Сплошные фундаменты в виде монолитных железобетонных ребристых или безбалочных плит устраивают под все здание в тех случаях, когда на фундамент действует значительная нагрузка, а грунты основания очень слабые, с неравномерной просадочностью, или когда необходимо защитить подвал от проникновения грунтовых вод при высоком их уровне.
Для передачи значительных нагрузок от зданий или сооружений при слабых грунтах устраивают свайные фундаменты . Свайные фундаменты позволяют повысить уровень индустриализации строительных работ. В последние годы они находят все более широкое применение и при строительстве на естественных основаниях.
По методу изготовления различают сваи, погружаемые в грунт ударами, вибрированием, завинчиванием, и в виде монолитной конструкции, бетонируемой на месте в специально подготовленных скважинах (набивные сваи). В зависимости от характера работы различают сваи висячие и материковые (сваи-стойки).
Висячие сваи целесообразны, когда глубина залегания прочного (материкового) грунта значительна, а сопротивление грунта у боковой поверхности свай и под нижними концами достаточное, чтобы выдержать передаваемую нагрузку (рис. 1. а).
Если глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины свай, применяют сваи-стойки, которые своими концами входят в материковый грунт и передают на него нагрузку (рис. 1. б).
Рис. 1. Свайные фундаменты а - висячая свая; б-свая-стойка; в-железобетонные сваи; г-набивные бетонные; д-металлические завинчивающиеся; 1 - железобетонная свая; 2 - сборный железобетонный ростверк; 3 - заполнение из бетона; 4 - стеновая панель; 5 - слабый грунт; 6 -плотный (материковый) грунт; 7 - лопасть. 8 - стык
В зависимости от материала сваи бывают деревянные, железобетонные, бетонные, стальные и комбинированные (рис. 1. в-д).
Сваи под подошвой фундамента располагают обычно, группами или рядами. Одиночными называют сваи, размещенные изолированно или на расстоянии более 1/4 их длины.
Группа свай, расположенных под фундаментом, называется свайным кустом, а сваи, расположенные в один или несколько рядов, образуют свайную полосу. Верхние концы свай объединяют в единую конструкцию при помощи бетонной или железобетонной плиты - ростверка (рис. 1. а, б).
Для отвода от фундамента и цоколя атмосферных осадков служат отмостки или тротуары
При всем современном разнообразии видов фундаментов и их преимуществах, многие строители бань отдают предпочтение все-таки монолитному. Ведь то, что цельно, всегда прочнее, чем сборные конструкции. Да и процесс строительства в таком случае в чем-то проще. И самый популярный фундамент – монолитная плита, которая настолько надежна, что на ней даже строят небоскребы.
Чем хорош такой тип фундамента?
Монолитные фундаменты всегда прочны и выдерживают большие нагрузки. Им не страшны ни неравномерные перемещения грунта, ни постоянные обильные осадки, ни жесткое промерзание и оттаивание. Баня будет попросту подниматься и опускаться вместе с фундаментом, не разрушая каких-либо опор. Ведь известно, что бетон работает только на сжатие – и отнюдь не на расширение. Вот почему фундамент в виде монолитной плиты практически незаменим для пучинистых и песчаных грунтов, где высок уровень грунтовых вод.
Да, для брусовых, каркасных и бревенчатых бань такой фундамент в некоторых случаях и роскошь – если грунт нормальный, то проще сделать ленточный неглубокого заложение. Вот только сама русская баня давно перестала быть просто избушкой – в моду входят собственные габаритные банные комплексы с бассейнами и целыми бильярдными. А под массивную парную плитный монолитный фундамент – то, что надо.
Разновидности конструкций монолитного фундамента
У монолитного фундамента есть несколько видов. Самый популярный – это плитный, который тоже подразделяется на просто плиту и плиту на ленте, похожую на перевернутую чашу, которая день ото дня становится все популярнее за границей.
Но в плане строительства бани пока лучше всего зарекомендовало себя именно такое устройство монолитного фундамента – монолитная плита простой схемы. Главное ее преимущество в том, что нет необходимости ставить его ниже глубины промерзания грунта – а это значительное сокращение расходов на строительные материалы и надежность при резких перепадах температуры воздуха.
