Решили делать ремонт?

Облицовка поверхностей

Потолки

Стены

Гипсокартон

Полы

Электрика

Современные ванные комнаты

Как заложить пруд в саду

Сантехника

Покраска, лакировка и глянцевание

Изоляция

Кладка

Обшивка стен и потолка деревом

Дача

Электроинструмент

Дизайн помещений

Домашние электроприборы

Установка розеток

Прокладка кабеля

Электрические щиты

Электрооборудование в квартире

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

FORUMHOUSE

Город мастеров




Проектирование фундамента

Автор: Джон Коллинсон. Кирпичная кладка. Полное руководство

Опубликовано: 2017-07-23


Нагрузки и несущая способность

Фундамент для здания или стены является частью конструкции, которая находится в непосредственном контакте с землей. Без соответствующего фундамента конструкция стоять не сможет. Назначение фундамента — безопасным образом передавать нагрузки на почву, чтобы при этом не происходило слишком больших подвижек, проседания или повреждения конструкции на протяжении его срока службы и на начальной стадии строительных работ. Термин «нагрузка» имеет несколько значений:

• «Собственный вес конструкции» — это постоянный вес самой конструкции и всех составляющих ее частей.

• «Приложенные нагрузки» или «рабочие нагрузки» — это те нагрузки, которые создаются весом людей, автомобилей, мебели и других предметов, находящихся внутри конструкции или на ней. Разумеется, этот тип нагрузки может значительно меняться.

• Другие виды нагрузок включают силы и напряжения, создаваемые ветром и снегом, и их следует принимать во внимание при проектировании фундамента.


Проектирование фундамента зависит в значительной степени от типа грунтового основания, на котором должна возводиться конструкция. Этот грунт должен быть в состоянии выдерживать направленные сверху вниз нагрузки от конструкции (в том числе и от самих фундаментов) за счет равных и направленных вверх сил. Поэтому грунт должен обладать достаточной прочностью на сжатие или несущей способностью, чтобы не допускать проседания и усадки.

Несущая способность является мерой того, какое давление может выдержать грунт, и она меняется в зависимости от типа грунта. Поскольку удельное давление равно силе, деленной на площадь, то увеличение площади горизонтального сечения фундамента приводит к снижению давления на грунт.

Для грунта с малой несущей способностью потребуются фундаменты с большей площадью поверхности. Или же может потребоваться вырыть котлован значительной глубины, пока не будет найдено грунтовое основание с достаточной несущей способностью.

Все грунты имеют тенденцию к движению вследствие изменений температуры и содержания влаги. В частности, связные, сжимаемые грунты, такие как глина, способны весьма значительно вспучиваться и проседать в результате увеличения или уменьшения содержания воды в них, а это, как известно, приводит к разрушению фундамента здания. На несвязанные грунты, к примеру на песчаные, могут воздействовать поверхностные воды, вызывающие вымывание частиц, либо мороз в зимний период («вспучивание грунта при промерзании»).

Строительные нормы и правила

Требования строительных норм и правил, по большей части, применимы только к конструкциям зданий. Поэтому при проектировании фундамента для отдельно стоящей стены или садовой ограды с существенно меньшими нагрузками земляные работы следует проводить не глубже, чем необходимо, чтобы добраться до грунта с достаточной несущей способностью. В действительности он может находиться совсем рядом с законченным нулевым уровнем. Вместе с тем, однако, фундамент должен располагаться достаточно глубоко, чтобы противостоять движению грунта, вызванному изменениями температуры и содержания влаги. Так, движение грунта, вызванное сжатием при высыхании и расширением при увлажнении, преобладает у глинистых грунтов.

Глубина почвенного покрова должна быть достаточной, чтобы фундамент не подвергался вспучиванию грунта при промерзании. Поэтому фундамент, с целью предотвращения его разрушения, должен располагаться ниже уровня промерзания. Действующие в настоящее время строительные нормы и правила требуют, чтобы простые ленточные фундаменты располагались на 1000 мм ниже законченного нулевого уровня.

