Текст книги "Строительство дома быстро и дешево"

Типы грунтов

Условно все грунты можно разделить на естественные и искусственные. К естественным относятся грунты, сформировавшиеся под влиянием природных процессов. Искусственными считаются насыпные грунты, а также грунты, к которым применялись технологии укрепления.

Различаются следующие основные типы грунтов.

Песчаные грунты состоят из частиц размером 0,1–2 мм. В свою очередь, песчаные грунты подразделяются на гравелистые, крупные, средние и мелкие. Плотный песок, состоящий из крупных частиц, считается хорошим основанием для постройки, так как его коэффициент сжатия невысок, а скорость уплотнения под нагрузкой велика, то есть осадка здания прекращается довольно быстро. Кроме того, высокая водонепроницаемость крупных, средних и гравелистых грунтов снижает вероятность вспучивания.

ПРИМЕЧАНИЕ

Воздействие грунтовых вод снижает несущую способность плотного песчаного грунта.

Пылеватые грунты состоят из частиц размером 0,05–0,005 мм. Песчаный грунт, в котором содержание подобных частиц достигает 15–50%, также называется пылеватым. Несущая способность такого грунта невысока, что усложняет строительство.

Скальные грунты (песчаники, кварциты, граниты) представляют собой сплошным массив. На них можно строить здания любой конструкции, веса и этажности. Скальные грунты самые надежные, не подвержены вспучиванию (если в грунте отсутствуют пустоты и трещины), водоустойчивы. Единственный их минус – сложность разработки при устройстве фундамента.

Хрящеватые грунты содержат каменные и гравийные прожилки. Такие грунты практически не подвержены усадке и не размываются. Однако фундамент необходимо заглублять не менее чем на полметра.

Крупноблочные грунты состоят из осколков скальных пород: гравия, гальки, щебня. Они подходят для строительства при условии устройства надежной гидроизоляции и дренажной системы, поскольку влага способна размыть плотный слой грунта.

Глинистые грунты содержат мелкие частицы-чешуйки размером до 0,005 мм. Такие грунты – плотные и надежные в сухом состоянии – сильно разжижаются при насыщении влагой. Дело в том, что в глине довольно много капиллярных каналов, которые способствуют проникновению воды по всему объему грунта. С одной стороны, это неплохо: глина обладает вязкостью, необходимой для строительства. С другой – при отрицательных температурах глинистый грунт сильно вспучивается.

Поскольку глинистые грунты подвержены морозному пучению, чаще всего фундаменты на них закладывают на всю глубину промерзания, что отнюдь не удешевляет строительство.

Еще одной особенностью глинистых грунтов является высокая степень сжатия (по сравнению с песком), но скорость их осадки под нагрузкой довольно низка.

Хорошим основанием для постройки является сухая слежавшаяся глина. А вот ленточные глины (то есть глинистый грунт, в котором присутствуют песчаные прослойки) не очень подходят для строительства: они легко разжижаются и их несущая способность невелика.

Лесс является разновидностью глинистых грунтов и состоит из тонкозернистой однородной пористой породы. Особенностью лесса является наличие пор – вода свободно проникает в грунт на значительную глубину. Скорость его размокания и размывания высока, а осадка на нем неравномерная и быстрая. При строительстве на лессовом грунте необходима не только гидроизоляция, но и надежная дренажная система, чтобы уберечь грунт от промокания. Таким образом, возведение фундамента на лессе значительно удорожается.

Суглинки и супеси представляют собой смесь песка, пылеватых частиц и глины. Они вполне пригодны для строительства и по своим характеристикам занимают промежуточное положение между песчаным и глинистым грунтом.

Грунты с органическими примесями (торф, болотный торф, ил, растительный рыхлый грунт) характеризуются неравномерностью сжатия и в естественной форме совершенно непригодны для строительства. Они обычно перенасыщены влагой (например, торф впитывает от 6 до 8 объемов воды на 1 объем грунта). Кроме того, уровень залегания грунтовых вод, как правило, очень высок.

Плывун является разновидностью мелкозернистого песчано-глинистого грунта. При разжижении он становится очень подвижным. Строить дом на таком основании – все равно что строить его на воде.

Насыпные грунты обычно формируются искусственно, например, при засыпке оврага. Они не подходят для строительства, так как характеризуется неравномерным сжатием. Исключение составляют рефулированные насыпные грунты, то есть грунты, образованные при помощи рефулкрома (землесоса).