Плитный монолитный фундамент по своей сути представляет собой сплошную железобетонную плиту, которая заглублена в грунт. И внешние, и внутренние стены бани строятся прямо на этой плите. А благодаря равномерному распределению всей нагрузки на площадь плиты давление на грунт минимизировано – здесь срабатывает тот же физический закон, когда человек в сапогах в снег проваливается, а на лыжах нет, потому что площадь давления уже больше. Конструкция плиты настолько универсальна, что подходит даже для откровенных торфяников и даже болот. А самое главное – в возведении такого фундамента практически исключены любые ошибки, а потому для частного строительства он подходит как нельзя лучше. В том числе – для бани, ведь объем земляных работ в этом плане минимален, а цокольный этаж парной не особо нужен.
Еще одна разновидность монолитного фундамента – это столбчатый монолитный, который возводится для легких бань. По сути, это единая конструкция из ростверка и сообщенных им столбов.
А вот ленточный монолитный фундамент с подвалом способен выдерживать достаточно большие нагрузки и хорошо себя чувствует в самых неблагоприятных климатических условиях благодаря тому, что отлично справляется с просадкой, оттаиванием и колебаниями грунта. По сути, это железобетонная полоса, которая идет по всему периметру здания. Она может быть мелкозаглубленной и заглубленной. Первый вариант подходит для бани из сруба и бруса, а вот второй – для кирпичных двухэтажных парных, обладающих немалым весом.
Этапы строительства железобетонной плиты
Процесс строительства монолитного фундамента куда более прост, чем сооружение сборных. Но есть важный момент: все используемые материалы должны быть самого высокого качества, ведь к монолитному фундаменту предъявляются более серьезные требования. Но при этом привлечения строительной техники не нужно!
Этап I. Подготовка участка
Первым делом нужно хорошо расчистить участок: убрать верхний слой грунта с растительностью, для чего можно нанять бульдозер.
Толщина такого фундамента, а вернее, именно монолитной плиты, может варьироваться от 15 до 40 см. Это зависит от характеристики грунта, веса будущей бани и того, чем она будет наполнена.
Этап II. Рытье котлована
Обычно котлован для такого фундамента роется на глубину 1,5 метра, оттуда вытаскивается глина и заменяется на гравий или песок. Выравнивать поверхность следует по строительному уровню – ни о каких уклонах и речи быть не может, иначе деформации и полного разрушения будущего фундамента не избежать.
Этап III. Монтаж опалубки
Иногда такие фундаменты строятся из готовых монолитных железобетонных плит, которые можно увидеть во время стройки в панельном доме. У них уже четко рассчитанное качество, однако для их монтажа придется вызывать кран и все равно делать поверх всего бетонированную стяжку. И такая конструкция окажется уже не такой жесткой, как абсолютно монолитная плита.
А для строящегося своими руками первоначально нужна опалубка. Для нее понадобятся доски толщиной не менее 25 мм плюс укосы. Саму опалубку ставить нужно с опорками – причем желательно изначально проверить жесткость всей конструкции. Это сделать можно элементарным ударом ногой – если опалубка сломается, то лучше на этом этапе, а не во время бетонирования.
Этап IV. Утепление и гидроизоляция
Здесь стоит упомянуть о шведской технологии строительства такого фундамента – она предполагает использование современных тепло- и гидроизоляционных материалов. Называется такое основание утепленной плитой, которая обладает потрясающими энергосберегающими свойствами при малых сроках строительства и небольших затратах. Для русской бани – самое то!
Этап V. Армирование
Следующим шагом монтируется арматура. Иногда на специальную сетку дополнительно крепят систему подогрева полов.
Арматуру лучше всего брать 16 мм - на крайний случай можно, конечно, 14 мм. Но рассчитать ее не так просто – лучше это сделать заранее.
Укладывать арматуру нужно крест-на-крест, в два ряда. Так получатся две сетки – одна снизу, в 5 см от поверхности песчаной подушки, а вторая – сверху, в 5 см от поверхности фундаментной плиты. Между прутьями в сетке должно получиться ровно 20 см. Вязать арматуру нужно обычной стальной проволокой.