Влияние деревьев на фундаменты

Обычно уровень грунта повышается и понижается в зависимости от обычных сезонных изменений содержания воды, но наличие деревьев способно значительно усугубить эту ситуацию, поскольку они вытягивают из грунта значительное количество воды. Это — проблема, особенно для глинистых грунтов, которые в значительной степени склонны проседать и вспучиваться при изменении содержания воды. Во время сухих летних месяцев деревья будут продолжать поглощать из грунта все больше и больше воды, вынуждая еще более сжиматься глинистый грунт. Поверхность грунта вокруг дерева может подниматься и опускаться от зимы к лету на 40 мм.

Один из вариантов — срубить дерево, чтобы его корни больше не всасывали воду из почвы, но в глинистом грунте это может привести к вспучиванию грунта на 150 мм. По этой причине грунту потребуется длительное время, чтобы стабилизироваться после удаления деревьев. Из-за нестабильности грунта вследствие наличия (или удаления) деревьев и их возможного негативного влияния на фундаменты всеми принимается, что фундаменты — и конструкции на них — должны находиться на некотором расстоянии от деревьев. В качестве эмпирического правила: это расстояние должно быть как минимум равно высоте отдельного взрослого дерева или его предполагаемой высоты, когда оно вырастет. Для группы растущих вместе деревьев это расстояние может быть увеличено до высоты самого высокого дерева.

Нельзя игнорировать мертвые деревья рядом с предполагаемым местом строительных работ, так как со временем они начнут гнить под землей.

Корни деревьев
Деревья могут также привести к разрушению фундаментов и стен непосредственно из-за роста корней. В ряде случаев деревья способны приподнимать фундаменты стен, возведенных слишком близко к ним, и даже вызывать их растрескивание, приводящее к разрушению конструкции.


Это приводит к образованию пустот и проседанию расположенного поблизости грунта, что может отрицательно сказаться на его несущей способности.

Ленточные фундаменты

Обычный ленточный фундамент

Простейший вид фундамента — это массивный бетонный блок (блок-подушка) расположенный под отдельно стоящей стеной или под стеной здания. Минимальная глубина почвенного покрова для фундамента должна быть достаточной, чтобы на него не влияли движения грунта и его вспучивание при промерзании. Это, как правило, означает, что глубина (D) выкапывания траншей для фундаментов будет составлять 1000—1500 мм. При более прочном грунтовом основании, которое менее чувствительно к подвижкам, глубина фундамента может быть меньше, но это зависит от условий конкретного строительного объекта.

Толщина фундамента (T) должна составлять минимум 150 мм. Ширина фундамента (W) зависит от несущей способности грунта и может варьировать от ширины стены (на скальном грунтовом основании) до 850 мм. Как правило, однако, ширина ленточных фундаментов составляет 650 мм, чтобы в траншее еще оставалось место для работы. Как правило, выступ с любой стороны от наружной поверхности стены (P) не должен быть больше «T». Это обусловлено тем, что нагрузки передаются через фундамент под углом 45°, поэтому, если «P» будет больше «T», то любое растрескивание бетонной полосы приведет к уменьшению ширины и эффективной площади фундамента. Соответственно, для более широких фундаментов со значительным выступом (P), применяемых на слабых грунтах, потребуется увеличить толщину (T), чтобы обеспечить 45-градусный угол передачи нагрузки.

