Текст книги "Строительство фундамента для дачи"

Илья Мельников
Строительство фундамента для дачи

Земляные работы

Какой именно дом будет строить владелец участка – дело его желания и вкуса. Однако во всех случаях возведение дома начинается с устройства фундамента. Начинать его рекомендуется с устройства вокруг будущего дома обноски – ряда столбиков с прибитыми по верху досками, на 20 см выше предполагаемого цоколя и в 1–1,5 м от края траншей или ям под фундамент. Обноску необязательно делать непрерывной. На досках через пропилы натягивается проволока или леска так, чтобы она совпадала с осями стен и их гранями. Обноска поможет вам правильно выкопать траншеи под фундамент и заложить стены. Спуская с проволоки отвес, вы всякий раз сможете проконтролировать: не ошиблись ли.

Точно разметить углы фундамента под 90° поможет так называемый «египетский треугольник» с соотношением сторон 3:4:5, который строится с помощью натянутых веревок или сбивается из досок. А для определения одинаковых вертикальных отметок по углам здания при отсутствии геодезических инструментов можно использовать поливочный шланг, заполнив его подкрашенной водой и вставив на концах стеклянные трубки, – совпадение уровней жидкости в трубках и даст искомую горизонталь.

Тип фундамента, его размеры зависят от свойств грунта, которые можно оценить, не прибегая к геологическим изысканиям.

Виды грунтовых оснований под фундаменты

От того, какое основание находится под фундаментом, зависит, насколько прочным и долговечным будет ваш дом. Основанием называют массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от всего здания. Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании напряженное состояние и деформирует его. Прочность и устойчивость любого здания зависит, прежде всего, от надежности основания.

Грунтовые основания бывают естественными и искусственными.

Грунты, находящиеся в условиях природного залегания, называют естественным основанием, а предварительно укрепленные различными способами (силикатизации, цементации, смолизации, битуминизации и др.) слабые грунты – искусственным основанием.

В связи с этим проектированию и строительству зданий и сооружений фермерских хозяйств предшествуют инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания. Они заключаются в определении типов грунтов оснований, их прочности и деформативных характеристик, уровня грунтовых вод, их химического состава для установления степени агрессивности по отношению к материалу фундаментов.

Критериями для характеристики основания служат:

● его несущая способность, плотность и равномерность геологического строения, обеспечивающие допустимые деформации основания и нормативную величину его осадки под зданием (в зависимости от назначения здания ее величина ограничивается в пределах от 80 до 150 мм);

● устойчивость к воздействию грунтовых вод;

● неподверженность «пучению» – увеличению в объеме при переходе в лед воды в порах и прослойках грунта;

● неподверженность грунтов основания оползням.

Грунты представляют собой горные породы минеральных частиц зернистой и чешуйчатой структуры, пространство между которыми образуют поры. Различают следующие виды грунтов: скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые, насыпные.

Скальные грунты залегают сплошными массивами и являются наиболее прочным естественным основанием. Однако они залегают на значительной глубине под слоями нескольких пород и поэтому редко служат непосредственным основанием фундаментов жилых и сельскохозяйственных зданий. К скальным грунтам относят граниты, кварциты, известняки и др.

Крупнообломочные грунты содержат более 50 % по весу кристаллических или осадочных пород крупностью частиц более 2 мм. В структуре этого вида грунтов щебень, галька, гравий, дресва находятся в связном состоянии. Крупнообломочные грунты малосжимаемы, дают небольшие и, как правило, равномерные осадки и не пучинисты. По своим природным качествам они служат хорошим основанием.

Песчаные грунты содержат менее 50 % по весу частиц крупнее 2 мм, сыпучие и в сухом состоянии не обладают свойством пластичности. Пески в зависимости от размеров зерен могут быть крупные, средние, мелкие и пылеватые. С увеличением содержания пылеватых и глинистых частиц прочность песчаного грунта уменьшается. Равномерно залегаемые пески значительной мощности представляют хорошее основание – не пучинистое и обладающее быстро прекращающимися равномерными осадками.

