wrapper

1. Фундамент: назначение, типы, характеристики

 

Фундамент — это подземная опорная часть здания. От его надежности в большой степени зависят эксплуатационные качества дома.

Фундамент воспринимает все нагрузки надземной части здания и через него они передаются на грунт. В фундаментах различают обрез — верхняя плоскость, отделяющая фундамент от надземной части дома, массив – конструкция фундамента и подошва — нижняя плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием.

Основание — грунт, непосредственно воспринимающий нагрузки от здания через фундамент. Основания могут быть естественными и искусственными. Если подошва фундамента опирается на естественный неукрепленный грунт, основание естественное; искусственное, — если слабый грунт преобразован каким-либо способом (закреплен, уплотнен либо заменен дренирующим грунтом и др.).

Цоколь  — верхняя часть фундамента, возвышающаяся над планировочным уровнем земли. Выполняется из прочных морозостойких материалов: камень, бетон, красный полнотелый кирпич не ниже марки 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.

Забирка — простейший вид цоколя в виде тонкой стены между столбчатыми фундаментами, которую обычно выполняют из бетона, красного кирпича и других материалов.

 

2. Конструкция фундамента: ленточные, монолитные, сборные, столбчатые

 

По конструкции различают фундаменты: ленточные — монолитные из бетона или 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 толщиной 1–1,5 мм. В качестве арматуры используют металлические стержни и проволоку диаметрами 6–12 мм. Бетон лучше готовить на высокомарочном портландцементе М300–400, а в качестве заполнителя использовать чистый, средней крупности и крупный песок и гранитный щебень. Состав бетона (в частях по объему): цемента — 1,4; песка — 2,5, щебня — 4,5. Воду следует 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 мокрых и заболоченных участках, где применение монолитного бетона затруднено из-за высоких грунтовых вод либо вообще невозможно, выполняют сборные, часто столбчатые фундаменты (в виде столба с опорной плитой). Изготавливают их заранее в вертикальной или горизонтальной опалубке.

При горизонтальном бетонировании в опалубку сначала укладывается 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 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 °С через 5–7 суток железобетонные столбы достигают прочности, достаточной, чтобы вынуть их из опалубки, а через 20–25 дней — для устройства фундаментов. Размеры опорной плиты в плане обычно принимают 50×50 см, высоту — 30 см, а сечение столба 25×25 см. При допустимом давлении на грунт 150–200 кПа (1,5–2 кгс/см2) несущая способность фундаментного столба составляет 35–50 кН (3,5–5,0 тс).

При маловлажных грунтах столбчатые фундаменты выполняют из монолитного железобетона следующим способом. В отрытую яму насыпают слой щебня или гравия с песком толщиной 10 см, после уплотнения на него 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 столбики 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 сооружают из блоков, образующих соответственно подошву и стену фундамента. Фундаментные блоки укладывают на выровненную поверхность основания (для песчаных грунтов) или на песчаную подготовку — слой утрамбованного песка толщиной 80–100 мм для всех прочих грунтoв. Иногда при удовлетворительном основании сборную железобетонную подошву фундамента можно заменить подушкой из крупнозернистого песка, щебня или гравия.

Ширина ее должна быть на 300–400 мм больше ширины подошвы фундамента. Выполняется подушка следующим образом: в траншею насыпают слоями по 15–20 см выбранный сыпучий материал и плотно утрамбовывают каждый слой.

 

2.1. Ленточные фундаменты: описание, применение

 

Стеновые блоки следует устанавливать с перевязкой швов по каждому ряду не менее, чем на высоту блока.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент 

Рис. 1.13. Мелкозаглубленные ленточные фундаменты: а — мелкозаглубленный фундамент из блоков стен подвалов

Схема конструкции ленточного фундамента 

Рис. 1.13. Мелкозаглубленные ленточные фундаменты: б — мелкозаглубленный фундамент из бетона марки В7,5 (М100); 1 — блок; 2 — брусчатая стена; 3 — подушка из среднезернистого песка; 4 — отмостка; 5 — слой уплотненного песчаного грунта; 6 — цементно-песчаное основание; 7 — кирпичный столб размером 250×250 мм; 8 — дощатый пол; цементно-песчаный раствор марки В3,5 (М50); 10 — бетон марки В7,5 (М100)

Для увеличения пространственной жесткости сборных фундаментов в шов между первым и вторым рядами следует заложить два арматурных стержня диаметром 10 мм по всему периметру здания, при этом длина нахлестки стержней должна быть 500 мм. Концы круглых стержней загибают крюками или лапками; для стержней периодического профиля в этом нет необходимости.