Тип грунтового основания Состояние грунтового основания Физические характеристики при полной нагрузке на грунтовое основание, не более 20; 30; 40; 50; 60; 70 кН/м Минимальная ширина несущей стены (мм)
Горная порода Не хуже песчаника, известняка или твердого мела Потребуется как минимум пневматический или иной приводимый в действие механическим способом отбойный молоток для выкапывания траншеи под стены Равна ширине стены
Гравий Спрессованный Требуется отбойный молоток для земля ных работ. Деревянные колышки, 50х50 мм, прочные, чтобы можно было забить их в грунт не менее чем на 150 мм 250; 300; 400; 500; 600; 650
Песок Спрессованный Требуется отбойный молоток для земля ных работ. Деревянные колышки, 50х50 мм, прочные, чтобы можно было забить их в грунт не менее чем на 150 мм 250; 300; 400; 500; 600; 650
Глина Твердая Не удастся разрыхлить грунт пальцами, потребуется отбойный молоток / пневматическая или механическая лопата для удаления грунта 250; 300; 400; 500; 600; 650
Суглинок Твердый Не удастся разрыхлить грунт пальцами, потребуется отбойный молоток / пневматическая или механическая лопата для удаления грунта 250; 300; 400; 500; 600; 650
Глина Полутвердая При значительном усилии можно разрыхлить грунт пальцами и пройти вручную лопатой 300; 350; 450; 600; 750; 850
Суглинок Полутвердый При значительном усилии можно разрыхлить грунт пальцами и пройти вручную лопатой 300; 350; 450; 600; 750; 850
Песок Рыхлый Земляные работы можно выполнить лопатой. Деревянные колышки, 50х50 мм, легко забить в грунт 400; 600; должно быть определено опытным путем
Ил и песок Рыхлый Земляные работы можно выполнить лопатой. Деревянные колышки, 50х50 мм, легко забить в грунт 400; 600; должно быть определено опытным путем
Глина и песок Рыхлый Земляные работы можно выполнить лопатой. Деревянные колышки, 50х50 мм, легко забить в грунт 400; 600; должно быть определено опытным путем
Ил Мягкий Достаточно легко разрыхлить грунт пальцами и без труда выкопать 450; 600; должно быть определено опытным путем
Глина Мягкий Достаточно легко разрыхлить грунт пальцами и без труда выкопать 450; 600; должно быть определено опытным путем
Суглинок Мягкий Достаточно легко разрыхлить грунт пальцами и без труда выкопать 450; 600; должно быть определено опытным путем
Ил и глина Мягкий Достаточно легко разрыхлить грунт пальцами и без труда выкопать 450; 600; должно быть определено опытным путем
Ил Очень мягкий Если зимой сжать ил в кулаке, то он просочится между пальцами 600; 850; должно быть определено опытным путем
Глина Очень мягкий Если зимой сжать глину в кулаке, то она просочится между пальцами 600; 850; должно быть определено опытным путем
Суглинок Очень мягкий Если зимой сжать суглинок в кулаке, то он просочится между пальцами 600; 850; должно быть определено опытным путем
Ил и глина Очень мягкий Если зимой сжать ил и глину в кулаке, то они просочатся между пальцами 600; 850; должно быть определено опытным путем

Таблица «Минимальная ширина ленточных фундаментов» дает рекомендации, как связана ширина ленточных фундаментов с различными типами и состояниями грунтов. В тех случаях, когда в стене или в конструкции имеется выступ (например, пилястр), ленточный фундамент должен выступать за наружную сторону этого пилястра, и вообще любого контрфорса или дымохода, образующих часть стены, по меньшей мере настолько же, насколько он выступает за наружную часть основной стены.

Ступенчатый ленточный фундамент

Наличие уклона строительных площадок оказывает значительное влияние на конструкцию фундаментов. Так, если на нижней части крутой строительной площадки траншея для ленточного фундамента выкапывается на глубину 1000 мм, то к тому моменту, когда работа будет закончена на ее верхней части, траншея может оказаться многометровой глубины. Ясно, что излишние и ненужные земляные работы и дороги, и отнимают много времени, поэтому на строительных площадках с большим уклоном они минимизируются за счет ступенчатой укладки фундамента вверх по склону, и в то же время благодаря такой укладке обеспечивается необходимое заглубление фундамента.

На каждом шаге верхняя часть ступенчатого фундамента перекрывает нижнюю часть на удвоенную толщину фундамента или на 300 мм, смотря по тому, что из них больше. Помимо этого, высота ступени не должна превышать толщину фундамента. С практической точки зрения и ради удобства высота ступеней нередко специально делается кратной 75 мм, чтобы соответствовать по размеру кирпичной кладке и избежать необходимости выкладывания рядов из более тонких кирпичей. Наконец, следует отметить, что горизонтальный гидроизоляционный слой отдельно стоящих стен, возведенных на строительной площадке с большим уклоном, тоже будет постепенно понижаться, следуя вдоль законченного нулевого уровня.

