Вибір ефективних способів зниження впливу сил морозного здимання грунтів на деформацію будівлі залишається складним завданням малоповерхового будівництва.
Відомі три принципових способу конструювання фундаменту для зниження впливу сил морозного пученія грунту на будівлю:
- Заглиблений фундамент - закладення підошви фундаменту на глибину промерзання грунту.
- Застосування дрібно заглибленого фундаменту зі збільшеною жорсткістю на вигин - фундаменту і надфундаментних конструкцій, пристосованих до нерівномірних деформацій підстави.
- Використання теплоізольованого фундаменту мілкого закладення (ТФМЗ). Утеплення фундаменту і грунту навколо з метою виключити промерзання грунту і дію сил морозного пученія на фундамент.
Стрічковий заглиблений фундамент із закладенням на глибину промерзання
Закладення підошви стрічкового фундаменту на глибину промерзання не завжди захищає від деформацій легкі малоповерхові будівлі. Такі фундаменти мають розвинену бічну поверхню, по якій діють великі за значенням дотичні сили обдимання. Ці сили прагнуть взимку виштовхнути фундамент і будівля вгору.
Навантаження від ваги будівлі на 1 пог.м стрічкових фундаментів в одно-, двоповерхових будинках не перевищують величини 40 ... 120 кН. Невеликі навантаження на фундаменти зумовлюють підвищену їх чутливість до сил морозного обдимання.
Знаходяться в рухливих грунтах стрічкові фундаменти малоповерхових будинків часто піддаються випучіванію. якщо діючі на них навантаження від ваги будівлі не врівноважують сили обдимання.
Стрічкові фундаменти на глибину промерзання - це матеріаломісткі і дорогі фундаменти, до того ж, не забезпечують надійну експлуатацію малоповерхових будівель, побудованих па пучинистих грунтах.
Витрати на пристрій таких фундаментів складають занадто велику питому вагу в загальній вартості будівництва будинку.
Стрічкові фундаменти із закладенням підошви на глибину промерзання грунту рекомендується застосовувати тільки для приватних будинків з підвалом.
Пальові і стовпчасті заглиблені фундаменти
Фундаменти із закладенням на глибину промерзання для приватного будинку можуть бути рекомендовані в пальовій конструктивному виконанні або у вигляді стовпчастих фундаментів - з ростверком, на який спираються стіни. Як паль для малоповерхових будинків найчастіше застосовують буронабивні палі або їх різновид - фундамент ТІСЕ, а також гвинтові палі.
Такі фундаменти мають, в порівнянні з стрічковими, меншу площу бічної поверхні і витрата матеріалів. Але і опорна поверхня підошви таких фундаментів також невелика, що обмежує їх застосування порівняно легкими будівлями на міцних грунтах.
Конструкція пальових фундаментів передбачає пристрій будинку з холодним цоколем - простором між землею і нижнім поверхом. Підлога першого поверху доводиться робити по цокольному перекриттю. Пристрій жорсткого перекриття над цоколем, замість підлог по грунту, здорожує будівництво.
Залізобетонний ростверк на палях складніше і дорожче,
ніж дрібно заглиблений стрічковий фундамент.
Крім того, пристрій потужного монолітного залізобетонного ростверку робить пальові фундаменти складніше в пристрої і дорожче, ніж дрібно заглиблені стрічкові фундаменти.
Погляньте на фото фундаменту з ростверком. Адже це той же дрібно заглиблений фундамент з стирчать знизу ногами паль, і навіщо то піднятий над грунтом.
Найчастіше вибір такого фундаменту нічим не обгрунтований, крім страхів «економних» забудовників, які не користуються послугами професійних проектувальників, і пропаганди виробників бурів ТІБЕ і їх послідовників на форумах і сусідніх ділянках.
Пальові фундаменти в приватному житловому будівництві вигідно застосовувати тільки для тих конструкцій, де не потрібний пристрій дорогого ростверку (наприклад, для дерев'яних або каркасних будинків з холодним цоколем), або при наявності особливо складних ґрунтових умов.
Мелкозаглубленний фундамент підвищеної жорсткості
Фундамент стрічковий мелкозаглубленний
для приватного будинку на сильно рухливих грунтах.
