Конструктивну схему веранди зазвичай закладають в процесі проектування будинку. В цьому випадку веранда має спільний з основним будинком фундамент, який приймає на себе перерозподіл навантаження від всієї будівлі в цілому. Таке конструктивне рішення виключає перекоси і інші неприємні явища, пов'язані з осіданням грунтів і їх морозним обдиманням. Але можливі варіанти, коли веранду прилаштовують до вже існуючої будівлі. І тут, незважаючи на уявну простоту, ховається дуже багато підводних каменів, обійти які можна, тільки знаючи ази будівельних технологій. Справа в тому. що веранда в більшості випадків є неопалюваним приміщенням, а тому сили, що діють на фундаменти основної будівлі і на фундаменти прибудованої веранди, можуть істотно відрізнятися. Для прибудованої веранди варіант спільних з будинком фундаментів не є найкращою конструкцією, так як різні навантаження на фундаменти будинку і прибудованого приміщенні можуть привести з часом до перекосів. Особливо відчутною є різниця в діях сил морозного пученія грунту, недооцінка яких часто призводить до плачевних наслідків.
глибина закладення
Глибина залягання - відстань від підошви до спланованої позначки грунту залежить від ряду умов. До таких умов відносять:- вигляд будівлі і його конструктивні особливості (наявність підвалів, кількість поверхів і т.д.);
- величини і характер навантажень, що діють на фундамент;
- глибини закладення фундаментів прилеглих будівель;
- геологічні та гідрогеологічні умови майданчика;
- пученія грунту при промерзанні і опади при відтаванні.
При великих навантаженнях на підставу підошву фундаментів заглиблюють в грунт до того шару, несуча здатність якого дозволяє забезпечити допустимі осідання будинку. Якщо ці шари розташовані вище розрахункової глибини промерзання пучинистого грунту, підошву фундаментів все одно закладають нижче глибини промерзання, щоб виключити дію сил морозного обдимання. При цьому повинна забезпечуватися стійкість (нерухомість) будівлі. У деяких випадках допускаються винятки з цього правила, за умови, що сили морозного пученія на підошву фундаменту, що досягають 20-60 тс / м2 і більше, врівноважуються вагою будівлі. Дотичні сили обдимання, які діють по бічній поверхні фундаментів при змерзання з грунтом, в 5-10 разів менше нормальних і можуть врівноважуватися вагою будівель (рис. 1).
- фундамент;
- цоколь;
- зворотна засипка, σ - нормальні сили пученія; τ - дотичні сили обдимання; N - навантаження від дама; df - глибина промерзання; df `- глибина промерзання опалювального дама; df "- глибина промерзання неопалюваного будинку; dT - глибина траншеї; hf - деформація пученія грунту; Su - величина переміщення фундаменту.
- заміна пучинистого грунту на непучиністих (пісок);
- покриття поверхні фундаментів в межах шару замерзаючого грунту змазкою або полімерною плівкою;
- засолення грунту речовинами, що не викликають корозії бетону та арматури.
Більшість цих заходів суперечить екологічним вимогам, до яких, в недалекому минулому, в нашій країні тривалий час не прислухалися. У непучиністих грунтах при досить великому промерзании глибину закладення фундаментів вибирають не менше розрахункової глибини промерзання грунту. Але в будь-якому випадку ця глибина не повинна бути менше 0,5 м.
Глибокої закладкою фундаментів знижують негативний вплив сил морозного пученія грунту. Але одним збільшенням глибини закладки підошви фундаменту не вдається повністю уникнути негативного впливу сил морозного пученія грунту. Справа в тому, що сили морозного пученія діють не тільки знизу, але і збоку фундаменту (дотичні сили). Дотичні сили морозного пученія виникають за рахунок примерзання ґрунту до стінок фундаменту. Зменшити цей вплив можна декількома способами:- зменшенням бічній поверхні фундаментів;
- створенням на бічній поверхні змінного шару за допомогою матеріалу з низьким коефіцієнтом тертя;
- захистом грунту біля фундаменту від промерзання за допомогою "екранів", поєднаних із захистом від перезволоження (дренаж, вимощення, зливова каналізація);
- доданням фундаменту трапецієподібної форми (звуження догори);
- засипанням пазух фундаменту непучиністим грунтом;
- спорудою дрібно заглиблених фундаментів.
