Свайные фундаменты
Основным элементами свайных фундаментов являются собственно сваи, оголовки и ростверки (рис.4.16). Сваи представляют собой железобетонные, бетонные и реже деревянные или металлические стержни, погруженные в грунт ударным или вибрационным способом, ввинчиванием, или бетонируемые на месте, в заранее пробуренных скважинах.
Рис.4.15. Сплошные фундаментные плиты: а – без ребер; б – ребрами вниз; в ребрами вверх; г – коробчатые; д – объем- ный фундамент, используемый в качестве гаража (г.Москва).
При проектировании свайных фундаментов необходимо знать следующие определения: - свайный куст — группа свай под отдельный фундамент; - свайный ростверк — несущий конструктивный элемент сооружения, передающий нагрузку от здания и сооружения на сваю или куст свай; - свайный ростверк высокий — ростверк, опирающийся только на сваи и не имеющий контакта с основанием; - свайный ростверк низкий — ростверк, опирающийся на сваи и имеющий контакт с основанием; - свая-колонна — свая, которая одновременно выполняет роль сваи и колонны. Сваи в зависимости от величины передаваемых на грунт основания нагрузок и механических свойств грунта могут располагаться в один, два ряда или в шахматном порядке (рис. 4.17). Расстояние между сваями должно быть не менее трех толщин (диаметров) свай. При передаче небольших нагрузок (для зданий средней этажности и малоэтажных зданий) расстояние между сваями принимают 1,5 - 1,8 м. Расстояние между сваями - оболочками и сваями сплошного сечения (для многоэтажных зданий) назначает не менее 1,0 м. Сваи
Рис. 4.16. Свайные фундаменты: а – план и разрезы; б – виды свай в зависимости от грунта – сваи-стойки. опирающиеся на прочный грунт, и висячие сваи, работающие на трении; в – элементы свайного фундамента: 1 – ростверк; 2 – оголовник; 3 – свая; г – виды свай: 1 – четыре забивные бетонные и железобетонные сваи – квадратные, Круглые, сплошные и пустотелые; 5,6 – набивные обычные и с уширенной пятой; 7,8 – камуфлетные; 9 – с шарнирно раскрывающимися упорами; 10 – призматическая свая; 11 – свая-оболочка (при диаметре сваи более 800 мм); 12 – свая в лидерной скважине; 13 – деревянная свая; 14 – винтовая свая; д – расстановка свай, свайные ряды, свайные кусты, свайное поле; е – вариант свайных фундаментов без ростверков и оголовков; 1- свая; 2 – оголовок; 3 – цокольная панель; 4 – перекрытия; 5 колонна; 6 – ригель.
располагают обязательно под всеми углами здания и в точках пересечения осей стен (рис.4.17). Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам свай укладывают ростверки. Ростверки выполняются монолитными или сборными. Монолитные ростверки предназначены для кирпичных и блочных зданий, сборные - для крупнопанельных. Ширину ростверка следует принимать не менее толщины стены, но не менее 300 мм, высоту - более 400 мм. В панельных домах с малым шагом поперечных стен и перекрытиями из панелей размером на комнату принимается наиболее экономичный
Рис.4.17. Расположение свай в плане: а – однорядное; б – шахматное; в – двухрядное; г – куст свай под колонну; 1 – свая; 2 – ростверк; 3 – бетонная или щебеночная подготовка; 4 – ростверк под колонну; 5 – колонна.
вариант конструкции - безростверковые свайные фундаменты. При этом роль продольных ростверков выполняют наружные цокольные панели, роль поперечных ростверков - поперечные стены в первом этаже, а панели перекрытия в уровне пола первого этажа опираются непосредственно на оголовники сваи (рис. 4.18). Верхняя часть, частично разрушенная при забивке свай, срезается и усиливается специальными сборными железобетонными оголовниками (рис. 4.19). Свайные фундаменты с многорядным расположением свай рекомендуется проектировать с ростверком (высотой 300-400 мм) из монолитного бетона. При двухрядном расположении свай можно применять сборный ростверк. По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи-стойки и защемлённые в грунте сваи (висячие сваи). К сваям-стойкам надлежит относить сваи всех видов, опирающиеся на малосжимаемые грунты, то есть крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней прочности или прочным, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации (Е), составляющем Е ³; 500 МПа. К защемлённым в грунте следует относить сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты
Рис.4.18. Свайные фундаменты панельных зданий: а – схема плана безростверкового фундамента; б – разрез; 1 и 2 – сборные оголовники; 3 – свая; 4 – панель перекрытия; 5 – наружная цокольная панель.