1 - монолітний бетон; 3 - протівопучіністая песчано-
гравійна подушка; 4 - арматурний каркас; 7 - гідро-
ізоляція.
Більш ефективним шляхом вирішення проблеми будівництва малоповерхових будівель на пучинистих грунтах є застосування мелкозаглубленних фундаментів, пристосованих до нерівномірних деформацій підстави.
По конструкції такі фундаменти можуть бути:
- стрічковими
- У вигляді фундаменту-плити
- А в деяких випадках і столбчатимі з ростверком.
Основний принцип конструювання мелкозаглубленних фундаментів на рухливих грунтах полягає в тому, що, наприклад, стрічкові фундаменти всіх стін приватного будинку об'єднуються в єдину систему і утворюють досить жорстку горизонтальну раму. перерозподіляються нерівномірні деформації підстави.
Застосування мелкозаглубленних фундаментів базується на принципово новому підході до їх проектування, в основу якого закладено розрахунок підстав за деформаціями обдимання. При цьому допускаються деформації фундаменту, в тому числі нерівномірні. проте вони повинні бути менше граничних, які залежать від конструктивних особливостей будівлі.
При розрахунку основ за деформаціями обдимання враховуються пучіністие властивості грунту. передане на нього тиск, а також жорсткість фундаменту і надфундаментних конструкцій на вигин.
Надфундаментной конструкції (стіни, перекриття) розглядаються не тільки як джерело навантажень на фундаменти, але і як активний елемент, який бере участь у спільній роботі фундаменту з основою.
Використання і облік в розрахунках понять жорсткість-гнучкість силового каркаса будинку дозволяє значно зменшити глибину стрічкового фундаменту для невеликих будинків. Використання малозаглиблених стрічкових фундаментів дозволяє на 30-80% знизити витрати на зведення фундаментів.
Такі фундаменти вимагають точного обліку властивостей грунту, пред'являють підвищені вимоги до міцності елементів будівлі, правильному вибору конструктивних рішень і якості будівельних робіт.
Є серйозні теоретичні обгрунтування і велика успішна практика будівництва малоповерхових будівель з будь-яких матеріалів на даних фундаментах. При цьому, наявний деякий негативний досвід використання мало заглиблених фундаментів, при експертному вивченні показує, що основною причиною таких негативних ситуацій є помилки при проектуванні і будівництві будівель.
Необхідною умовою використання даного типу фундаменту в конкретному випадку є готовність і здатність Замовника провести якісні роботи з досліджень, проектування та будівництва.
Застосування таких фундаментів безумовно виправдане для дерев'яних (рублених, брусових) або каркасних будинків, стіни яких краще переносять деформації.
Теплоізольований утеплений фундамент мілкого закладення (ТФМЗ)
Слід враховувати, що ступінь морозного пученія грунту. міцність елементів будівлі може з часом змінюватися. Це створює постійний ризик для будівель, побудованих на фундаментах, описаних вище.
Сучасним способом вирішення проблеми морозного обдимання для приватного будинку, є застосування теплоізольованого фундаменту мілкого закладення (ТФМЗ).
Теплоізолювати можна будь-які конструкції фундаментів. Для цього утеплюють шаром теплоізоляції сам фундамент, а також грунт під і навколо фундаменту.
Рис.1. Схема укладання теплоізоляції в фундаментах опалювальних будівель.
1 - фундамент; 2 - стіна; 3 - стать; 4,5 - теплоізоляція горізонтальнаяівертікальная; 6 - защітноепокритіе; 7 - песчанаяподготовка; 8 - вимощення; 9 - ПГС; 10 - дренаж; 11 - теплоізоляція підлоги.
Теплоізоляція фундаменту запобігає промерзання грунту поблизу фундаменту, що дозволяє не брати до уваги вплив сил морозного пученія на будівлю.
Використання для утеплення фундаменту сучасних теплоізолюючих матеріалів робить цей спосіб економічно більш ефективним, що дозволяє спростити і здешевити конструкцію будівлі, уникнути ризиків, пов'язаних з помилками в проектуванні і будівництві, зі зміною властивостей грунту і міцності будинку в процесі експлуатації.
