Конструктивні особливості підвальних приміщень
Підвали під будівлями споруджували ще до н.е. і в біль-шинстве випадків технологія їх спорудження збереглася без істотних змін. Хіба тільки знизилися трудові витрати при розробці грунту, так як на зміну землекопам (Грабар) прийшла потужна землерийна техніка - екскава-тори. За прийнятою з давніх часів технології спочатку віз-водяться стрічкові фундаменти на всю висоту підвалу, а за-тим виконується бетонна підготовка під підлоги.
Якщо льон-точні фундаменти споруджують за методом розширення ниж-ній частині (з фундаментними плитами), то підлогу підвалу ви-полняют по насипному грунту вище місця розширення по-дошви на 75 - 90 см в залежності від товщини фундамент-них плит. Типова конструкція підвалу будинку зі стінами з збірних фундаментних блоків приведена на рис. 1.
Мал. 1. Типова конструкція підвалу будинку: 1 - бетонна підлога;
2 - насипний ґрунт; 3 - гідроізоляція; 4 - бетонні блоки ФБС
Прак-тика показує, що таке конструктивне рішення приво-дит до підвищених трудовим і матеріальним витратам при зведенні нульового циклу і не відповідає сучасним експлуатаційним вимогам. Неминучі просадки грунту, укладеного з порушеннями правил (погане ущільненням-ня через відсутність ефективних ущільнювальних установок), призводять до необхідності ремонту підвальній частині будинку вже на початковій стадії його експлуатації. Крім того, неякісне ущільнення грунту з зовнішньої частини фундаменту викликають опади відмосток, доступ зливових вод до по-дошве фундаменту, що відбивається на експлуатаційних ка-чествах будинку в цілому. Тому виникла потреба в розробці та впровадженні більш нових конструктивних рішень, частково або повністю усувають зазначені недоліки. Досягти бажаного результату можна, спорудивши під сте-нами підвалу суцільну залізобетонну плиту (рис. 2), яка одночасно буде вирішувати два завдання: служити фундаментної подушкою і виконувати функцію статі під-вальної частини будинку.
Мал. 2. Конструкція підвалу із суцільною залізобетонною плитою: 1 - залізобетонна плита; 2 - гідроізоляція; 3 - монолітні стіни з бетону марки 100; 4 - внутрішнє утеплення стін
Технологія спорудження фундаментної плити нами розглянута в розділі "Плитні фундаменти". Тут же розглянемо тільки моменти, пов'язані з силами, що діють на фундаментну плиту і в окремих випад-ях впливають на її експлуатаційні характеристики.
Розміри фундаментної плити мають великий вплив на її експлуатаційні якості. До фундаментної плити в процесі її експлуатації прикладені сили, що викликають вигинає момент. Тому товщина плити і її армован-ня повинні бути такими, щоб від дії цих сил плита не зруйнувалася. У зв'язку з цим товщину плити роблять не менше 20 см, а армуючої сітки розташовують ближче до поверхні-ти статі, де плита відчуває розтяжне напруга. Все ж при великій довжині фундаментної плити це напругу може бути таким, що міцності плити стане недо-статочно, і на слабоуплотненних грунтах плита може руйнуючої-шитися. Але величина растягивающего моменту істотно компенсується, якщо в конструкції фундаменту буде пре-дусмотрена хоча б одна внутрішня стіна!
Для армування фундаментної плити закладають сет-ку з арматури марки Ж10 III або Ж 8А III. Якщо в підвальній частині будинку розміщується гараж, то товщину фундаментної плити збільшують до 0,5 - 0,6 м. Якщо в підвалі предусмо-трен басейн, то спочатку бетонують його чашу, прокладаючи-ють комунікації і тільки після цього приступають до устрій-ству фундаментної плити. При цьому спочатку піщано-гравійну подушку заливають бітумною мастикою, потім відливу-ють плиту, а стіни виготовляють в останню чергу.
Якщо в місці розташування підвалу є грунтові води, то на фундаментну плиту можуть діяти сили ги-дростатіческого тиску (рис. 3).
Мал. 3. Гідростатичний тиск, що діє на фундамент і стіни підвалу:
1 - рівень ґрунтових вод; 2 - тиск води
Якщо рівень грунтових вод перевищує позначку підошви фундаментної плити на 1 м, то на 1 м 2 її підошви буде діяти сила, яка дорівнює 1 т. При великій площі фундаментної плити ця сила може досягти величини, при якій конструкція плити буде не в змозі компенсувати прикладену силу . У резуль-таті в плиті з'являються тріщини і виникає затоплення підвалу. Посилити несучу здатність плити можна распо-ложением армуючої сітки ближче до підошви плити, і уст-ройством внутрішньої стіни повала.
Розташування зовнішніх стін по відношенню до країв фун-даментной плити теж грає істотну роль в розподілі прикладених навантажень. Згинальні моменти, дей-ціалу на фундаментну плиту при різному располо-жении зовнішніх стін, показані на рис. 4.