Этап VI. Заливка фундамента
Заливать нужно в один прием, причем сам он должен быть только высокого класса прочности – от М300 по марке, с коэффициентом водонепроницаемости больше, чем W8 и морозоустойчивостью от F200 и показателем подвижности П3. Здесь есть важный момент – все используемые материалы должны быть самого высокого качества, ведь к монолитному фундаменту предъявляются более серьезные требования. Всего уйдет где-то не менее 20 кубов бетона.
Как только плита высохнет, бетонные полы в бане будут полностью готовы к отделке. В чем и самый большой плюс монолитного фундамента – минимум мороки, максимум результата!
●Конструктивные решения сплошных фундаментов аналогичны решениям монолитных железобетонных перекрытий и могут проектироваться как ребристые или безбалочные плиты, загруженные снизу отпором грунта, а сверху - сосредоточенными или распределенными нагрузками от колонн или стен.
В ребристых плитах ребра располагают сверху или снизу плиты. Последнее решение предпочтительнее, особенно в зданиях с подвалом, поскольку в этом случае не требуется устройства опалубки ребер (бетон можно укладывать в траншеи) и упрощается устройство пола подвала. Безбалочные плиты целесообразны при сетке колонн, близкой к квадратной (см. рис. 10.1, в). Применяют также коробчатые (рамные) фундаменты под многоэтажные здания и некоторые другие высокие сооружения. Они состоят из верхней и нижней плит и системы продольных и поперечных вертикальных ребер (диафрагм).
Особенности расчета сплошных фундаментов изложены в .
Свайные фундаменты
●Свайные фундаменты применяются при возведении зданий и сооружений на грунтах с недостаточной несущей способностью. Они состоят из группы свай, объединенных поверху ростверком - железобетонной плитой (балкой). По сравнению с фундаментами на естественном основании применение свайных фундаментов уменьшает объем земляных работ, снижает трудоемкость нулевого цикла, облегчает производство работ в зимнее время.
Рис. 10.6. Схема свайного фундамента:
а - на сваях-стойках, б - на висячих сваях;
1 - твердый грунт; 2 - сваи; 3 - рыхлый грунт; 4 - ростверк
●По характеру работы различают сваи-стойки, опирающиеся на твердый грунт, и висячие сваи, нагрузка на которые воспринимается грунтом как по площади поперечного сечения сваи, так и силами трения по ее боковой поверхности (рис. 10.6). В отечественной практике известно более 150 видов свай, отличающихся материалом, способом устройства и т. п., однако наибольшее распространение получили железобетонные сваи.
●По форме поперечного сечения различают железобетонные сваи сплошные и полые (пустотелые и сваи-оболочки). При диаметре поперечного сечения до 800мм и наличии внутренней полости сваи называют пустотными, при диаметре более 800мм - сваями-оболочками.
При небольших нагрузках широко применяют сваи квадратного сплошного сечения (цельные и составные) размером от 200×200 мм до 400×400 мм, длиной 3...16м без предварительного напряжения продольной арматуры и 3...20 м с предварительным напряжением. Сваи без предварительного напряжения изготовляют из бетона класса В15, арматуры классов А-II, А-III, диаметром не менее 12мм. В верхней части сваи, непосредственно воспринимающей удар молота, устанавливают 3...5 сеток из арматурной проволоки на расстоянии 5см друг от друга. В средней части располагают две строповочные петли. Шаг поперечной (спиральной) арматуры принимают у концов сваи 50мм, в средней части 100...150 мм (рис. 10.7). Сваи с предварительно напряженной продольной арматурой изготовляют из бетона В20...В25; по сравнению со сваями без предварительного напряжения арматуры они экономичней (по расходу арматуры) и поэтому предпочтительней. Полые круглые сваи и сваи-оболочки применяют при больших нагрузках. Их изготовляют звеньями длиной 2...6 м. Стыки звеньев могут быть болтовыми, сварными или на вкладышах.
Несущая способность фундаментов на сваях-стойках (при любой их расстановке в плане) равна сумме несущих способностей отдельных свай, а несущая способность свайных фундаментов на висячих сваях зависит от числа свай, их расстановки в плане, формы, размеров поперечного сечения и длины.