В некоторых случаях непригодный для строительства грунт можно улучшить и укрепить. Так, грунт с органическими примесями исправляют, устраивая под фундаментом «подушку» толщиной 15–20 см из мокрого утрамбованного крупного песка.

Обычно грунт уплотняют при помощи специальных пневматических трамбовочных машин или трамбовочных стальных и чугунных плит весом 2–4 т. При уплотнении на большой площади используются катки весом 10–15 т. Пылеватые и песчаные грунты трамбуют при помощи поверхностных вибраторов, а вот на глинистых грунтах этот способ практически не дает положительного эффекта.

Иногда в слабый грунт добавляют гравий или щебень.

Для глубинного уплотнения песчаного грунта (крупный и средний песок) можно использовать цементацию. В этом случае в грунт забивают полые сваи, в которые вливают жидкий цементный раствор или цементное молоко. По окончании цементации сваи вынимают.

Чтобы уплотнить лессовый грунт, пылеватый песок или плывун, прибегают к силикатизации. Данный метод аналогичен цементации, только вместо цементного раствора в грунт закачивают жидкое стекло, смешанное с раствором фосфорной кислоты (для лессовых грунтов фосфорная кислота не добавляется).

Процесс уплотнения грунта недешев, ведь приходится оплачивать не только стоимость материалов, но и аренду техники и оборудования. Однако еще дороже обходится замена грунта. Если уплотнение не представляется возможным, приходится снимать слой слабого грунта, а вместо него устраивать «подушку» из более прочного. Чаще всего используется средний или крупный песок, который уплотняется увлажнением и вибрацией. Толщина «подушки» рассчитывается таким образом, чтобы давление, переходящее на слабый грунт, соответствовало его несущей способности.

Конструкция фундамента

Как уже говорилось, выбор конструкции фундамента – вопрос чрезвычайно важный, в первую очередь зависящий от характеристик грунта на участке.

ПРИМЕЧАНИЕ

Фундамент любой конструкции можно устроить так, чтобы его нижняя часть располагалась ниже глубины промерзания грунта. Этот вариант стоит несколько дороже, чем незаглубленный фундамент, зато свойства грунтов на такой глубине известны, их изменения предсказуемы, и фундамент получается гораздо более надежным и долговечным. Однако во многих случаях стремление возвести заглубленный фундамент требует лишних расходов, которых вполне можно избежать.

В зависимости от технологии строительства фундаменты разделяются на монолитные и сборные.

По конструкции фундаменты могут быть:

♠ столбчатыми;

♠ свайными;

♠ ленточными;

♠ сплошными (монолитными).

Столбчатый фундамент предполагает возведение столбов под каждой колонной в углах здания и местах пересечения стен, а также в местах со значительной нагрузкой (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Столбчатый фундамент

Это самый простой в изготовлении тип фундамента. Он применяется для строительства домов с легкими деревянными, рублеными и каркасно-щитовыми стенами.

Для сооружения такого фундамента в грунте бурят прямоугольные или круглые скважины, которые заполняют бутобетоном или укрепляют несколькими прутьями арматуры, а затем заливают бетоном до уровня грунта.

ВНИМАНИЕ

Глубина скважины должна располагаться ниже уровня промерзания грунта.

Выше уровня грунта сооружается столб из кирпича. Можно также применять различную опалубку (съемную, несъемную, разъемную) и отливать столб из бетона при заполнении скважины. Расстояние между столбами должно быть 1,5–2 м (для совсем легкого здания, например для одноэтажного щитового дачного домика, это расстояние можно увеличить до 3 м) по всему периметру здания.

При этом обязательна установка столбов в местах пересечения несущих стен (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Варианты расстановки столбов

В последнее время при индивидуальном строительстве стало популярным применять ТИСЭ (Технология индивидуального строительства и экология). Однако различие между традиционным способом сооружения и столбчатого фундамента и ТИСЭ заключается лишь в том, что во втором случае скважина для формирования столба расширяется книзу, подобно груше. Считается, что такое расширение увеличивает прочность столба. Тем не менее скептики утверждают, что и обычной прямоугольной или цилиндрической сваи вполне достаточно.

При сооружении свай (столбов) фундамента следует внимательно относиться и к армированию, и к качеству кладочного раствора. При неудачной подводке столбчатого фундамента под строение дом может упасть. Причины этого просты: столбы недостаточно заглублены в землю, армирование столбов отсутствует (многим кажется, что вполне достаточно бетона), кладочный раствор крошится при перепадах температуры и в конце концов кирпич (верх сваи) отрывается от бетонного основания. Такие ошибки допускаются в основном при строительстве небольших дачных домиков и сараев: строение кажется легким, а грунт – надежным.