Заглубленный ленточный фундамент, или фундамент в распор траншеи

Заглубленный ленточный фундамент, иногда так же называющийся «ленточным фундаментом в распор траншеи», особенно полезен в случае таких грунтов, как глина, которая способна весьма значительно перемещаться с изменением содержания грунтовых вод. Траншея под фундамент выкапывается по требуемой ширине и глубине, а затем вся она заливается бетоном до отметки, расстояние от которой до законченного нулевого уровня будет равно двум рядам кирпичей. Глубина (D) будет такой же, как и для обычного ленточного фундамента, однако ширина (W) может быть уменьшена до 450 мм, поскольку больше нет никакой необходимости в каком-то рабочем пространстве в самой траншее.

Заглубленным ленточным фундаментам требуется больше бетона, но у них есть определенные преимущества перед обычными ленточными фундаментами. Работа выполняется быстрее, поскольку вынимается меньше грунта (правда, большую часть вынутого грунта потребуется куда-то отвезти, поскольку обратно засыпать придется очень малое количество грунта). Сберегутся также время, материалы и квалифицированный труд, так как не понадобится выполнять кирпичную кладку ниже уровня земли.

Сплошной фундамент

На грунте с низкой несущей способностью не экономно вынимать грунт для типовых ленточных фундаментов до значительной глубины, где находится достаточно прочное грунтовое основание. В этом случае, в качестве альтернативы, могут быть использованы сплошные фундаменты, которые при этом одновременно образуют пол цокольного этажа. Бетонное основание сооружается таким образом, чтобы быть как минимум равным площади основания здания. Фундаментная плита «плавает» на грунтовом основании, подобно плоту на воде. Этот способ может быть использован при строительстве легких зданий или там, где верхние 600 мм грунтового основания расположены поверх менее качественного подстилающего слоя.

У сплошных фундаментов отдельные участки могут утолщаться, особенно по краям, где предполагается возводить наружные стены и/или стены конструкций. Сплошные фундаменты имеют ряд достоинств: для них требуется проводить сравнительно малый объем земляных работ, их сооружение менее дорогостоящее по сравнению с обычными ленточными и заглубленными ленточными фундаментами, и они гораздо быстрее и проще возводятся, чем фундаменты других типов. Однако их использование обычно ограничено зданиями и сооружениями, создающими небольшие нагрузки.

Подушки под бетонное покрытие

Там, где бетон укладывается близко к законченному нулевому уровню, например, в качестве дорожки, патио или дорожного покрытия, очень важно, чтобы верхний почвенный грунт, у которого нет никакой несущей способности, был снят и убран, а земляные работы велись до глубины, где находится грунтовое основание с достаточной несущей способностью. Последующая относительная отметка выставляется заново с использованием слоев хорошо уплотненного дробленого каменного материала; этим не только экономится бетон, но и формируется важный слой, несущий нагрузку и обеспечивающий ее распределение между бетоном и грунтовым основанием.

Щебень может представлять собой чистый, раздробленный каменный лом или дробленый каменный материал «Type 1 MOT», который, будучи уложенным должным образом, предотвращает проседание бетона и распределяет нагрузки на грунтовое основание под ним. Если земляные работы не были проведены до достаточной глубины, а затем не была уложена щебневая подушка, то это отрицательно скажется на прочности бетона, и при значительных нагрузках в нем образуются трещины, и он разрушится.

Наиболее широко используемым в Великобритании материалом подушки является сортированный дробленый каменный материал «MOT Type 1». Его точное техническое описание гласит: «Зернистый материал для подушки качества «Type 1» согласно спецификации Министерства транспорта для работ на автомобильных дорогах». Теоретически, дробленый каменный материал «Type 1 MOT» означает, что частицы имеют максимальный размер 37,5 мм, но, как правило, это — дробленая порода, обычно гранит или известняк, с зернистостью от 40 мм и до пылевидных частиц.