Сваи и свайные фундаменты рассчитывают по предельным состояниям. По предельным состояниям первой группы определяют несущую способность свай по грунту, прочность материала свай и ростверков ; по предельным состояниям второй группы рассчитывают осадки свайных фундаментов, образование и раскрытие трещин в железобетонных фундаментах и ростверках. Помимо этого сваи рассчитывают по прочности на воспринятие усилий, возникающих при монтаже, транспортировке, а также при выемке свай из пропарочных камер.
Делятся на: отдельные - под каждой колонной; ленточные - под рядами колонн в одном или двух направлениях, а также под несущими стенами; сплошные - под всем сооружением. Фундаменты возводят чаще всего на естественных основаниях (они преимущественно и рассмотрены здесь), но в ряде случаев выполняют и на сваях. В последнем случае фундамент представляет собой группу свай, объединенную поверху распределительной железобетонной плитой - ростверком.
Отдельные фундаменты устраивают при относительно небольших нагрузках и достаточно редком размещении колонн. Ленточные фундаменты под рядами колонн делают тогда, когда подошвы отдельных фундаментов близко подходят друг к другу, что обычно бывает при слабых грунтах и больших нагрузках. Целесообразно применять ленточные фундаменты при неоднородных грунтах и внешних нагрузках, различных по значению, так как они выравнивают неравномерные осадки основания. Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна или деформации основания под ними больше допустимых, то устраивают сплошные фундаменты. Они в еще большей мере выравнивают осадки основания. Эти фундаменты применяют при слабых неоднородных грунтах, а также при значительных и неравномерно распределенных нагрузках.
По способу изготовления фундаменты бывают сборные и монолитные.
28. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения. Расчет центрально нагруженных фундаментов.
В зависимости от размеров сборные фундаменты колонн выполняют сборными и монолитными. Их выполняют из тяжелых бетонов классов В15...В25, устанавливают на песчано-гравийную уплотненную подготовку толщиной 100 мм. В фундаментах предусматривают арматуру, располагаемую по подошве в виде сварных сеток. Минимальную толщину защитного слоя арматуры принимают 35 мм. Если под фундаментом нет подготовки, то защитный слой делают не менее 70 мм.
Необходимая площадь подошвы центрально-нагруженного фундамента при предварительном расчете
A=ab=(1,2…1,6)Ncol/(R-γ m d) R – расчетное давление на грунт; γ m усредненная нагрузка от веса фундамента и грунта на его ступенях; D – глубина заложения фундамента
Минимальную высоту фундамента с квадратной подошвой определяют условным расчетом его прочности на продавливание в предположении, что оно может происходить по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонн и наклонены под углом 45°. Это условие выражается формулой (для тяжелых бетонов)
P<=Rbt ho u m
Продавливающую силу принимают согласно расчету по первой группе предельных состояний на уровне верха фундамента за вычетом давления грунта по площади основания пирамиды продавливания: P=N-A1 p.
P=N/A1; A1=(hc+2ho)(b c +2h 0)
29. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения. Особенности расчета внецентренно нагруженных отдельных фундаментов.
Внецентренно нагруженные фундаменты. Их целесообразно выполнять с прямоугольной подошвой, вытянутой в плоскости действия момента.
Соотношение сторон b/a=0,6…0,8. При том размеры сторон округляем в большую сторону до значения кратного 30 см при использовании металлической инвентарной опалубки и 10 см при неинвентарной опалубки.
Максимальное и минимальное давление под краем подошвы определяют из предположения линейного распределения напряжений в грунте:
Pmax min=Ntot/A+-Mtot/W=Ntot/ab(1+-b*eo/a)
Ntot Mtot – нормальная сила и изгибающий момент при гамма ф =1 на уровне подошвы фундамента.
Ntot=Ncol+A гамма м Н
Mtot=Mcol+Qcol H
Eo – эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести подошвы фундамента. Eo= Mtot/ Ntot
Максимальное краевое давление на грунт не должно превышать 1,2R а среднее давление – R.
В промышленных здания с мостовыми кранами Q<75 т принимают pmin>0, не допускается отрыв фундамента от грунта.