Обычно столбы фундамента ничем не связаны (если не считать лаг, которые на них лежат), и морозное пучение, а также подвижки грунта приводят к тому, что сваи начинают «гулять». В результате все строение накреняется, а иногда и падает. Во избежание подобных проблем рекомендуется применять перевязку – рындбалку. Она располагается или на поверхности грунта, или с небольшим заглублением (в этом случае под ней необходимо устроить песчаную «подушку»), при этом производится единое армирование (перевязка арматуры) в балке и свае. Рындбалка существенно повышает надежность столбчатого фундамента – на нем можно возводить даже кирпичные дома при условии, что стены достаточно тонкие. Однако построить фундамент с рындбалкой гораздо сложнее, чем обычный столбчатый, а стоимость его намного выше.

Итак, к плюсам столбчатого фундамента относятся его дешевизна и надежность (если все сделано правильно!). Он не требует гидроизоляции и отмостки (все пространство между сваями проветривается и дополнительный отвод воды не нужен), а также отделки цоколя.

Однако такой фундамент можно применять только на легких грунтах, которые не подвержены горизонтальным подвижкам и морозному пучению. Кроме того, при столбчатом фундаменте можно забыть о погребе и подвале.

По внешнему виду свайный фундамент близок к столбчатому. Фактически при его устройстве столбы (сваи) устанавливают по всей площади основания дома в определенном порядке. Однако столбы объединяют ростверком (железобетонной или бетонной плитой), что многократно повышает надежность и несущую способность свайного фундамента по сравнению со столбчатым.

Свайный фундамент используют при строительстве на нестабильном грунте. Для его сооружения бурят скважины, в которые помещают трубы, а сверху заливают бетон. Можно также взять готовые сваи (столбики с заостренным концом; они бывают стальные, деревянные, железобетонные, винтовые) и вбить в грунт до твердого основания, минуя подвижные, нестабильные слои.

ПРИМЕЧАНИЕ

Самыми дешевыми являются деревянные сваи – прямые бревна диаметром от 30 см. Однако они подвержены гниению, несмотря на соответствующую обработку. Наиболее долговечны железобетонные и бетонные сваи.

Сваи погружают в грунт различными способами: просто забивают, применяют вибропогружение, вдавливают, завинчивают. Отмечу, что в любом случае вам потребуется специальная техника.

Наибольшей популярностью пользуются свайные винтовые фундаменты. Винтовая свая представляет собой стальную трубу с заостренным наконечником. Такие сваи не обязательно ввинчивать в грунт на одинаковую глубину, что позволяет использовать их на грунтах с разной несущей способностью и на неровных участках без дополнительных затрат на выравнивание площадки по горизонтали.

Ленточный фундамент – массивная, монолитная железобетонная конструкция (полоса с надстройкой из кирпича), идущая по периметру здания (рис 4.3). Для деревянных и небольших каменных домов, строящихся на слабопучинистых грунтах, используется мелкозаглубленный ленточный фундамент (глубина залегания ленты – 50–70 см и даже менее). Если же речь идет о возведении дома с тяжелыми стенами и (или) перекрытиями либо об устройстве под домом подвала или гаража, то применяется заглубленный ленточный фундамент.

Рис. 4.3. Ленточный железобетонный фундамент

Для сооружения мелкозаглубленного ленточного фундамента сначала роют траншеи. В зависимости от размера дома это можно сделать как при помощи техники – ковшевой землечерпалки, так и вручную. Затем боковые стенки траншей выстилают гидроизоляционным материалом (наиболее дешевый, но при этом наименее долговечный – рубероид). После этого на дно траншеи засыпают песок и гравий, а потом заливают бетон.

ВНИМАНИЕ

На подвижных грунтах нельзя сооружать ленточный фундамент из отдельных бетонных блоков: таким образом нарушается монолитность фундамента, а следовательно, его прочность и устойчивость.

Возведение такого фундамента требует не слишком много затрат, но его применение ограниченно.

Чтобы повысить надежность мелкозаглубленного ленточного фундамента, рекомендуется устраивать шурфы, глубина которых превышает глубину промерзания грунта, на расстоянии 1,5–2 м друг от друга.

