Як заощадити на будівництві фундаменти
Сьогодні економія на будівництві не тільки вимушений захід, але і розумний вибір більшості людей, що зводять власні будинки. У даній статті ми розглянемо економію в процесі будівництва фундаменту і в контексті властивостей матеріалів і технологій.
Типи і види фундаментів
По конструкції фундаменти бувають: суцільні, стрічкові, збірні стовпчасті й пальові.
Характеристика суцільних фундаментів
Суцільні фундаменти являють собою суцільну безблочна або ребристу залізобетонну плиту під всією площею будівлі (рис. 1).
Області застосування
Суцільні фундаменти влаштовують у випадках, коли навантаження, що передається на фундамент, значна, а грунт підстави слабкий. Ця конструкція особливо доцільна, коли необхідно захистити підвал від проникнення грунтових вод при високому їх рівні, якщо підлога підвалу піддається знизу великим гідростатичного тиску.
конструкції фундаментів
Існують конструкції фундаментів (див. Рис. 2) у вигляді залізобетонних монолітних плит, які бувають безбалкові і ребристі.
Характеристика стрічкових фундаментів
За своїм обрису в профілі стрічковий фундамент під кам'яну стіну є в найпростішому випадку прямокутник. Прямокутний перетин фундаменту по висоті допустимо лише при невеликих навантаженнях на фундамент і досить високої несучої здатності грунту.
Області застосування
Стрічкові фундаменти (рис. 3) влаштовують під стіни будівлі або під ряд окремих опор. У першому випадку фундаменти мають вигляд безперервних підземних стін (рис. 3а), у другому - залізобетонних перехресних балок (рис. 3б).
зміцнення фундаментів
У більшості випадків для передачі на підставу тиску, що не перевищує нормативного тиску на грунт, доводиться розширювати підошву фундаменту. Теоретичною формою перетину фундаменту з розширеною підошвою є трапеція. Розширення підошви не повинно бути занадто великим, щоб уникнути появи розтягуючих і сколюють в виступаючих частинах фундаменту і появи в них тріщин.
На основі досвіду встановлені кути нахилу теоретичної бічної грані фундаменту до вертикалі, по якій не виникає небезпечних розтягуючих і сколюють. Граничний кут. званий умовно кутом розподілу тиску в матеріалі фундаменту, становить для бетону 45 °, кладки на цементному розчині складу 1: 4 - 33 ° 30 ', для бутового мурування на складному розчині складу 1: 1: 9 - 26 ° 30'. У будівлях з підвалами перетин фундаменту в межах підвалу влаштовують прямокутної форми з розширенням нижче підлоги підвалу, званому подушкою. Часто фундаменти роблять ступеневої перетину.
Глибина закладення фундаменту
Глибина закладення фундаменту повинна відповідати глибині залягання того шару грунту, який за своїми якостями можна прийняти для даної будівлі за природну підставу. При визначенні глибини закладення фундаменту необхідно враховувати глибину промерзання грунту. Закладати фундаменти рекомендується нижче глибини промерзання. Якщо основа складається з вологого дрібнозернистого грунту (пилуватого або дрібного піску, супіски, суглинку, глини), то підошву фундаменту розташовують не вище рівня промерзання грунту.
Нормативи і рівень промерзання грунту
Рівень промерзання грунту приймають на глибині, де взимку спостерігається температура 0 ° С, за винятком глинистих і суглинних грунтів, для яких рівень промерзання приймається на меншій глибині, де виникає температура близько -1 ° С. Нормативна глибина промерзання суглинних і глинистих ґрунтів вказана в СНіП 2.02.0-83 на схематичною мапі, в якій нанесені лінії однакових нормативних глибин промерзання, виражених в сантиметрах. Нормативну глибину промерзання пилуватих і дрібних пісків, супісків, пилуватих глин і суглинків приймають також по карті, але з коефіцієнтом 1,2.
Розрахункова глибина промерзання
Дослідженнями встановлено, що грунт під фундаментами зовнішніх стін регулярно опалювальних будівель з температурою приміщень не нижче + 10 ° С промерзає на меншу глибину, ніж на відкритому майданчику. Тому розрахункову глибину промерзання під фундаментами опалювального будівлі зменшують проти нормативного значення на 30% при підлогах на грунті; якщо підлоги по грунту на латах - на 20%; підлоги, покладені на балках - на 10%. Глибина закладення фундаменту під внутрішні стіни опалювальних будівель не залежить від глибини промерзання грунту, її призначають не менше 0,5 м від підлоги підвалу або рівня землі. Глибина закладення фундаментів стін будівель, що мають неопалювані підвали, призначається від підлоги підвалу, вона дорівнює половині розрахункової глибини промерзання. Припущення, що чим глибше закладений фундамент, тим більше його стійкість і надійність роботи, є невірним.