У верандах з підвалом глибина закладання підошви фундаментів щодо підлоги підвалу повинна бути не менше 0,5 м. При щільних або укріплених грунтах фундамент годі й заглиблювати в грунт, тобто приймати глибину його залягання, рівну товщині підготовки під підлоги підвалу.
У всіх інших випадках глибока закладка фундаментів веранди є економічно недоцільною. Для малонавантажених фундаментів веранди глибоке закладення підошви призводить до подорожчання нульового циклу на 25-50%, але, як було сказано вище, не рятує від дії сил морозного обдимання. У легких верандах ці сили зазвичай перевершують навантаження, що діє на фундамент, внаслідок чого останні піднімаються разом з грунтом і деформуються. В кінцевому підсумку це призводить до перекосів стін веранди і вона приходить в аварійний стан. В індивідуальному малоповерховому будівництві часто в якості фундаментів на природній основі використовуються стрічкові фундаменти з блоків типу ФБС або плит типу ФЛ, які укладають рядами із заглибленням підошви нижче глибини промерзання У будівлях, побудованих на таких фундаментах, при промерзанні сильнспучених фунтів всього на 0,6 м (висоту верхнього ряду блоків) відбуваються деформації обдимання. Зворотне засипання потрапляє між фундаментними блоками (рис. 2), в результаті чого навесні блоки не можуть повернутися в початкове положення. Причиною цього може бути недостатність ваги будови для подолання тертя талого грунту по боковій поверхні фундаменту, потрапляння зворотної засипки між переміщалися в різний час фундаментними блоками, потрапляння грунту в утворену порожнину між фундаментними блоками і т.п. Деформації з роками накопичуються і в зовнішніх огороджувальних конструкціях з'являються тріщини. Особливо великих деформацій схильні легкі і холодні веранди.
- переміщення ґрунту зворотної засипки в зазори між блоками;
- переміщення ґрунту зворотної засипки в зазори між блоками.
- зниження вартості за рахунок скорочення трудомісткості, витрат матеріалів і термінів виконання робіт нульового циклу;
- досить повне використання несучої здатності грунтів і матеріалів фундаментів;
- скорочення обсягів опалубних, арматурних і земляних робіт;
- можливість влаштування фундаментів з практично однаковою ефективністю в різних погодних і грунтових умовах.
При влаштуванні фундаментів важливе значення має не тільки правильний вибір глибини закладення фундаментів, але і вибір самої конструкції фундаменту огляду на місцеві умови, грамотна розбивка і якісне виконання робіт в процесі зведення фундаментів. Найпростіші розрахунки і вариантное конструювання фундаментів з урахуванням застосування різних матеріалів і способів їх укладання дозволяють знайти оптимальні рішення. При цьому фундамент стає не тільки надійним, але і більш економічним.
Навантаження, що передається фундаментом, викликає в основному напружений стан підстави і деформує його. Орієнтовна форма напруженої зони ґрунту основи зображена на рис.3.
Мал. 3. Формування напруженої зони грунту під підошвою фундаменту: N - навантаження від будівлі; N1 - глибина напруженої зони (залежить від ваги будівлі); N2 - ширина напруженої зони (в 4-6 разів ширше підошви фундаменту); 1 - підошва фундаменту.
Як видно з малюнка, глибина і ширина напруженої зони значно перевершує ширину підошви фундаменту. У міру поглиблення нижче підошви фундаменту область поширення напруг розширюється, але до певної межі, а її абсолютне значення зменшується. Наприклад, якщо напруга під підошвою фундаменту прийняти за одиницю, то на глибині, рівній ширині фундаменту, воно зменшується до 0,34 одиниці для фундаменту квадратного в плані і до 0,55 одиниці - для стрічкового фундаменту.