Глинистые грунты состоят из мелких чешуйчатых связанных между собой частиц. Они различаются по количеству глинистых частиц: суглинки содержат глинистых частиц от 10 до 30 %, а супеси – от 3 до 10 %. Следовательно, глинистые грунты, содержащие глинистых частиц меньше 30 %, относятся к суглинкам или супесям и, по существу, являются промежуточными видами между песком и глиной. При замерзании влажные глинистые грунты вспучиваются, а при оттаивании дают просадку. В результате подъема пучинистых грунтов зимой и опускания весной в здании появляются трещины и нередко создается опасность дальнейшей эксплуатации строения.

Верхний слой почвы на участке – это растительный грунт, содержащий перегной и корни растений. Толщина его может составлять от 10 до 100 см, и под основание фундамента он не годится. Поэтому, начиная строительство, этот грунт нужно срезать и перенести в огород или сад.

Под растительным слоем чаще всего встречаются песчаные или глинистые грунты. Если на вашем участке грунт состоит из песка вперемешку с мелким камнем, так называемого гравелистого песка, песка крупной или средней зернистости, считайте, вам повезло. Эти пески используются в качестве основания вне зависимости от влажности, уровня грунтовых вод или глубины промерзания. Глубина заложения фундамента в любой климатической зоне может не превышать 70 см, а делать его можно из крупнозернистого песка, который укладывается слоями по 10–15 см с проливкой каждого слоя водой. За 20–30 см до планировочной отметки на песок укладывают гравий, щебень или кирпичный бой на цементно-песчаном растворе слоем не менее 10–15 см.

Если же в основании фундамента находится мелкий или пылеватый песок или же глинистый грунт, придется обязательно учитывать при выборе конструкции фундамента его насыщенность водой, горизонт почвенной влаги и глубину промерзания грунта. Дело в том, что очень влажные глины, суглинки, супеси, а также мелкие пылеватые пески относятся к категории тяжелых пучинистых грунтов, т. е. способных резко менять объем и деформироваться, вспучиваться при минусовой температуре, а силы, которые действуют при этом на фундамент, достигают 6–10 т на м2.

Кстати, характерной ошибкой застройщиков является убежденность, что, чем глубже заложен фундамент, тем он надежнее. Это не так. Даже если силы и не будут действовать на подошву фундамента, расположенную ниже зоны промерзания грунта, то напряжения в этой зоне могут оказаться столь значительны, что способны вытащить фундамент вместе с промерзшим грунтом или оторвать его верхнюю часть от нижней. Как избежать этих неприятностей, разговор впереди, однако фундаменты на пучинистых грунтах должны выполняться из водостойких материалов и такой конструкции, чтобы противостоять деформации грунта. Например, столбчатые фундаменты из железобетона.

Фундаменты под небольшие домики обычно делают из кирпича, бутового камня (известняк, песчаники и т. п.), бетона на кирпичном или каменном щебне, цементно-грунтовых смесей и блоков из них.

Насыпные грунты состоят из разнообразных пород, а часто и из бытовых отходов. Они не однородны по составу и структуре, обладают большими и неравномерными осадками, вследствие чего пригодность их в качестве оснований ограничена.

В случаях, когда данные исследований грунтов выявят недостаточную их пригодность для оснований в естественном состоянии, производят их уплотнение, цементацию, силикатизацию, битуминизацию и т. п.

Уплотнение бывает поверхностное и глубинное. При поверхностном грунты трамбуют механическими трамбовками, катками или поверхностными вибраторами. Глубинное уплотнение грунтов производят при помощи глубинных вибраторов или грунтовых свай.

Процесс цементации заключается в нагнетании по трубам в грунт жидкого цементного раствора, который после твердения образует камневидный массив (тип бетона). Цементация эффективна для уплотнения крупных и средних песков.

Метод силикатизации аналогичен цементации, только вместо цементного раствора в грунт нагнетается в зависимости от характера грунта жидкое стекло и хлористый кальций, жидкое стекло и фосфорная кислота. Силикатизация применяется для уплотнения мелких песков, плывунов и просадочных грунтов.

Битуминизация применяется для закрепления крупнозернистых и обломочных пород. Разогретый битум или холодная битумная эмульсия по трубам нагнетается в грунт. Битуминизация часто применяется для предупреждения фильтрации грунтовых вод.