При розташуванні підошви фундаменту нижче рівня промерзання грунту вертикальні сили морозного пученія перестають на неї діяти знизу, але діють на бічні поверхні дотичні сили морозного обдимання можуть витягнути фундамент разом з грунтом, що промерз, і відірвати його під легкими будівлями при пристрої фундаментів з цегли і дрібних блоків. Для успішної експлуатації фундаменту потрібно нейтралізувати діють на бічні поверхні фундаменту сили морозного обдимання.
Характеристика збірних фундаментів
Збірний фундамент (рис. 4) складається з двох елементів: подушки із залізобетонних блоків прямокутної або трапецеїдальної форми, що укладається на ретельно утрамбовану піщану підготовку товщиною 150 мм, і вертикальної стінки з блоків у вигляді бетонних прямокутних паралелепіпедів.
Області застосування
У сучасному будівництві найбільш індустріальні збірні бетонні та залізобетонні фундаменти з великих фундаментних блоків. Застосування збірних фундаментів дозволяє значно скоротити терміни будівництва і зменшити трудомісткість робіт.
підсилення фундаментів
При будівництві на слабких сильно стискаються грунтах, в збірних фундаментах, для підвищення опору розтягуючих зусиль і жорсткості влаштовують залізобетонні пояси завтовшки 100-150 мм або армовані шви товщиною 30-50 мм, розміщуючи їх між подушкою і нижнім рядом фундаментних блоків, а також на рівні верхнього обріза фундаменту.
Стіни фундаментів, що вмонтовуються з крупних блоків. незважаючи на їх велику міцність, іноді влаштовують товщі надземної частини стін. В результаті міцність матеріалу використовується всього на 15-20%. Розрахунки показують, що товщину стін збірних фундаментів допустимо приймати рівній товщині надземних стін, але не менше 300 мм.
Економія при зведенні фундаментів
Економії будівельних матеріалів можна домогтися за допомогою пристрою переривчастих фундаментів. складаються із залізобетонних блоків-подушок, покладених на деякій відстані один від іншого, приблизно від 0,2 до 0,9 м. Проміжки між блоками засипають ґрунтом.
Характеристика стовпчастих фундаментів
Стовпчасті фундаменти мають вигляд окремих опор, що влаштовуються під стіни, стовпи або колони. При незначних навантаженнях на фундамент, коли тиск на грунт менше нормативного, безперервні стрічкові фундаменти під стіни малоповерхових будинків доцільно замінювати столбчатимі. Фундаментні стовпи з бетону або залізобетону перекривають залізобетонними фундаментними балками, на яких зводиться стіна.
Щоб усунути можливість випирання фундаментної балки внаслідок спучування розташованого під нею грунту, під нею влаштовують піщану або шлакову подушку товщиною 0,5 м.
Відстань між осями фундаментних стовпів приймають рівним 2,5-3 м. Стовпи розташовують обов'язково під кутами будівлі, в місцях перетину і примикання стін і під простінками.
Області застосування
Стовпчасті фундаменти зводять не тільки під стіни малоповерхових будинків, а й під стіни в будівлях великої поверховості при значній глибині закладення фундаменту - 4-5 м, коли пристрій стрічкового безперервного фундаменту невигідно внаслідок великого його обсягу і, отже, більшої витрати матеріалів. Стовпи перекривають збірними залізобетонними балками. на яких зводять стіни.
Стовпчасті поодинокі фундаменти влаштовують також під окремі опори будівель. На рис. 5а зображений збірний фундамент під цегляний стовп, виконаний із залізобетонних блоків-подушок. Більш економічним варіантом є укладання під цегляні стовпи залізобетонних блоків-плит (рис. 5б). Збірні фундаменти під залізобетонні колони каркасних будинків можуть складатися з одного залізобетонного черевика стаканного типу (рис. 5в) або із залізобетонних блоку-склянки і опорної плити під ним (рис. 5г).
Характеристика пальових фундаментів
Пальові фундаменти складаються з окремих паль, об'єднаних зверху бетонною або залізобетонною плитою або балкою, званої ростверком (рис. 6).
Області застосування
Пальові фундаменти влаштовують у випадках, коли необхідно передати на слабкий грунт значні навантаження.
характеристика паль
Палі диференціюють за матеріалом, методу виготовлення і занурення в грунт, характеру роботи в грунті. За матеріалом палі бувають дерев'яні, бетонні, залізобетонні, сталеві і комбіновані. За методом виготовлення і занурення в грунт палі бувають забивні, занурювані в грунт в готовому вигляді, і набивні, виготовлені безпосередньо в ґрунті.
