного железобетона вертикальным бетонированием. Сначала в отрытой яме устраивают подушку толщиной 10 см из щебня или гравия с песком. После уплотнения на нее устанавливают последовательно арматурную сетку, соблюдая защитный слой бетона 70 мм при помощи бетонных либо стальных фиксаторов и арматурный каркас. По окончании бетонирования опорной плиты на верхнюю часть ее каркаса ставят опалубку, как правило, деревянную и продолжают бетонирование столба слоями 10–15 см со штыковкой и трамбованием каждого слоя. Располагают фундаментные столбы на расстоянии 1,5–2 м друг от друга с таким расчетом, чтобы они совпали с углами здания и местами пересечения внутренних и наружных стен.
Сборные ленточные фундаменты из блоков стен подвала заводского изготовления — индустриальная конструкция. Их сооружают из блоков, образующих соответственно подошву и стену фундамента. Фундаментные блоки укладывают на выровненную поверхность основания (при песчаных грунтах) или на слой утрамбованного песка толщиной 80-100 мм (при прочих грунтах). В целях экономии материалов под подошвой фундаментов устраивают песчаную из крупнозернистого песка или песчано-щебеночную подушку. Ширина ее должна быть на 300–400 мм больше ширины подошвы фундамента. Подушку выполняют, насыпая в траншею слоями по 1520 см крупнозернистый песок, щебень либо гравий, поливая водой и плотно утрамбовывая каждый слой.
Стеновые блоки устанавливаются с перевязкой швов по каждому ряду не менее чем на высоту блока. Для увеличения пространственной жесткости сборной конструкции в швы между рядами закладываются два арматурных стержня диаметром 10 мм по всему периметру фундамента, при этом длина нахлестки стержней должна быть не менее 500 мм. Круглые стержни оканчиваются крюками или лапками, а для стержней периодического профиля в этом нет необходимости. Блоки монтируют на цементном растворе состава 1:6 (на 1 ведро цемента 6 ведер песка). При применении портландцемента марки 300 необходимо учитывать, что при длительном его хранении даже в сухом месте прочность его снижается: за 6 мес. — на 40 %, за год — на 40–50 %, за два года — примерно на 60 %.
Бетонную смесь можно готовить в бетономешалке объемом 0,15 м3 либо вручную. Смесь перелопачивают до получения однородной по цвету массы. Если бетонная смесь получилась густая, в нее доливают воду. Густота готовой смеси должна быть такой, чтобы на лопате она оседала, но не растекалась. Необходимо учитывать, что песок, щебень и гравий должны быть чистыми, без примеси глины и почвы, иначе бетон хорошего качества не получится. При необходимости эти компоненты бетона тщательно промывают вручную: в наклонный ящик с открытым шибером ставят сетку, помещают туда песок, щебень и перемещают эти компоненты тяпкой либо скребком навстречу подаваемой из шланга воде.
Детали фундаментов показаны на рис. 3.1–3.4.