Блоки монтируют на цементном растворе состава 1:6 (на 1 ведро цемента 6 ведер песка). При использовании портландцемента необходимо учитывать срок его хранения (см. раздел «Материалы для строительных растворов»). Способы приготовления бетонной смеси для фундаментов аналогичны описанным ранее в разделе «Бетон». Детали фундаментов показаны на рис. 1.13—1.16.

 Столбчатый железобетонный фундамент. Схема (чертёж) для строительства своими руками

Рис. 1.14. Столбчатый железобетонный фундамент: 1 — железобетонный монолитный столбчатый фундамент; 2 — подушка из среднезернистого песка; 3 — отмостка; 4 — слой уплотненного песчаного грунта; 5 — каркасная стена; 6 — цокольное перекрытие с дощатым полом

Конструкция железобетонного столбчатого фундамента 

Рис. 1.15. Конструкция железобетонного столбчатого фундамента: а — план квадратного столбчатого фундамента; б — разрез квадратного столбчатого фундамента; 1 — стержень из арматуры диаметром 10 мм; 2 — хомуты (арматура диаметром 6 мм); 3 — сетка арматурная с ячейками 150×150 мм из проволоки 0 6 мм; 4 — анкерный болт М16; 5 — бетон В125 (М150)

 Схема отмостки

Рис. 1.16. Деталь булыжной отмостки: 1 — булыжник; 2 — подсыпка из среднезернистого песка; 3 — жирная мятая глина; 4 — уплотненный фунт; 5 — фундамент ленточный либо забирка из бетона, кирпича

 

3. Расчет фундаментов: правила, рекомендации

 

Рассчитать и сконструировать фундамент может сам застройщик, используя приближенный метод определения нагрузки на фундамент.

Общая нагрузка, действующая на 1 м длины подошвы ленточного фундамента, равна сумме нагрузок от снега, крыши, чердачного перекрытия, наружной (бревенчатой, брусчатой либо каркасной кирпичной и др.) стены дома, а также фундамента и цокольного перекрытия.

Нагрузка от снега равна нормативной нагрузке от снегового покрова, а именно: 1 кПа (100 кг/м2), умноженной на грузовую площадь, приходящуюся на 1 м длины фундамента.

Например, при расстоянии между противоположными наружными стенами или наружной и внутренней несущей стеной (если на нее опираются конструкции крыши) равном 6 м, грузовая площадь составит 1×6÷2 = 30 кН (100×6÷2 = 300 кгс). На крутых скатах крыш (более 45°) нагрузку от снега не учитывают.

Нагрузка от элементов крыши (стропила, обрешетка, кровля) согласно табл. 1.16 для кровли из асбестоцементных волнистых листов равна 500 Па (50 кгс/м2), умноженной на ту же грузовую площадь, т. е. 500×6÷2 = 1500 Н, или 1,5 кН (50×6÷2 = 150 кгс).

 

4. Нагрузки на перекрытия: варианты, укрепления, допустимые нормы

 

Нагрузка от чердачного перекрытия равна нагрузке от 1 м2 перекрытия. При перекрытии по деревянным балкам — это 1 кПа(100 кгс/см2) (табл. 1.17), умноженный на грузовую площадь чердачного перекрытия дома — 1,8 м2, т. е. 0,5 пролета, умноженные на его длину — 1 м: 1×1,8 = 1,8 кН (180 кгс), где 1,8 — половина пролета между наружной и внутренней несущей стеной (см. план (б) рис. 1.3).

