Конструкции фундаментов столбчатых, ленточных, плитных, свайных.

По конструкции различают фундаменты ленточные – монолитные из бутобетона и крупнопористого бетона (рис.27), и сборные из блоков и блоков подушек, столбчатые, сплошные в виде железобетонной плиты и свайные.

Рис. 27. Ленточные фундаменты из бутобетона и монолитного бетона: а – бутобетонные мелкозаглубленные ленточные;

Рис. 27. Ленточные фундаменты из бутобетона и монолитного бетона:
б – бутобетонные ленточные с заглублением на глубину промерзания грунта: 1 – гидроизоляция из двух слоев рубероида на битумной мастике; 2 – обмазка горячим битумом за два раза; 3 – отмостка; 4 – обратная засыпка; 5 – песчаная подушка; 6 – утрамбованный грунт со щебнем; 7 – гидроизоляция: цементный раствор состава 1:2; 8 – пол подвала или уплотненный грунт для технического подполья.

Малоэтажные сельские жилые дома в основном строят с ленточными и столбчатыми фундаментами. Ленточные фундаменты применяются для домов с любыми конструкциями стен, а столбчатые – преимущественно для бревенчатых, щитовых, каркасных.

В слабых сжимаемых грунтах, а также в тех случаях, когда достигнуть естественного основания экономически или технически невозможно из за большой глубины его залегания, применяют свайные фундаменты, используя в основном набивные железобетонные сваи, изготавливаемые непосредственно на площадке строительства. По верху свай устраивают монолитный железобетонный пояс.

Рис. 28. Бутовая кладка: а – в опалубке; б – без опалубки, враспор со стенками траншеи.

Бутобетонные и бутовые фундаменты выполняются в слабых грунтах (песчаных, супесчаных) в опалубке (рис. 28, а), а в плотных – враспор со стенками траншеи (рис. 28, б), без опалубки. В качестве материала для опалубки могут применяться доски толщиной не менее 40 мм или обрезки ДСП, отходы плоского шифера и тому подобные материалы.

Первый ряд бута кладется непосредственно на предварительно утрамбованный грунт. Пустоты между камнями засыпают мелким камнем, щебенкой или галькой. Слой гальки высотой 15–20 см уплотняют трамбовкой, после чего заливают жидким цементным раствором, заполняющим в ней пустоты. Камни второго и последующих рядов укладывают горизонтальными слоями толщиной 15–20 см с тщательной расщебенкой и заливкой жидким раствором до заполнения всех пустот и снова каждый слой уплотняют. Наиболее прочным фундамент будет, если применяется раствор в соотношении 1:3 (на одну часть цемента – три части песка).

Необходимо помнить, что до начала работ бутовый камень следует отсортировать, очистить от грязи и пыли. Для нижнего ряда кладки лучше отбирать камни с плоскими гранями. Кладку бутовых стен над уровнем земли выполняют одновременно с кирпичной облицовкой в полкирпича. Крепление облицовки со стенами фундамента производят укладкой одного тычкового ряда кирпичей, заделанных на 0,5 кирпича в бутовую кладку, через каждые 4–6 ложковых рядов (рис. 29).

Рис. 29. 1 – изоляция; 2 – бутовый камень; 3 – кирпич.

В случае перерыва в работах продолжительностью более суток в сухую, жаркую или ветреную погоду для защиты от высыхания бутовую кладку в течение дня 3–4 раза поливают водой или укрывают пергамином, толем, рубероидом, рогожей или щитами. Бутобетонные фундаменты отличаются от бетонных тем, что щебень заменяется мелким бутовым камнем, околом, кирпичом половняком или кирпичным боем. Такие фундаменты долговечны и прочны. При этом варианте не забудьте сначала уплотнить дно траншеи, затем налить на него слой примерно в 8–10 см раствора или бетона и далее укладывайте заполнитель слоями 15–25 см, затем снова залейте жидкий бетон нужной марки и утрамбуйте тяжелыми трамбовками послойно до поверхности фундамента. Щебеночные фундаменты устраивайте аналогично бутовым. Кирпичные фундаменты делаются из полнотелого глиняного кирпича марки не ниже 100, желательно пластического прессования, на цементном растворе соотношением 1:3, либо на известково-цементном растворе соотношением 1:2:10 (цемент, известковое тесто, песок) – в сухих плотных грунтах, или цементно-глиняном 1:1:10 (цемент, глиняное тесто, песок). Однако лучше всего приобрести кирпич железняк (пережженный кирпич).