Материал подушки должен укладываться и уплотняться слоями, при этом, прежде чем приступать к укладке последующего слоя, каждый предыдущий слой тщательно уплотняется, и этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута требуемая общая толщина. Согласно эмпирическому правилу, толщина каждого отдельного слоя должна составлять не менее двойной толщины наибольшего размера частиц. Учитывая сказанное, дробленый каменный материал «MOT Type 1» следует уплотнять слоями толщиной не менее 75 мм (фактически же слои, как правило, имеют толщину 100 мм). Смысл заключается в том, что благодаря этому в подушке исключаются «сосредоточенные нагрузки», поскольку никакой камень не будет непосредственно контактировать одно временно и с верхней, и с нижней поверхностью. Он, напротив, будет «амортизироваться» частицами меньшего размера над или под ним. При данном подходе обеспечивается равномерное распределение слоями приложенной к ним нагрузки и устранение любых «точек качания». Материалы подушки, в которых применяются частицы более крупного размера, потребуют, разумеется, уплотнения более толстыми слоями.

Чтобы при формировании подушки обеспечить максимальное уплотнение каждого щебеночного слоя, желательно, по возможности, механическое уплотнение выполнять с помощью виброплиты или катка. Благодаря этому получится исключительно твердая поверхность, на которую сверху уже можно класть бетон. Рекомендуемая минимальная толщина подушки для различных областей применения приведена в таблице внизу страницы. Эти значения указаны для случая выемки грунта до грунтового основания с хорошей несущей способностью. Подушка толще минимально указанного здесь значения может потребоваться в случае, когда относительную отметку потребуется выставить после завершения земляных работ на большей глубине, если хорошее грунтовое основание расположено гораздо глубже. Поэтому указанные минимальные толщины не следует рассматривать как максимальную величину, которую необходимо выбирать из-под нижней поверхности слоя бетона, поскольку подушка не может располагаться всегда на одном и том же типе грунтового основания!

Толщина щебневой подушки

Применение Минимальная толщина
Патио, садовые дорожки и т.п. 75–100 мм
Подъездные дорожки, общественные пешеходные дорожки и т.п. 100–150 мм
Интенсивно использующиеся дороги 150–225 мм
Автомагистрали 150 мм +


Подземные коммуникации
Перед выемкой грунта под любые фундаменты и основания следует уделить особое внимание поиску всех подземных коммуникаций, таких как канализационные трубы, электрические кабели, газопроводные и водопроводные трубы и т.п., которые способны повлиять на выемку грунта. Некоторым коммуникациям возможно, потребуется защита на время строительства, а то и даже придется переложить их в другое постоянное место.


Опалубка и щиты опалубки

Когда верхняя поверхность бетона расположена ниже законченного нулевого уровня, как в случае фундаментов для стен, то боковые стороны траншеи сами образуют требуемую границу для бетона и служат в качестве щитов или опалубки. Выравнивание по уровню верхней поверхности бетона обеспечивается просто расстановкой деревянных колышков на дне траншеи, выступающих на высоту, равную требуемой толщине бетона. Колышки располагаются друг от друга на расстоянии не более чем на 1500 мм по центру вдоль осевой линии фундамента и выравниваются с помощью строительного уровня и правила или нивелира Коули Залив бетон, его можно затем выровнять по верху колышков.

Хотя в этой статье не рассматриваются подробности способов выемки грунта, стоит указать, что процесс установки и выравнивания колышков для обеспечения как ровной поверхности бетона, так и его толщины, также показывает, ровным ли является дно траншеи после ее выкапывания. Если на поверхности имеются выступы и неровности, то может потребоваться последующая планировка или дополнительные земляные работы, в противном случае эффективная толщина бетона окажется меньше. Бетон будет заполнять уклоны и углубления, но во время выемки грунта не следует копать слишком глубоко, поскольку заливка дополнительного бетона — слишком дорогой способ исправления подобной ошибки.

Когда бетон укладывается таким образом, что его верхняя поверхность будет находиться над уровнем земли, следует предпринять дополнительные меры, чтобы удержать бетон и придать ему форму в процессе его твердения. Самое простое и быстрое решение — это опалубка или щиты опалубки. Для разовых бетонных работ, к примеру, при заливке фундамента навеса или бетонной дорожки, они изготавливаются из дерева на заказ для каждого строительного объекта и не обязательно могут использоваться повторно.

Типовая дощатая опалубка скрепляется опалубочными гвоздями с двумя головками так, чтобы ее можно было разобрать, когда бетон затвердеет, хотя, видимо, обычно чаще используют винты. Применяются деревянные угловые крепления; на них приходится боковое давление влажного бетона, и они не позволяют опалубке деформироваться и выгибаться наружу. В случае, когда заливаемый бетон сравнительно тонок (примерно 100 мм), ни опалубку, ни распоры так тщательно делать не требуется.