Сборные ленточные фундаменты могут применяться на песчаных малоподвижных грунтах при строительстве малоэтажных домов. Поскольку блоки – и стеновые, и «подушка» – изготавливаются на заводе, время возведения такого фундамента минимально, а сборка осуществляется очень просто.

ПРИМЕЧАНИЕ

Если фундамент подводится под легкое здание, то можно не использовать блоки-«подушки».

Однако в местах соединения блоков просачивается вода. К недостаткам сборного фундамента относятся также высокая себестоимость и массивность.

Заглубленный ленточный фундамент обеспечивает надежность конструкции практически на любом типе грунта. Кроме того, он обеспечивает пространство для подвала или погреба. Сооружается он практически так же, как и мелкозаглубленный, – разница заключается лишь в том, что всю ленту фундамента прокладывают ниже глубины промерзания грунта.

Если вам не повезло и на участке оказался торфяной или глинистый грунт, то единственная возможность построить хороший дом – установить его на монолитном фундаменте (рис 4.4). Сделать его очень просто: сначала устраивается песчаная «подушка» толщиной 20–30 см, затем на ней отливается плита, размеры которой ненамного превышают площадь дома. При заливке бетонную массу уплотняют штыкованием – многократно прокалывают стальным стержнем.

Рис. 4.4. Монолитный фундамент

Иногда внутри опалубки под монолитный фундамент прокладывают теплоизолирующие материалы (минераловатные плиты, пенопласт, керамзит).

Чтобы впоследствии подвести к дому коммуникации (канализацию, водопровод, электрический кабель), в фундаменте устанавливают трубы (керамические, асбестоцементные, стальные, пластмассовые, деревянные) соответствующего диаметра.

Благодаря отсутствию необходимости в земляных работах подобный фундамент считается относительно недорогим, несмотря на большой расход материалов. Однако ни подвал, ни погреб соорудить не удастся.

Впрочем, если очень хочется, можно устроить подвал и при монолитном фундаменте. Но для этого потребуются земляные работы. Сначала придется выкопать котлован необходимой глубины и на его дне сделать «подушку» из песка и гравия, а затем – отлить плиту. Стены подвала возводятся на плите, причем им необходима тщательная гидроизоляция с наружной стороны. Свободное пространство, оставшееся между стенами постройки и котлована, засыпается грунтом. К недостаткам такого способа относится его высокая стоимость.

Материалы для фундамента

Для изготовления фундамента применяется мало материалов. Наиболее популярны бутобетон, железобетон и кирпич. Можно, кончено, соорудить фундамент и из дубовых пней. Но мы с вами будем придерживаться традиций и рассматривать материалы, которые легко приобрести в любом строительном магазине.

Бетон представляет собой затвердевшую смесь цемента, заполнителя и воды. В зависимости от того, какой использован заполнитель, получаются различные виды бетона со своими свойствами.

Так, для производства бутобетона применяются довольно крупные камни. Раствор в этом случае служит клеем, который соединяет соприкасающиеся друг с другом камни и препятствует их смещению. Этот материал используется на песчаных и скалистых грунтах, не подверженных морозному пучению. Если же на вашем участке глинистый грунт, бутобетон противопоказан: из-за пучения он может дать трещину.

Если в заполнитель добавить щебень, а всю смесь армировать сеткой или прутьями арматуры (рис. 4.5), то получится железобетон. Этот материал очень популярен из-за своей дешевизны и прочности. А чтобы фундамент из железобетона стал еще более надежным, при его изготовлении применяются бетонные вибраторы (рис. 4.6).

Рис. 4.5. Арматура для железобетонного фундамента

Рис. 4.6. Железобетонный фундамент

В последнее время в моду входит армирование углепластиком, которое придает бетону прочность и одновременно пластичность. Однако это довольно дорогостоящая технология, поэтому она применяется лишь при строительстве зданий специального назначения и элитных домов.

Кирпич используется только для сооружения надземной части фундамента, а также цокольных частей. Поскольку данный материал очень гигроскопичен и активно впитывает влагу, даже легкий мороз способен его разрушить (кирпич начинает трескаться за счет расширения замерзающей воды). Кроме того, кирпич, особенно силикатный, за пару десятилетий растворяется в грунте. Именно поэтому специалисты не рекомендуют добавлять в бетон для фундамента кирпичный бой.

Размеры фундамента прямо зависят от выбранного материала. Например, минимальная толщина ленточного фундамента из железобетона – 10 см, а если использовать бетон, эта цифра возрастет до 25 см. Толщина фундамента из бутобетона достигает 35 см, а кладки из естественного камня – 50 см.