 

Таблица 1.16. Нагрузка от 1 м2 горизонтальной проекции крыш

 

Тип кровли

Па

кгс/м2

Кровельная сталь при уклоне 27°

Рубероидное покрытие в два слоя при уклоне 10°

Асбестоцементные листы при уклоне 30°

Черепица гончарная при уклоне 45°

200–300

300–500

400–500

600–800

20–30

30–50

40–50

60–80

 

Таблица 1.17. Нагрузка от 1 м2 перекрытий пролетом до 6,0 м

 

Тип перекрытия

кПа

кгс/м2

Чердачное, по деревянным балкам плотностью утеплителя, кг/м3, до:

200

0,7–1,0

70–100

300

1,0–1,5

100–150

500

1,5–2,0

150–200

Цокольное по деревянным балкам плотностью утеплителя, кг/м3, до:

200

1,0–1,5

100–150

300

1,5–2,0

150–200

500

2,0–3,0

200–300

Цокольное железобетонное

3,0–5,0

300–500

 

Нагрузка от наружной стены дома равна нагрузке от 1 п. м стены; для стены из брусьев толщиной 150 мм она равна 0,70 кПа (70 кгс/м2) (табл. 1.18), умноженным на высоту стены (она равна примерно 2,85 м), т. е. 0,7×2,85 = 2,0 кН (200 кгс).

Нагрузку от фундамента определяют по объему 1 п. м его длины умножением на плотность материала, из которого выполнен фундамент. Ниже приводится ориентировочная плотность материала фундаментов, т/м3:

  • бетон — 2,2–2,4;
  • бутобетон — 1,8–2,2;
  • железобетон — 2,5.

 

Таблица 1.18. Нагрузка от 1 м2 стен

 

Материал стен

кПа

кгс/м2

Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с минераловатным утеплителем

0,3−0,5

30−50

Брусчатые и бревенчатые толщиной 150−180 мм

0,7−1,0

70−100

Из керамзитобетона толщиной 350 мм

4,0−5.0

400−500

Из шлакобетона толщиной 400 мм

5,0−6,0

500−600

Из эффективного кирпича толщиной, мм:

 

 

380

5,0−6,0

500−600

510

56,5−7,5

650−750

Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной, мм:

 

 

250

4,5−5,0

450−500

380

7,0−7,5

700−750

510

9,0−10,0

900−1000

 

5. Расчет нагрузок

Для ленточного мелкозаглубленного фундамента шириной 0,4 м и высотой 0,6 м из бетона нагрузка равна: 5,28 кН (0,4×0,6×1×2200 = 528 кгс).

Общая нагрузка (N) на 1 п. м длины подошвы ленточного фундамента составит: 300 + 150 + 180 + 200 + 528 = 1358 кгс, т. е. около 1,4 тс.

Аf — опорная площадь подошвы фундамента равна 40×100 = 4000 см2.

N÷Af = 1358÷4000 = 0,34 кгс/см2

При давлении на грунт 0,34 кгс/см2 оно значительно меньше расчетного сопротивления грунта.

Итак, общая нагрузка на 1 м длины подошвы ленточного фундамента состоит из суммарной нагрузки от конструкций выше обреза фундамента, временной нагрузки на них и собственно фундамента. При подсчете нагрузок, действующих на основание (грунт) от подошвы столбчатого фундамента, определяют массу фундамента и массу грунта (2,0 т/м3), расположенного над выступающей частью опорной плиты. Далее суммируют их с нагрузкой, действующей на 1 м длины ленточного фундамента и умножают на расстояние между осями фундаментов. Требуемую площадь фундамента определяют по формуле

Af  = N ÷ (R0 − βγf×Н),

где Af — площадь подошвы фундамента, м2; N — нагрузка от 1 м длины подошвы ленточного фундамента, т; R0 — расчетное сопротивление грунта (принимается в соответствии с рекомендациями), тс/м2; βγf = 20 кН/м3 (2 т/м3) — средняя удельная масса материала фундамента и грунта на его уступах; Н — глубина заложения фундамента от уровня планировки, м.

Для ленточных фундаментов расчет ведется на 1 м длины, следовательно, его ширина в = Аf ÷1 м для квадратных в плане фундаментов; для круглых

Д= 2√Af×π,

где Д — диаметр круглого фундамента, м; π = 3,14 — отношение длины окружности к ее диаметру.