Теплозащіщенность дрібно заглиблений утеплений фундамент
Заслуговують на увагу, особливо в районах з суворою зимою, теплозащіщенность дрібно заглиблені фундаменти, що використовують обидва принципи компенсації морозного пученія грунту - підвищену жорсткість і утеплення фундаменту.
Теплоізоляція такого фундаменту виконується в полегшеному варіанті. що дозволяє лише зменшити глибину промерзання під підошвою фундаменту, а отже, і силу пучения, що діє на фундамент.
Розрахунки і практика показують, що пристрій тільки вертикального шару теплоізоляції на всю висоту фундаменту і цоколя, від підошви фундаменту до зовнішніх стін будинку, здатне значно скоротити глибину промерзання грунту під підставою фундаменту.
Така комбінація дозволяє, з одного боку, зменшити розміри теплоізоляційної спідниці фундаменту, а з іншого, полегшити конструкцію фундаменту підвищеної жорсткості, в порівнянні з вихідним варіантом без теплоізоляції.
Фундамент - плита, плитний фундамент
Стіни будинку спираються на плиту фундаменту
Фундамент у вигляді монолітної залізобетонної плити під всією площею будинку - ще один варіант дрібно заглибленого фундаменту.
Велика площа опори дозволяє значно зменшити питомі навантаження на грунт. Посилене армування і велика витрата бетону роблять плитний фундамент найдорожчим в приватному житловому будівництві.
Фундамент - плиту для приватного будинку, через його високу вартість, доцільно застосовувати при слабкій несучої здатності грунту на ділянці.
Плитний фундамент, так само, як інші типи фундаментів, для захисту від морозного пученія грунту може бути виконаний з пристроєм теплоізоляції або без неї.
Стіни будинку спираються на дрібно заглиблений стрічковий фундамент
з монолітною плитою підвісної підлоги по ґрунті.
Слід розрізняти плитний фундамент і дрібно заглиблений монолітний стрічковий фундамент з підвісними статями по грунту.
В останньому випадку заливають монолітний залізобетонний стрічковий фундамент і монолітну залізобетонну плиту підлоги по ґрунті.
У цьому варіанті монолітна залізобетонна плита статі не бере участі в передачі навантаження від ваги будівлі на грунт. а виконує роль плити перекриття і повинна розраховуватися на нормативне навантаження перекриттів, мати відповідну міцність і армування.
Грунт фактично тут використовується тільки як тимчасова опалубка для улаштування залізобетонної плити перекриття. Таку конструкцію часто називають «підвісний підлогу по грунту».
Стрічковий фундамент з монолітною плитою підвісного статі часто помилково вважають плитним фундаментом з ребрами жорсткості. Конструкції дійсно схожі, але є істотна різниця в деталях - армування, розмірах.
У всіх випадках при влаштуванні фундаментів необхідно передбачати водозахисні заходи, спрямовані на зниження деформацій пученія грунту - забезпечують зменшення вологості грунту, зниження рівня підземних вод. відведення поверхневих вод від будинку за допомогою пристрою вертикального планування, дренажних споруд, водозбірних канав, лотків, траншів і т.п.
Мало заглиблені фундаменти слід з обережністю застосовувати для будинків на крутих схилах і укосах. Для мало заглиблених фундаментів досить велика небезпека зсуву (зісковзування) через практично повністю відсутнього защемлення в грунті.
Як бачимо, вибір принципової конструкції і розрахунок фундаменту складна і відповідальна задача. Підсумкові результати перш за все залежать від достовірної оцінки грунтів в основі будівлі, які без вишукувань отримати досить складно. Ціна помилки може бути дуже веліка.Самостоятельний вибір фундаменту можна рекомендувати для допоміжних, господарських будівель і невеликих садових будиночків.
Проектування фундаменту для будівництва будинку розумніше замовити фахівцям.
Вибери тип фундаменту для свого будинку -
Який фундамент вибрали Ви? Голосуйте!
Дізнайтеся, що вибрали інші.
Дивитися! - всі опитування