Высоту внецентренно нагруженного фундамента определяют из условия:
Ho=-hcol/2+0,5(Ncol/Rbt+P)^0,5
И конструктивных требований
Hsoc=>(1-1,5)hcol+0.05
Hsoc=>lan+0.05
Hsoc – глубина стакана
Lan – длина анкеровки арматуры колонны в стакане фундаментаю
Определив высоту фундамента из расчета на продавливание и конструктивных требования принимают большую из них.
При
h<450
мм фундамент выполняют одноступенчатым,
при 450 Затем
проверяют дно стакана на продавливание,
проверяют высоту ступени на действие
поперечной силы по наклонному сечению
и подбирают арматуру. 30.
Классификация одноэтажных производственных
зданий по конструктивным признакам.
Компоновка конструктивной схемы здания,
привязка элементов к разбивочным осям.
Устройство температурно-деформационных
швов.
Одноэтажные
промышленные здания делятся на: По
количеству пролетов – однопролетные
и много пролтеные; По
наличию кранового оборудования: здания
без кранового оборудования, здания с
подвесными кранами, здания с мостовыми
кранами; Фонарные
и бесфонарные здания; Здания
со скатной кровлей, здания с малоуклонной
кровлей. Современные
одноэтажные производственные здания
в большинстве случаев решаются по
каркасной схеме. Каркас
может быть образован из плоских элементов,
работающих по балочной схеме (стропильных
конструкций), либо включать в себя
пространственную конструкцию покрытия
(в виде оболочек, опертых на колонны). Пространственный
каркас условно расчленяют на поперечные
и продольные рамы, каждая из которых
воспринимает горизонтальные и вертикальные
нагрузки. Основным
элементом каркаса является поперечная
рама, состоящая из колонн защемленных
в фундаментах, ригелей (ферма балка
арка), покрытия над ними в виде плит. Поперечная
рама воспринимает нагрузку от массы
снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает
жесткость здания в поперечном направлении. В
продольную раму включают один ряд колонн
в пределах температурного блока и
продольные конструкции, такие как
подкрановые балки, вертикальные связи,
распорки по колоннам, конструкции
покрытия. Продольная
рама обеспечивает жесткость здания в
продольном направлении и воспринимает
нагрузки от продольного торможения
кранов и ветра, действующего в торец
здания. В
задачу компоновки конструктивной схемы
входят: Выбор
сетки колонн и внутренних габаритов
здания Компоновка
покрытия Разбивка
здания на температурные блоки Выбор
схемы связей, обеспечивающих
пространственную жесткость здания В
целях обеспечения максимальной типизации
элементов каркаса приняты следующие
привязки к продольным и поперечным
координационным разбивочным осям: 1.
Наружные грани колонн и внутренние
поверхности стен совмещаются с продольными
разбивочными осями (нулевая привязка)
в зданиях без мостовых кранов и в зданиях,
оборудованных мостовыми кранами
грузоподъемностью до 30 т включительно
при шаге колонн 6 м и высоте от пола до
низа несущих конструкций покрытия менее
16,2 м. 2.
Наружные грани колонн и внутренние
поверхности стен смещаются с продольных
разбивочных осей наружу здания на 250 мм
в зданиях, оборудованных мостовыми
кранами грузоподъемностью до 50 т
включительно при шаге колонн 6 м и высоте
от пола до низа несущих конструкций
покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн
12 м и высоте от 8,4 до 18 м. 3.
Колонны средних рядов (за исключением
колонн, примыкающих к продольному
температурному шву, колонн, установленных
в местах перепада высот пролетов одного
направления, а также кроме колонн при
поперечных температурных швах и колонн,
примыкающих к торцам зданий) располагают
так, чтобы оси сечения подкрановой части
колонны совпадали с продольными и
поперечными разбивочными осями. 4.
Геометрические оси торцовых колонн
основного каркаса смещаются с поперечных
разбивочных осей внутрь здания на 500
мм, а внутренние поверхности торцовых
стен совпадают с поперечными разбивочными
осями (нулевая привязка). 5.
Перепады высот между пролетами одного
направления и продольные температурные
швы в зданиях с железобетонным каркасом
следует осуществлять, как правило, на
двух колоннах со вставкой. 6.