На изображении показана заливка фундамента навеса с опалубкой, изготовленной из досок размером 100 х 20 мм. В данном случае доски скреплены друг с другом винтами в углах. Дополнительное крепление обеспечивается вертикальными деревянными колышками сечением 20 х 30 мм, установленными в углах и вдоль боковых стенок, при этом винты проходят сквозь колышки в опалубку. Для предотвращения деформации опалубки во время укладки бетона используются кирпичи без раствора

Вся опалубка сооружается таким образом, чтобы ее верхний край по всему периметру приходился вровень с верхней поверхностью бетона после финишной обработки. Предполагается, конечно, что бетон потребуется выравнивать, при этом доступ к его верхней поверхности можно будет легко обеспечить за счет соответствующей конструкции опалубки. Влажный бетон можно выравнивать по мере его укладки и уплотнения с помощью трамбовочной доски. Там, где требуется, трамбовочную доску следует двигать из стороны в сторону по мере ее перемещения вперед поверх опалубки, чтобы убрать излишки влажной бетонной смеси, разровнять ее и добиться плоской поверхности. Как правило, чтобы обеспечить эффективность, деревянная рейка, используемая в качестве трамбовочной доски, должна быть достаточно длинной и выступать на 100 мм по обе стороны опалубки.

Температурные и деформационные швы

Находящийся вне помещения и прошедший финишную обработку бетон расширяется и сжимается при намокании и последующем высыхании. Это наиболее существенно там, где бетон занимает значительную площадь, и там, где он граничит с другими конструкциями, к примеру, стенами или зданиями. Если не принять мер против такого рода движения, то из-за давления возникнут трещины. Они могут быть достаточно глубокими и проходить по всей толщине бетона, приводя в результате к разрушению конструкции.

Эти движения можно скомпенсировать, предусмотрев использование температурных швов, выполненных через каждые 12 м, загерметизированных материалом, который расширяется и сжимается вместе с бетоном, но водонепроницаем, долговечен и не дает попасть в шов никакой грязи, песку и т.п. Подобные меры принимаются в случае, когда бетонная плита устанавливается встык с уже имеющейся стеной или конструкцией. Данный тип шва обычно называется «деформационным швом».

Для температурных и деформационных швов используются различные материалы, но наиболее употребительными в домашних условиях являются рулоны пенополиэтилена. Пенополиэтилен выпускается различной ширины, и его укладывают на внутренних поверхностях опалубки до заливки бетона. Температурные швы для более длительных сроков эксплуатации и для более критичных условий работы могут создаваться с помощью различных пистолетов для заделки швов и жидких полиуретановых или полисульфидных компаундов. Они имеют высокий модуль упругости, так что способны растягиваться и сжиматься больше обычных герметиков. На упаковке часто указывается маркировка «Hi-Mod» или похожая.

В бетоне с помощью деревянной рейки или пенополистирола, который удаляется, когда бетон схватится, создается 12-мм открытый шов без раствора. После этого шов заполняется герметиком в соответствии с инструкцией изготовителя. Следует быть осторожным, чтобы не запачкать и не оставить пятен на поверхности бетона, поскольку герметик очень клейкий. Во время обработки швов рекомендуется защищать поверхность бетона по обеим сторонам шва, закрывая ее лентой или кусками древесины. После завершения работы обработанные швы закрываются доской, пока компаунд не затвердеет; это делается для того, чтобы пешеходы не повредили его.

Статьи по теме

Кирпичи и блоки Шов кладки Пустотелые стены
Основы кладки стен Основы кладки стен 2 Перевязка швов
Бетон Строительные растворы Основной способ кладки
Забор из кирпича Инструменты каменщика Кладка. Основы разметки
Монтирование перемычек Забор из кирпича (продолжение) Декоративная кладка

Просмотров: 780


Система Orphus

Ваша оценка:

Комментарии:

Добавьте Ваш комментарий:

Пожалуйста, введите сумму чисел с изображения!

проверка








Яндекс.Метрика Яндекс цитирования