Грунт, который служит основанием для фундамента дома, должен иметь достаточную несущую способность, малую и равномерную сжимаемость, трудно размываться, не подвергаться выветриванию, обладать достаточной мощностью.

Если вы хотите построить под домом погреб или гараж для машины, то необходимо вырыть не только траншеи под фундамент. В первую очередь нужно вырыть котлован на месте, где будет стоять дом. Перед началом производства землеройных работ нужно произвести геодезическую разбивку участка с закреплением осей створными знаками, которые устанавливаются со смещением на 2 м от внешней бровки будущего котлована. Приемы разбивки и способы закрепления на местности очертаний сооружений разнообразны и зависят от вида земляного сооружения, способа производства работ и других условий.

Так, разбивка котлованов и траншей под фундаменты производится одновременно с разбивкой самого дома или пристройки. Для этого сначала на местности (в соответствии с проектом) разбивают главные оси здания, ориентируя их относительно сторон света либо смежных существующих зданий или сооружений. Положение главных осей закрепляют на местности путем установки столбов и натягивания проволоки. На некотором расстоянии от осевых столбов на случай их повреждения при производстве работ желательно установить контрольные знаки закрепления осевых линий.

Разбивка котлована заключается в разметке осей стен возводимого строения. Для этого устанавливают обноски на высоте 0,4–0,6 м от земли параллельно основным осям, образующим внешний контур здания, на расстоянии, обеспечивающем неизменность ее положения в процессе строительства. После этого измеряют расстояния от главной оси до осей стен и закрепляют новые оси с помощью проволоки, натянутой на обноску. От осей стен выносят бровки котлована и делают пометки на тех же обносках.

Разбивку котлованов перед рытьем производят по отвесу с натянутых проволок, отмечая границы котлованов колышками.

Глубина фундаментов зависит от многих факторов: глубины промерзания грунтов, нормативного давления на основание и расчетных нагрузок, структуры грунта, уровня грунтовых вод, характера напластований отдельных видов грунтов, объемно-планировочного решения здания. Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от промерзания грунтов и принимается не менее 0,5 м от уровня поверхности земли или пола подвала (на основании расчета на выдавливание грунтов глубина заложения принимается в соответствии с расчетами, но не менее 0,5 м).

Решающее значение имеет глубина промерзания грунтов, так как некоторые из них, способные удерживать в порах воду, при промерзании вспучиваются, т. е. увеличиваются в объеме, что ведет к повреждению основания и фундаментов зданий.

Глубину заложения фундаментов принимают следующей: на пучинистых грунтах – не менее расчетной глубины промерзания грунтов; на условно непучинистых грунтах (крупнообломочных с пылевато-глинистым заполнением, мелких и пылеватых песках и всех видах глинистых грунтов твердой консистенции) при нормальной глубине промерзания до 1м – не менее 0,5 м, до 1,5 – не менее 0,75, от 1,5 до 2,5 м – не менее 1 м; на непучинистых грунтах (крупнообломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) независимо от глубины промерзания – не менее 0,5 м.

Во всех случаях заложения фундамента выше уровня промерзания грунта следует обеспечить отвод поверхностных и атмосферных вод, чтобы защитить основание от увлажнения. Это достигается тщательной забивкой грунтом пазух траншей, правильной планировкой участка, обеспечивающей сток атмосферных вод от стен здания, устройством по периметру наружных стен здания отмостки.

Однако если грунтовые воды зимой не поднимаются ближе чем на 2 м к границе промерзания грунта, для мелких и пылеватых песков, а также глинистых грунтов твердой консистенции (при раскатывании в ладонях комок такого грунта рассыпается на более мелкие) глубину закладки фундамента можно выбирать вне зависимости от глубины промерзания. Во всех иных случаях эти величины должны как минимум совпадать. Минимальное же заглубление фундамента должно составлять: для песчаных грунтов – 0,5 м, для глинистых – 0,7 м.

При разбивке траншей устанавливают поперечные обноски, на которых закрепляют ось траншеи и указывают отметки дна траншеи.

На этом этапе строительства вас могут подстерегать неприятные неожиданности и возникать связанные с ними проблемы, которые придется решать в рабочем порядке. Это могут быть выход грунтовых вод, пустоты, валуны, подземные коммуникации.