Залежно від характеру роботи в грунті розрізняють два види паль: палі-стійки і висячі. Палі-стійки своїми кінцями спираються на міцний грунт, наприклад, скельну породу і передають на нього навантаження (рис. 7). Їх застосовують, коли глибина залягання міцного грунту не перевищує можливої довжини палі. Пальові фундаменти на палях-стійках практично не дають опади.
Якщо міцний грунт знаходиться на значній глибині, застосовують висячі палі. несуча здатність яких визначається сумою опору сил тертя по бічній поверхні і грунту під вістрям палі (рис. 8).
Порівняльні характеристики паль
Дерев'яні палі дешеві, але оскільки вони швидко загнивають, якщо знаходяться в грунті зі змінною вологістю, голови дерев'яних паль слід розташовувати нижче найнижчого рівня грунтових вод. Однак на місцевості з високим рівнем грунтових вод дерев'яні палі стоять дуже довго, якщо постійно знаходяться у воді. У світовій практиці відомі приклади чотирьохсотрічного будівель на дерев'яних палях, до цього дня знаходяться в хорошому технічному стані.
Залізобетонні палі довговічні, дорожче дерев'яних, але здатні витримувати значні навантаження. Значно розширена сфера їх застосування з огляду на те, що проектна відмітка голів залізобетонних паль не залежить від рівня грунтових вод. Відстань між осями паль визначається розрахунковим способом. В межах найбільш часто зустрічаються глибин занурення паль - від 5 до 20 м ці відстані для звичайних діаметрів паль складають від 3 8d, де d - діаметр палі. Пальові фундаменти, в порівнянні з блоковими, дають меншу осадку, завдяки чому знижується ймовірність нерівномірних деформацій грунту.
Способи економії коштів і матеріалів при зведенні фундаментів
В індивідуальному житловому будівництві використовуються, як правило, стрічкові фундаменти - збірні і монолітні.
Розглянемо переваги і недоліки пристрою стрічкових фундаментів із збірних бетонних блоків (варіант 1) і стрічкових монолітних фундаментів (варіант 2).
Варіант 1. При облаштуванні стрічкових фундаментів із збірних бетонних блоків виробничий цикл складається з наступних етапів:- виготовлення блоків на заводі або полігоні;
- погрузка їх на автотранспорт;
- доставка блоків автомашинами на будівельний майданчик;
- вивантаження їх з автомашини автокраном, який в цей час повинен знаходитися на будівельному майданчику;
- пристрій стрічкового фундаменту із збірних бетонних блоків (монтаж автокраном) в підготовленому котловані (траншеї).
- пристрій траншеї точно по ширині фундаменту;
- заливка в траншею бетону марки 100 (без влаштування опалубки). Бетон, як правило, готується в бетономішалці безпосередньо на будмайданчику.
- У варіанті 1 витрати на навантажувально-розвантажувальні роботи і транспортування блоків вельми значні, тоді як у варіанті 2 ці витрати відсутні.
- Бетонні блоки заводського виготовлення мають ширину 30, 40, 50, 60 см і якщо потрібно фундамент, наприклад, шириною 55 см, то приймається розмір блоку шириною 60 см. Це призводить до перевитрати бетону і, отже, до подорожчання. У варіанті 2 ширина влаштовується фундаменту відповідає необхідній ширині, наприклад 55 см.
- У варіанті 2 бетон у фундаменті, перед початком кладки стін, повинен набрати початкову міцність, це складає 7-10 днів. Однак, якщо врахувати, що це індивідуальне, а не масове будівництво, і тут фактор часу не має такого великого значення, розрив між бетонуванням фундаменту і початком кладки стін в 7-10 днів не є вирішальним. Слід зазначити, що в даний час з'явилися добавки-пластифікатори. які прискорюють терміни досягнення початкової міцності бетону до 3-4 днів.
Увага! Отже, для влаштування фундаментів в малоповерховому будівництві найбільш оптимальним (з точки зору економії коштів і матеріалів) є варіант 2 (стрічкові монолітні фундаменти).
Однак, навіть якщо обраний варіант 1 (стрічкові фундаменти із збірних бетонних блоків), тут також можна трохи заощадити. Якщо замість двох операцій ( «розвантаження автокраном блоків з автомашини на майданчик складування» і «монтаж блоків автокраном з майданчика складування в фундамент») виконати одну операцію - «розвантаження автокраном блоків з автомашини відразу в фундамент, минаючи майданчик складування». Такий метод називається «монтаж з коліс».
Але в цьому випадку, щоб уникнути простою автотранспорту, на будівельному майданчику все повинно бути підготовлено для «монтажу з коліс». А саме: виконано розбивка осей будівлі, відриті траншея, влаштована підготовка під фундамент, приготований розчин для кладки блоків.
Слід врахувати! Питання пристрої підготовки під фундамент і його армування вирішуються в обох варіантах однаково - в залежності від ґрунтових умов.