Рис. 30. Столбчатые фундаменты:
1 – соединительная деталь; 2 – швеллер №10; 3 – труба асбестоцементная; 4 – пропитанная древесина; 5 – бетон; 6 – щебень

На садовых участках целесообразно устраивать столбчатые фундаменты (рис. 30). Они экономичнее ленточных, но их проектируют, как правило, для каркасных домов в тех случаях, когда нагрузки на основание весьма малы и применение ленточных фундаментов нецелесообразно. Столбчатые фундаменты в каркасных зданиях из облегченных сборных конструкций можно делать также сборными, из заранее заготовленных элементов.

Располагают столбчатые фундаменты под углами здания, и на пересечениях внутренних и наружных стен. При этом нельзя связывать в единое конструктивное решение пристраиваемые террасу, веранду, крыльцо и т. п.

Сверху на столбчатые фундаменты укладывают перемычки – рандбалки, на которых возводят стены.

Часто при засыпке основания дома грунтом забывают о том, что для этих целей подходит не всякий материал. Например, торф, обладающий высокой влагоемкостью, может способствовать образованию ледяной корки и вызвать дополнительные усилия пучения и глубинное проседание грунта. Кроме того, он обладает большой теплоемкостью и плохой теплопроводностью, медленнее, чем минеральные грунты, промерзает осенью и оттаивает весной. В связи с этим создаются контрастные условия работы грунта на разных горизонтах и участках фундамента.

Засыпка же пазух фундамента минеральными грунтами, теплопроводность которых в 10 раз выше по сравнению с торфом, способствует сохранению под основанием фундамента «островной мерзлоты», вызывая при этом неравномерную подвижность грунта весной, в результате чего и разрушается фундамент.

Нельзя вести укладку блоков под основания без снятия растительного или торфяного слоя. Это вызовет неравномерное оседание и разрушение конструкции фундамента.

Рис. 31. Каменные столбы:
а — бутовый; б — бутобетонный; в — кирпичный по бутобетону; г — кирпичный; д — бутовый по утрамбованному грунту; е — кирпичный по буту; 1 — материковый грунт; 2 — песчаная подушка; 3 — постелистый камень; 4 — отмостка; 5 — цоколь; 6 — гидроизоляция; 7 — кирпичная стена; 8 — цементно-песчаный раствор; 9 — пол; 10 — бут, бетон; 11 — стена; 12 — кирпичный столб; 13 — подполье; 14 — бутовый камень;

Рис. 32. Усиление фундамента:
а — анкерами и шпонками: 1 — фундамент; 2 — место возможного разрушения; 3 — шпонка; 4 — металлическая сетка; 5 — анкер; 6 — опалубка; 7 — вырытая яма; 8 — доски; 9 — песчаная подушка;
б — раскосами: 1, 2 — деревянные подушки из брусьев; 3 — клин; 4 — брус; 5 — скоба; 6 — фундамент; 7 — просадочный грунт основания.

Столбчатые фундаменты выполняются в виде отдельных столбов. Срок службы фундаментов значительно удлиняется при устройстве их в виде каменных (рис. 31) и бетонных столбов. Их размер в плане зависит от толщины стен плюс 10–20 см. Они устанавливаются под несущими узлами венцов (в углах, в местах пересечения стен). Поперечное сечение бутовых столбов не менее 60х60 см, кирпичных — 51х51 см, бетонных и бутобетонных — 40х40 см и железобетонных — 25х25 см. Несмотря на то, что площадь их основания (в сечении) невелика, она достаточна для того, чтобы выдерживать нагрузку дома при нормальном твердом грунте. Однако часто при эксплуатации случается неожиданное переувлажнение постелистого слоя грунта различными водами (грунтовыми, атмосферными, канализационными, водопроводными и пр.).

В связи с этим начинается просадка столбов фундамента, что влечет за собой разрушение стен и других частей и элементов. Чтобы этого не произошло, можно произвести усиление каменных столбов фундамента (рис. 32). Отношение высоты уступа к его ширине должно быть не меньше 1,25–2,0 в зависимости от марки раствора или бетона и от давления столбов на грунт. Высота уступов составляет 35–60 см.

Столбы под каменные здания располагают на расстоянии 1–2 м один от другого, а также под каждым углом дома, под несущими простенками и в местах пересечения стен.
Бутовые столбы кладут из постелистого камня с обязательной перевязкой швов. Более крупные камни размещают в углах и по наружному краю. Первый ряд их втрамбовывают в грунт. Для последующих рядов подбирают соответствующие камни одинаковой высоты (толщины), не превышающей 30 см. Их укладывают по слою раствора как можно плотнее. Щели между камнями заполняют щебенкой и все уплотняют трамбовкой.