Мал. 4. Навантаження фундаментної плити изгибающим моментом:
а - при розташуванні стін впритул до периметру фундаментної плити;
б - краю фундаментної плити виходять за контур фундаменту
З малюнка вид-но, що вигинає момент, прикладений до фундаментної плити, істотно зростає, якщо стіни розташовані впритул до периметру. На слабких грунтах ці сили можуть ви-кликати руйнування плити з усіма звідси витікаючими по-наслідками. У разі, коли плита виходить за контур фунда-мента, величина згинального моменту знижується, і несу-щая здатність плити збільшується. Деформація фунда-ментной плити може виникнути і в разі штучного порушення її цілісності, наприклад, прорізом під дивляться-ву яму для обслуговування і ремонту автомобіля (рис. 5).
Мал. 5. Деформація фундаментної плити при впливі ваги будинку
Звичайно, на щільних материкових грунтах з низьким рів-нем грунтових вод ці сили не мають великого значення на експлуатаційні властивості фундаментної плити і в рас-чет можуть не братися. На слабких же грунтах грунтах вони сили можуть досягати великих значень і тому повинні враховуватися при проектуванні фундаментів. У таких слу-чаях фундаментну плиту виконується після спеціального розрахунку із суворим дотриманням технології будівельних робіт.
Стіни підвалу відчувають великі бічні навантаження, що виникають від тиску грунту. При значному заглибити-лення підвалу ці сили можуть виявитися досить больши-ми і викликати руйнування стіни, особливо якщо фундамент-ні блоки укладені неправильно (рис. 6).
Мал. 6. Руйнування стін підвалу при значному заглибленні
Сили бічного тиску грунту істотно зростають, якщо поруч зі сте-ною розташований вантажопідйомний кран, який виконує мон-тажних роботи і подачу будівельних матеріалів до місця робіт з будівництва надземної частини будинку. Збільшують сили бічного навантаження і вібраційні моменти, возникаю-щие при русі автомобілів по дорозі, розташованої поруч зі стіною будинку.
При збірному варіанті фундаментів протистоять цим навантаженням тільки сили тертя між фундаментними блоку-ми, яких часом буває явно недостатньо.
Для того щоб сили бокового тиску не зруйнували стіни підвалу, укладання фундаментних блоків повинна виконан-тися з суворою перев'язкою швів, особливо в кутах будинку. Для стандартних фундаментних блоків перехлест блоків в кутах виходить мінімальний і, як правило, є не-достатнім для ефективної перев'язки швів. Для увели-чення перехлеста фундаментних блоків використовують докір-ченние (добірні) блоки або монолітні вставки, заповнююч ющіе утворився при розкладці фундаментних блоків зазор (рис. 7).
Мал. 7. Використання укорочених (добірних) блоків для забезпечення перев'язки кутових швів: 1 - укорочені (добірні) блоки
Однак правильної розстановки фунда-цементних блоків може не вистачити. При великій довжині стіни сили тертя між фундаментними блоками не в со-стоянні протистояти силам бічного тиску, і в резуль-таті виникає загроза руйнування стін підвалу.
Значно посилить опірність стін силам боко-вого тиску армування кладки фундаментних блоків. Армуванням домагаються підвищення міцності стіни, яка бере на себе великі механічні навантаження.
При поздовжньому армуванні сталеві стрижні арматури-ри слід з'єднувати між собою зварюванням. При влаштуванні стиків внахлестку без зварювання кінці стрижнів повинні закінчувати-Чіван гаками і зв'язуватися дротом на довжині рав-ної 20 діаметрам.
Армована стіна вже працює за іншою розрахунковою схемою і розглядається як набір горизонтально располо-дені балок, що передають бокове навантаження від грунту на зовнішні і внутрішні стіни підвалу.
Монолітна конструкція стін підвалу. посилена арматур-турне каркасом, допомагає уникнути всіх цих недоліків. Така технологія повсюдно застосовується за кордоном, де для будівельників розроблені цілі серії інвентарних опа-лубок, що знижує трудовитрати на їх зведення. До со-ужалення, наша будівельна індустрія інвентарними опа-лубками для малоповерхового будівництва не має, по-цьому індивідуальним забудовникам доводиться опалубоч-ні роботи виконувати старим "дідівським" способом. Це не-скільки збільшує трудомісткість будівельних робіт, але за щось монолітні стіни здатні витримувати великі боко-ші навантаження і легко захищаються від грунтової вологи. Товщина монолітної стіни повинна бути не менше 0,3 м, а опалубку для неї краще зробити з строганой дошки, що дозволить уникнути трудомісткого вирівнювання внутрішніх стін підвалу штукатуркою або затерла.
Стіни підвалу при стовпчастих або мелкозаглубленних фундаментах споруджують окремо. Стіни підвалу мо-гут поєднуватися з віссю основних фундаментів або роз-тися на деякому віддаленні від них (рис. 8).
Мал. 8. Варіанти взаємного розташування дрібно заглибленого фундаменту і стіни підвалу: а - на відстані; б - суміщені
При цьому форма підвалу може бути прямокутної або круглої (рис. 9).
Мал. 9. Кругла форма підвалу
Для будівництва таких стін може використовуватися червоний повнотіла глиняна цегла або бетонні блоки полегшених конструкцій, які у великому асортименті представлені на сучасному ринку. При цьому міцність цегляної кладки повинна бути такою, щоб успішно протистояти бічним навантаженням від грунту. Для посилення цегла-ної кладки її армують сталевим дротом діаметром 3-4 мм або сіткою "зигзаг". Використання для кладки порожнечі-лих блоків дає економію матеріалів до 35-40%.