Перш ніж визначитися у виборі типу фундаментів для веранди, потрібно дізнатися загальний тиск на грунт, яке при певній опорній площі фундаменту не повинен перевищувати розрахунковий опір ґрунту. Навантаження, які діють на підставу фундаментів, складаються з декількох складових: ваги будівельних матеріалів, конструктивних особливостей міжповерхового і горищного перекриттів, виду покрівельного матеріалу, конструкції покрівлі, що впливає на снігове навантаження, експлуатаційних навантажень і т.д. Величина цих навантажень визначається питомою вагою матеріалів, які використовуються при будівництві будівлі. Загальне навантаження, що діє на 1м 2 підошви фундаменту, буде дорівнювати сумі навантажень від снігу, даху, горищного перекриття, зовнішніх огороджувальних конструкцій, статі зі встановленою на ньому меблями і самого фундаменту. Щоб уникнути помилки при розрахунку несучої здатності фундаменту, її приймають з певним запасом. На практиці, з огляду на можливі помилки при визначенні властивостей підстави, несучу здатність фундаментів приймають з 25-30% -ним запасом. Зменшення цього запасу призводить до ризику просадок фундаменту (особливо в перші роки експлуатації будівлі), а зайва страховка тягне за собою подорожчання будівництва.
Орієнтовну загальне навантаження можна обчислити за допомогою наведених таблиць 1, 2, 3, 4.
Таблиця 1. Питома вага 1 м 3 фундаменту
Черепиця гончарна при ухилі 45 '
Підсумувавши всі передбачувані навантаження і зіставивши їх з несучою здатністю грунту, неважко визначити площу підошви фундаменту для конкретного будинку.
При влаштуванні фундаментів на рухливих грунтах необхідно мати чітке уявлення про те, що будівництво легких будівель (якими є веранди) і введення їх в експлуатацію повинні здійснюватися за один будівельний сезон. Фундаменти, зведені в пучинистих грунтах і залишені на зимовий час без навантаження (без стін, перекриттів і даху), можуть деформуватися. Непередбачені деформації можуть виникнути і в тому випадку, коли побудована веранда в зимовий час не опалюється, а глибина закладення фундаменту була розрахована на тепловий режим опалювальної веранди.
Вплив теплового режиму будівлі на промерзання грунтів (т,) можна визначити по таблиці 5.
Таблиця 5. Вплив теплового режиму будівлі на промерзання грунтів
Тепловий режим будівлі і конструкції підлоги
Інші будівлі (я тому числа з неопалюваним підпіллям)
деформаційні шви
Якщо приймається рішення про зведення незалежного від основної будівлі фундаменту для веранди, тераси, ганку, то без деформаційного шва не обійтися. Призначення такого шва - компенсувати коливання фундаментів відносно один одного. Коливання можуть виникати з різних причин. Це і різниця в навантаженнях на ці фундаменти, в температурних режимах ґрунту під підошвами фундаментів, у вихідних матеріалах для самих конструкцій фундаментів і т.д. Різниця в опадах основного фундаменту будівлі і фундаменту веранди, тераси, ганку повинна бути в будь-якому випадку мінімальної. На рис. 4 показані три варіанти розрахункових глибин закладення прибудованих фундаментів. Глибина обох фундаментів може бути як однакової, так і відрізнятися по глибині залягання в ту або іншу сторону. У разі, якщо необхідно крім компенсації вертикальних зсувів фундаментів, забезпечити і їх горизонтальну стабільність, в конструкції прибудовується фундаменту передбачають шпунтові "зачепи", варіанти яких показані на рис. 5. При фактичну наявність різних глибин закладення і необхідності переходів підошви фундаменту від високих до низьких позначок, і навпаки, робити це треба уступами. Висота таких уступів повинна бути в межах 0,5-0,7 м, при довжині 1-1,2 м кожен. Збільшувати висоту уступів можна тільки в дуже щільних грунтах, але не більше 1 м.
- деформаційний шов;
- відмітка основного фундаменту;
- відмітка прибудовується фундаменту;
- шпунтова стінка (зацеп).
- фундамент;
- стінка;
- шов фундаменту;
- шов стіни;
- зазор для опади;
- шпуктовий "зачіп"