Прочность бетона определяется качеством цемента, к выбору которого следует подходить весьма ответственно. Он маркируется по двум характеристикам: прочности (максимальной нагрузке) и проценту примесей (добавок).

Первый параметр обозначается буквами «М» или «ПЦ» (портландцемент) со стоящим рядом трехзначным числом, которое указывает максимальную прочность в килограмм-силах на квадратный сантиметр образцов, изготовленных из смеси цемента с кварцевым песком в соотношении 1 : 3.

Например, маркировка М400 указывает, что данный вид цемента при затвердевании способен выдержать нагрузку 400 кгс/см² (примерно 40 МПа в единицах СИ). Наиболее популярны цементы с маркировкой от 350 до 500.

Вторая важная характеристика цемента – содержание добавок – указывается в маркировке после буквы «Д». Так, цемент с маркировкой Д0 не содержит добавок. Процент добавок влияет на пластичность и прочность цемента.

Если цемент обладает какими-либо дополнительными специфическими свойствами, на это указывают специальные обозначения. Например, буквы «СС» («сульфатостойкий») обозначают стойкость к агрессивным средам.

В жилищном строительстве традиционно применяют цемент марки М(ПЦ)400-Д20. Бетон на его основе обладает повышенной морозостойкостью и водостойкостью. Его используют при изготовлении сборного железобетона, стеновых перекрытий, фундамента и т. д. Аналогичными свойствами обладает цемент марки М500-Д20. Его применяют для строительства, а также штукатурных, ремонтно-строительных работ, кладки и изготовления различных строительных растворов.

Еще одной важной характеристикой цемента является время отвердения. Различают два этапа твердения.

♠ Схватывание (начало твердения) цемента длится около 40–50 минут.

♠ Собственно твердение наступает через 10–12 часов.

Растворы. Цемент – главный компонент бетона, но не единственный. Растворы замешивают с добавлением воды, песка, гравия.

Для различных целей используется разная консистенция растворов. Жесткий бетон, похожий на увлажненную почву, необходимо сильно уплотнять при кладке. Пластичная, довольно густая масса меньше нуждается в уплотнении. Не требуется уплотнение для жидкого и литого бетонов, которые самотеком заполняют подготовленную форму.

Чтобы повысить пластичность бетона, в него добавляют глиняное или известковое тесто. Однако это довольно трудоемкая операция, поэтому в последнее время ее применяют все реже.

Консистенция бетонной смеси зависит от количества воды. Если ее слишком много, то раствор расслаивается и прочность бетона снижается. Лучше всего воду и цемент добавлять в раствор одновременно, не меняя соотношения между ними, – тогда прочность бетона не изменится.

Прочную смесь получают из очень густой полусухой массы после ее сильного уплотнения.

Компоненты растворов просеивают через сито:

♠ для штукатурных работ – с ячейками 5 × 5 мм;

♠ для каменных работ – с ячейками 10 × 10 мм.

Раствор должен иметь однородную консистенцию, иначе его прочность падает.

В классический цементно-известковый раствор входят цемент, известковое тесто и песок.

1. Известковое тесто разбавляют водой до консистенции молока и процеживают через чистое сито.

2. Из цемента и песка делают сухую смесь, добавляют известковое молоко, чтобы увеличить пластичность раствора, и тщательно перемешивают. Известковое тесто можно заменить глиняным, которое отмеряют в том же количестве.

Цементно-известковые и цементно-глинные растворы используются для кладки стен, а также для возведения фундаментов в сухих грунтах. Если фундамент сооружается в маловлажном грунте, то для приготовления цементно-известкового раствора на 1 м³ песка берут не менее 75 кг цемента, а для приготовления цементно-глинного – 100 кг; в очень влажных и насыщенных водой грунтах – соответственно 100 и 125 кг.

Цементные растворы делают в определенной последовательности.

♠ Сначала перемешивают цемент с песком для получения сухой смеси. На 1 часть цемента берут 2,5–6 частей песка в зависимости от марки цемента и желаемой марки раствора.

♠ Сухую смесь заливают водой, тщательно перемешивают и используют в течение 1–1,5 часа.

Отмечу, что из-за особенностей технологии заливки фундамента одновременно требуется достаточно большое количество раствора, поэтому удобнее и надежнее заказать необходимое количество готового раствора, который в нужное время доставят на бетономешалке.