При разработке котлованов и траншей следует заблаговременно исключать обрушение откосов земляного сооружения. Угол естественного откоса грунта зависит от физических свойств и характеризуется силой сцепления, давлением вышележащих слоев, углом внутреннего трения и другими свойствами, при которых грунт находится в состоянии предельного равновесия.

Величину угла естественного откоса необходимо знать при устройстве крутизны откосов выемок и насыпей. Для различных грунтов в зависимости от глубины выемки допускается следующая крутизна откосов (отношение высоты откоса к его заложению) (табл. 1).

Таблица 1.

Допускаемая крутизна откосов выемок в грунтах естественной влажности

Если на строительной площадке имеется срезка земли (выемка) и подсыпка (насыпь), то необходимо вести работы так, чтобы земля из выемки пошла бы на насыпь, если это позволяет качество грунта. Растительный грунт должен быть удален из-под сооружений и зданий, применять его в насыпи также не допускается (кроме отсыпки зон зеленых насаждений). До начала земляных работ должны быть выполнены все работы по отводу воды с площадки, по понижению грунтовых вод, если они могут затопить траншеи и котлованы, или обеспечены надежные средства для водоотлива.

Фундаменты

Работы по сооружению фундаментов и других подземных устройств в выемках без креплений (с вертикальными или близкими к вертикальным стенкам) следует осуществлять сразу за отрывкой грунта во избежание осыпания и обрушения стенок земляного сооружения.

Выбор того или иного способа зависит от объемов и условий работ, рода (категории) грунта и его состояния, сроков производства работ и наличия оборудования.

Виды фундаментов и способы их строительства

Фундаменты бывают столбчатые, ленточные (монолитные и сборные), плитные (сплошные) и свайные. Выбор типа фундаментов зависит от конструктивной системы зданий, величины передаваемых нагрузок, а также от несущей способности грунтов (оснований).

Самыми дешевыми и распространенными из них являются столбчатые. Они могут возводиться из камня, кирпича, бетона, деревянных и железобетонных столбов, металлических и асбоцементных плит.

Для бескаркасных зданий с несущими стенами чаще всего применяют ленточные или свайные фундаменты, для каркасных – столбчатые или свайные, для высотных зданий – плитные или свайные фундаменты. Окончательный выбор варианта конструкции фундамента зависит от результатов технико-экономического анализа проектировщиков.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную подземную стену.

Они укладываются послойно: вначале в опалубку заливается 20-сантиметровый слой бетона, в него утапливается бутовый камень и так до самого верха. Минимальная толщина стен фундамента из бутобетона – 35 см, из бутового камня на растворе – 50 см (рис. 1, 2).

Рис. 1. Монолитный ленточный фундамент:

1 – фундамент; 2 – гидроизоляция; 3 – пол первого этажа; 4 – отмостка

Рис. 2. Сборный ленточный фундамент:

1 – фундамент; 2 – гидроизоляция; 3 – пол первого этажа; 4 – отмостка

Ленточные фундаменты строятся для домов с тяжелыми стенами и перекрытиями, а также при мелком заложении подошвы фундамента. Лучший материал для ленточных фундаментов – бетон.

Столбчатые фундаменты применяют для передачи нагрузок от колонн каркасных зданий на основание (рис. 3).

Рис. 3. Столбчатый фундамент:

1 – фундамент; 2 – фундаментные блоки; 3 – гидроизоляция; 4 – пол первого этажа; 5 – отмостка.

Простейшими фундаментами под дома являются столбчатые из бутового камня или кирпича нормального обжига.

В плане столбы размещают по углам здания, в местах взаимного пересечения капитальных стен, а также под всеми капитальными внутренними и наружными стенами через каждые 2–3 м так, чтобы они находились под столбами каркаса стен или под простенками, но не под проемами.

Размеры сечения столбов в плане определяют расчетным путем, но при кладке из постелистого бутового камня они должны быть не менее 500×500 мм, из рваного бутового камня – не менее 600×600 мм. Кирпичные фундаментные столбы делают сечением 380×380 мм, 380×510 мм и более. Столбы выводят на 200–500 мм над поверхностью земли. Заполнение между ними делают из бутового камня или из кирпича с заглублением на 300–400 мм. Ширина заполнения из бутового камня 400 мм, из кирпича – 250 мм (в один кирпич).