Сверху первый ряд (версту) заливают более жидким раствором, чем тот, который применяют при кладке.

Бутобетонные столбы можно устраивать враспор со стенками ямы или траншеи либо лучше в опалубке, так как в этом случае они имеют более ровные стенки. Первый ряд укладывают так же, как в бутовых столбах. Затем приготовляют бетонную массу, наливают ее слоем 15–20 см и втапливают в него горизонтальными рядами бутовый камень высотой не более 30 см и шириной не более 1/3 ширины самого столба. Вместо крупных камней можно применять более мелкие (щебенку). Расстояние от опалубки до камней должно быть не менее 5 см, а между камнями — не более 4–6 см.

Бетонную массу можно использовать в течение 1,5 ч. После перерыва в работе верх каждого ряда очищают от пыли, мусора, смачивают водой и приступают к дальнейшей кладке. При устройстве бутобетонных столбов с кирпичом их нижнюю часть до самого уровня земли выполняют из бутобетона, а остальную — в виде кирпичной кладки с тщательной перевязкой швов.

Кирпичные столбы кладут в два кирпича также с тщательной перевязкой швов.

Бутовые столбы по песчаной подушке применяют с целью экономии бута и цемента. Ямы под столбы роют наружной глубины до плотного основания. Затем в них насыпают крупнозернистый песок слоями по 15–20 см, поливая каждый из них водой и тщательно трамбуя тяжелой трамбовкой. Ширина песчаной засыпки берется по расчету, но не меньше ширины стены плюс 10 см (например, если ширина стены 50 см, то засыпка должна быть шириной 50+10=60 см). Не доходя до уровня земли на 25–30 см, поверх утрамбованного песка укладывают щебень слоями по 15–20 см, каждый из них трамбуют и поливают цементно-глиняным или цементно-известковым раствором марки не менее 10.

Лучше всего закончить такую кладку ниже уровня земли на 10–15 см, а выше этой части возводить более тонкую часть фундамента — цоколь из бутовой кладки или кирпича.
Если столбчатые фундаменты делают под каменные стены дома, то необходимо устраивать так называемые рандбалки, или фундаментные балки. Их выполняют из рядовой кирпичной кладки либо из железобетона. Рандбалки разрешается применять в том случае, если пролет между столбами не превышает 2,0–2,5 м. Высота рядовой рандбалки должна быть не менее 1/4 ее пролета и во всяком случае не менее четырех рядов кладки (рис. 33).

Рис. 33. Устройство пролетов столбчатого фундамента:
а — фундамент с рандбалкой: 1 — столб; 2 — доска; 3 — слой цементного раствора; 4 — рандбалка; 5 — материковый грунт основания; 6 — песчаная подушка;
б — кирпичная кладка по деревянной балке: 1 — материковый грунт основания; 2 — песчаная подушка; 3 — бутовый постелистый камень; 4 — кирпичная перемычка; 5 — зазор (5–7 см); 6 — вентиляционное отверстие; 7 — деревянная балка; 8 — бревна стены; 9 — полочка слива цоколя; 10 — цементно-песчаный раствор.

Для выкладывания рандбалок необходимо применять целый отборочный кирпич и раствор марки не ниже 25. Под нижний ряд кладки, чтобы кирпичи не выпали и для восприятия растягивающих усилий, необходимо укладывать арматуру из круглой стальной проволоки диаметром не менее 5 мм по одному стержню на каждые 13 см ширины кладки балки (четыре на рандбалку шириной 51 см). Чтобы арматура не ржавела, ее надо укладывать в 2–3 сантиметровый слой цементного раствора, для чего приходится устраивать прочную опалубку. Кирпич предварительно необходимо хорошо смочить водой. Опалубку снимают через месяц (но ее можно оставить и в кладке).

Рис. 34. Арматурная сетка: 1, 2 — продольные и поперечные прутья; 3 — проволочная вязка

При пролете между столбами 2,5–4,0 м делают перемычку из армированной кирпичной кладки (рис. 33, б), т. е. со второго ряда кирпичей в каждый или через один ряд укладывают четыре стержня арматурной стали диаметром 5 мм (но можно и толще). Концы арматурных стержней должны опираться на балку не менее чем на 25 см, а лучше их положить сквозными, перекрывая все столбы. Если длина пролета превышает 4 м, то применяют готовые железобетонные балки.

Арматуру под кирпичную кладку следует класть не отдельными прутками, а связывать в сетку (рис. 34). Короткие куски нарубают длиной на 3–4 см меньше ширины балки и скрепляют с длинными прутками обычной мягкой 2 миллиметровой проволокой.