Поперечные температурные швы осуществляют
на парных колоннах. При этом ось
температурного шва совмещается с
поперечной разбивочной осью, а
геометрические оси парных колонн
смещаются с разбивочной оси на 500 мм. 7.
В зданиях, оборудованных электрическими
мостовыми кранами грузоподъемностью
до 50 т включительно, расстояние от
продольной разбивочной оси до оси
подкранового рельса принимается равным
750 мм. 8.
Примыкание двух взаимно перпендикулярных
пролетов следует осуществлять на двух
колоннах со вставкой размером 500 и 1000
мм. Высота
здания определяется по технологическим
условиям и назначается исходя из верха
кранового рельса. С
изменением температуры железобетонные
конструкции деформируются -
укорачиваются или удлиняются;
вследствие усадки бетона - укорачиваются.
При неравномерной осадке основания
части конструкций взаимно смещаются в
вертикальном направлении. В большинстве
случаев железобетонные конструкции
представляют собой статически
неопределимые системы и поэтому от
изменения температуры, усадки бетона,
а также от неравномерной осадки
фундаментов в них возникают дополнительные
усилия, что может привести к появлению
трещин или к разрушению части конструкции.
Чтобы уменьшить усилия от температуры
и усадки, железобетонные конструкции
делят по длине и ширине температурно-усадочными
швами на отдельные части - деформационные
блоки. Температурно-усадочные швы
выполняют в наземной части здания-от
кровли до верха фундамента, разделяя
при этом перекрытия и стены. Ширина
температурно-усадочного шва составляет
20-30 мм. Осадочные швы, служащие одновременно
и температурно-усадочными, устраивают
между частями зданий разной высоты или
в зданиях, возводимых на участке с
разнородными грунтами; такими швами
делят и фундаменты. Осадочные швы
устраивают с помощью вкладного пролета
из плит и балок. Наибольшее
допустимое расстояние между
температурно-усадочными швами в
железобетонных конструкциях нормируется
и составляет в отапливаемых одноэтажных
зданиям из сборного железобетона 72 м,
в неотапливаемых – 48 м.. Являются разновидностью мелкозаглубленных, а точнее, незаглубленных фундаментов, глубина заложения которых составляет 40 - 50 см. В отличие от мелкозаглубленных ленточных и столбчатых фундаментов, они имеют жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренней деформации воспринимать знакопеременные нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта. Фундаменты, которые вместе с грунтом имеют сезонные перемещения, называются плавающими. Их конструкция представляет собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную из монолитного железобетона, из сборных перекрестных железобетонных балок или из сборных плит с монолитным покрытием (рис. 1). Устройство плитного фундамента связано с расходом бетона, арматуры и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, и сама плита используется в качестве пола. Для домов более высокого класса чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит или армированных перекрестных лент. Большая площадь опоры плит позволяет снизить давление на грунт до 10 кПа (0,1 кгс/см2), а перекрестные ребра жесткости создают конструкцию, достаточно устойчивую к знакопеременным нагрузкам, возникающим при замораживании, оттаивании и просадке грунта. Для их устройства применяют высокопрочный бетон (не ниже класса В12,5) и арматурные стержни диаметром не менее 12 - 16 мм. Относительно большой расход бетона и арматурной стали можно считать оправданным, если все другие технические решения фундаментов в этих условиях не могут гарантировать их надежную работу. В зданиях, где полы расположены невысоко над планировочной отметкой земли, такие фундаменты могут стать даже более экономичными, чем столбчатые (не надо устраивать цокольное перекрытие и ростверк). Сплошная незаглубленная плита в составе пространственной системы «плита - надфундаментное строение» обеспечивает восприятие внешних силовых воздействий и возможных деформаций грунтового основания и исключает необходимость различного рода мероприятий, предотвращающих неравномерные деформации грунта, на которые обычно в условиях слабых, песчаных и пучинистых грунтов затрачиваются значительные ресурсы. Применение незаглубленных фундаментных плит позволяет снизить расход бетона до 30%, трудовые затраты - до 40% и стоимость подземной части - до 50% по сравнению с заглубленными