Кладку фундаментных столбов ведут с перевязкой швов горизонтальными рядами, подбирая на каждый ряд камни одинаковой высоты. Кладку заполнения не перевязывают с кладкой столбов, чтобы при неравномерной осадке столбов и заполнения не образовалось трещин.

Для бутовых фундаментов под садовые домики применяют камень тяжелых пород. Из постелистых камней кладку ведут «под лопатку». Отмыв их от грязи, глины и пыли, чтобы обеспечить хорошее сцепление с раствором, укладывают, тщательно утрамбовывают и заливают жидким раствором, заполняя все пустоты. Кладку первого ряда на основании ведут насухо, подбирая более крупные постелистые камни по высоте, с приколкой их и расщебенкой пустот. Бутовую кладку «под лопатку» выполняют горизонтальными рядами высотой до 30 см с перевязкой швов.

Из рваного бутового камня фундаменты кладут «под залив» горизонтальными рядами высотой 15–20 см враспор со стенками траншей или опалубки, без выкладки верстовых камней, но с расщебенкой пустот.

Применять бутовую кладку «под залив» на просадочных грунтах не рекомендуется.

При выполнении бутобетонной (бутовой) кладки перерывы допускаются только после втапливания последнего верхнего ряда камней в уложенный слой бетонной смеси. Перед возобновлением работ верхний ряд тщательно очищают и увлажняют.

Если фундамент кладут из кирпича летом, перед укладкой его смачивают водой, а кладку покрывают рогожей. После возведения стен и кровли вдоль цоколя вокруг всего здания делают обратную засыпку пазух (пустот между грунтом и фундаментом) несжимаемым грунтом (песком). По периметру всего здания выполняют отмостку шириной 65–70 см, выше красных планировочных отметок земли на 6–10 см. Приготавливая теплые бетоны, в качестве заполнителя используют шлак, отходы от добычи туфа, ракушечника, пемзы. Конструкция отмостки может быть следующей: слой песка толщиной 10–15 см, по которому уложен слой щебня в 7–10 см, и покрытие асфальтом толщиной 4–6 см с уклоном поверхности от здания на 2–6 %. Если отмостку используют как пешеходную дорожку, ее края до асфальтирования укрепляют укладкой «версты», т. е. в слой щебня расклинцовывают камни диаметром 6–10 см.

Особый тип фундамента – бетонные блоки или плиты, уложенные под всем периметром здания прямо на грунт. Пучение, оттаивание, просадка грунта этому фундаменту практически не грозит. Обычно такой фундамент устраивают для небольших компактных зданий. Однако у данного фундамента есть и свои недостатки. Так, если приходится строить дом на склоне холма, то такой фундамент нуждается в устройстве жесткого ростверка (верхней обвязки). Ограничено их применение и на грунтах со слабой несущей способностью. При строительстве домов с тяжелыми стенами опорной площади столбчатого фундамента не хватает. Нецелесообразен выбор столбчатого фундамента и в том случае, если вы намерены устроить под домом подвал, здесь лучше подойдет ленточный фундамент.

Если ваш выбор остановился на столбчатом фундаменте, то вначале нужно изготовить опоры. Идеальная форма для них – несущий столб минимального поперечного сечения, жестко связанный с опорной плитой. Толщина несущего столба принимается не менее 1/3 от ширины опорной плиты, диаметр столбов из труб – не менее 1/6. На дно ямы для опорной плиты укладывается слой щебня с песком толщиной 80–150 мм и тщательно утрамбовывается. Столбчатые фундаменты могут быть сборными (когда несущий столб и опорная плита изготавливаются в опалубках раздельно, а затем связываются с помощью арматуры и бетона, или монолитными, с отливаемой прямо в яме опорной плитой, на которую устанавливается асбоцементная труба и также заполняется бетоном. Этот последний способ применим, естественно, лишь в том случае, когда в яме отсутствует грунтовая вода. В качестве несущего столба можно использовать асбоцементные или металлические трубы, залитые бетоном и армированные металлическими прутьями, диаметром 6–12 мм. Но в любом случае каркас опорных плит должен быть жестко связан с каркасом несущих столбов.