В пучинистых грунтах необходимо устроить подушку высотой 50–60 см, которая, уплотняясь в процессе вспучивания, не мешает нормальной осадке стен дома.

Рис. 35. Бревенчатая стенка между деревянными «стульями»:
1 — деревянный «стул»; 2 — бревна; 3 — вентиляционное отверстие; 4 — лага; 5 — нагель

Пролеты между каменными столбами под деревянные дома можно перекрывать не кирпичной рандбалкой, а деревянной из бревен диаметром 20–25 см. Древесина должна быть комлевая (сосновая или дубовая), совершенно сухая, антисептированная или обожженная. Длина концов, которыми балка опирается на столбы, должна быть не менее 20–25 см. Их желательно оборачивать двумя-тремя слоями рубероида или толя.

Деревянные «стулья» в верхней части соединяют между собой кирпичной или бревенчатой стенкой (рис. 35). Для этого на боковой поверхности столбов устраивают специальные пазы глубиной не менее 5 см, шириной 5–10 см.

Реже применяются фундаменты из деревянных «стульев» или песчаные. На столбчатых фундаментах в виде деревянных «стульев» можно выполнять малоэтажные деревянные дома. Древесину используют комлевую (сосновую или дубовую), сухую, диаметром не менее 22 см. Ее рекомендуется антисептировать, обмазывать битумом или обжигать (обугливать) на глубину 2–3 см и на такую длину, чтобы она была на 30–50 см больше глубины погружения в грунт. Кроме того, обугленную древесину можно еще обмазать битумом и обернуть рубероидом или толем.

Рис. 36. Общий вид установки по углам сруба стен из бревен деревянных«стульев»:
1 – сруб из бревен «в чашку» с остатком; 2 – упор (квадратный, конусообразный); 3 – кусок плахи, бревно-лежак (предварительно антисептированы, облиты горячим битумом за два раза).

В одном случае деревянные «стулья» устанавливаются на подготовленное основание поверх срезанного слоя дерна и утрамбованного грунта, при наличии плотного сухогогрунта; в другом – на верхние поверхности бутовых столбов, свай (рис. 36). «Стулья» устанавливаются на антисептированные подкладки из пластин или брусков толщиной 10 см и длиной 50–60 см. Ширина подкладок не должна быть уже диаметра стула (столбов); глубина заложения – 120–140 см. Место их установки – под несущими узлами венцов здания и далее на расстоянии 1–2 м друг от друга. Под каждый угол обязательно ставят «стул» с шипом на верхнем конце, который затем входит в гнезда нижних бревен (окладной венец). Установив «стулья», ямы засыпают слоями сухого грунта (15–30 см), которые тщательно трамбуют. В два верхних слоя рекомендуется щебень или крупный гравий.

Для уменьшения давления на грунт под «стулья» подкладывают большие постелистые камни или лежни, т. е. бревна, распиленные на две части по длине. Средний срок службы сосновых «стульев» — 6–7 лет, дубовых — 12–15 лет, поэтому их обычно применяют для деревянных домов, а также при ремонте для подвешивания стен вместо домкратов. Антисептирование или обжиг сухой древесины удлиняют этот срок в 1,5–2 раза.

Песчаные фундаменты устраиваются лишь в сухих и устойчивых грунтах под домами облегченного типа. Траншеи выкапываются до плотного основания. Затем их засыпают крупнозернистым песком слоями 15–20 см. Каждый слой поливают водой и тщательно утрамбовывают. Ширина такого фундамента должна быть больше толщины стен на 10–20 см. На глубину 25–30 см от поверхности земли укладывают щебень слоями до 15–20 см, послойно утрамбовывают их и поливают цементно-известковым или цементно-глиняным раствором. Фундамент может быть выше уровня земли не более чем на 15–20 см.

Следует, однако, учесть, что фундаменты из деревянных«стульев» и песчаные делаются только в исключительных случаях, когда нет возможности приобрести другие материалы, ибо такие фундаменты менее долговечны.

На какую глубину необходимо закладывать фундаменты одноэтажного дома? Это, как отмечалось выше, зависит прежде всего от уровня грунтовых вод и глубины промерзания на участке застройки. Если уровень грунтовых вод находится на глубине более 2 метров от поверхности земли, то достаточно фундамент заглубить на 50–60 см. При уровне менее 1,5–2 м фундаменты целесообразно закладывать на глубину 1–1,2 м, то есть ниже уровня промерзания грунта. При этом надо учесть, что в тех районах страны, где этот уровень значительно ниже, фундаменты надо закладывать еще глубже, иначе может произойти их выпучивание и как результат – нарушение целостности конструктивных элементов дома.