фундаментами. Чтобы уберечь такие фундаменты от промерзания, их надо утеплять. Морозоустойчивые фундаменты мелкого заложения представляют собой практичную альтернативу более дорогостоящим фундаментам глубокого заложения в холодных регионах с сезонным промерзанием грунта и потенциальными возможностями морозного пучения. Мелкое заложение морозоустойчивых фундаментов достигается за счет устройства теплоизоляции, размещаемой в самых важных местах, - практически вокруг дома. Таким образом, становится возможным выполнять фундаменты глубиной заложения 40 - 50 см даже в условиях очень сурового климата. Технология морозоустойчивых фундаментов мелкого заложения получила широкое признание в Скандинавских странах. Морозоустойчивые фундаменты выполняются в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 25 - 20 см с утолщенными краями - контурными ребрами, а для защиты от мороза используют пенопропиленовую изоляцию (пенопласт) (рис. 2). Рис.2. Схема утепленной монолитной фундаментной плиты с утолщенными ребрами: 1 - материковый грунт; 2 - уплотненная песчаная подушка; 3 - монолитная железобетонная плита; 4 - утеплитель с гидроизоляцией; 5 - бетонная отмостка
Рис. 3. Схема армирования монолитной плиты: 1 - арматурные стержни АIII, d 12-16 мм; шаг 200 мм; 2 - арматурные стержни АIII, d 8 мм, шаг 400*400 мм; 3 - защитный слой бетона толщиной 35 мм
Тепло, уходящее из дома в грунт через фундаментную плиту, плюс геотермальное тепло заставляют линию промерзания подниматься вверх по периметру фундамента. Специалистам известно, что тепло от здания фактически уменьшает глубину промерзания по периметру фундамента. Другими словами, граница промерзания повышается рядом с любым фундаментом, если здание обогревается или имеет изоляцию на уровне земли. Изоляция по периметру фундамента предотвращает тепловые потери и передает тепло через фундаментную плиту в грунт под фундаментом здания. В то же время источники геотермального тепла излучают тепло в направлении фундамента, что приводит к уменьшению глубины промерзания вокруг здания. При строительстве домов с использованием морозостойких фундаментов одна из проблем, с которой сталкиваются строители, состоит в том, что полипропилен разлагается под действием ультрафиолетового облучения и имеет недостаточную ударную стойкость. Хлорвиниловый пластик в виде рулона шириной 610 мм, длиной 15 м хорошо подходит для этих целей. Верхний наружный край фундамента оборачивают пленкой, начиная с внутреннего края плиты. Пластик легко приклеивается к краю бетона и полипропиленовому пенопласту мастикой, совместимой с пенопластом. Гибкий хлорвиниловый пластик приклеивается на месте. Важно отметить экономию затрат при устройстве морозоустойчивых фундаментов в сравнении с традиционными. Она составляет примерно 3% общих обязательных затрат на строительство дома. Сплошные плитные фундаменты устраивают и заглубленными в виде монолитной плиты под всем зданием (рис. 3). Подобные конструкции обеспечивают максимально равномерное распределение нагрузки на основание и, как следствие, - равномерную осадку здания, а также хорошо защищают подвальные помещения от подпора грунтовых вод. Сплошные фундаменты возводят на слабых или неоднородных грунтах при необходимости передачи на них значительных нагрузок. Такие конструкции хорошо себя зарекомендовали и при малоэтажном строительстве, в особенности если необходима организация подвального или полуподвального помещения под зданием. Устройство подвальных или полуподвальных помещений затрагивает еще один важный аспект проектирования и строительства - гидрозащиту (гидроизоляцию и др.) фундаментов от грунтовых вод и влаги. Грамотная оценка гидрологической ситуации на месте застройки, правильный выбор схемы гидрозащиты и качественное проведение работ - основные условия, выполнение которых во многом определяет безаварийность работы как подземной, так и надземной частей зданий. Нарушение или разрушение конструкции здания практически всегда сопряжено с нарушениями или разрушением его фундамента. Это может происходить из-за ошибок, допущенных при проектировании или строительстве. Лишь при условии ответственного подхода ко всему комплексу работ - от проекта до практического воплощения - можно построить надежный дом, который прослужит многие десятки лет. Варианты устройства незаглубленных плитных фундаментов показаны на рис. 1.