основания нижним концом и боковой поверхностью Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включительно следует подразделять согласно СТБ 1075: — по способу армирования — на сваи с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряжённые со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него; — по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения; — по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные, булавовидные);
Рис.4.19. Виды оголовников: а – оголовник (ОГ-1); б, в – объединенные оголовники (ОГ-2, ОГ-3).
— по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций); — по конструкции нижнего конца — на сваи с заостренным или плоским нижним концом. Забивные железобетонные сваи квадратного сечения без поперечного армирования рекомендуется применять при прорезке сваями песков средней плотности и рыхлых, супесей пластичной и текучей консистенции, суглинков и глин от тугопластичных до текучих, при условии, что сваи погружены в грунт на всю глубину или выступают над поверхностью грунта на высоту не более 2 м при их расположении внутри закрытого помещения. При необходимости прорезки других видов грунтов допустимость применения свай рассматриваемой конструкции устанавливается пробной забивкой. Опирание нижних концов свай без поперечного армирования (в том числе с центральным армированием) допускается на все виды грунтов (за исключением скальных, крупнообломочных, торфов, слабых грунтов типа илов, глинистых текучей консистенции и других сильносжимаемых грунтов) с учетом дополнительных указаний, приведенных в рабочих чертежах свай. Указанные сваи рекомендуется применять для фундаментов любых зданий и сооружений (за исключением мостов и портовых гидротехнических сооружений), когда они проходят по номенклатуре и параметрам свай, предусмотренным рабочими чертежами, удовлетворяют результатам расчета и грунтовым условиям строительной площадки. Не допускается применять такие сваи в пучинистых грунтах, если силы пучения превышают величину вертикальной вдавливающей нагрузки на сваю, а также при наличии выдергивающих и сейсмических (не более 4 баллов по шкале Рихтера) сил и при необходимости погружения их в грунт с помощью вибрации. Забивные сваи сплошного квадратного сечения с поперечным армированием и полые круглые сваи следует применять при любых сжимаемых грунтах, подлежащих прорезке, с опиранием нижних концов на грунты, за исключением сильносжимаемых (торфы, илы, глинистые грунты текучей консистенции). Они могут применяться для фундаментов любых зданий и сооружений и воспринимать вертикальные вдавливающие и выдергивающие, а также горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты. Полым круглым сваям следует отдавать предпочтение при слабых грунтах большой мощности и при больших горизонтальных нагрузках. При использовании предварительно напряженных свай любого типа, следует иметь в виду, что в случае необходимости обеспечения жесткого их сопряжения с плитой ростверка, а также при передаче на них растягивающих усилий, голова таких свай должна заделываться в плиту ростверка на величину, требуемую расчетом. Однако, предварительно напряженные сваи с продольной арматурой из высокопрочной проволоки и семипроволочных прядей позволяют снизить расход стали (в натуральном весе) до 50 % по сравнению со сваями с ненапрягаемой арматурой. Поэтому, в целях сокращения расхода стали, сваи с продольной арматурой без предварительного напряжения рекомендуется применять для фундаментов зданий и сооружений только в тех случаях, когда по грунтовым условиям или, исходя из передачи внешних нагрузок, не представляется возможным применить предварительно-напряженные сваи без поперечного армирования или предварительно напряженные сваи с поперечным армированием. Забивные пирамидальные железобетонные сваи могут быть двух видов: с большими и малыми углами конусности. Пирамидальные сваи с малыми углами конусности (с наклоном боковых граней 1—4°) рекомендуется применять в однородных по глубине грунтах, а также, когда сваями вынужденно прорезаются слои слабых грунтов и их нижний конец заглубляется в более прочные грунты. Такие сваи не рекомендуется применять в насыпных и лессовидных грунтах (без полной их прорезки), а также в пучинистых грунтах, если силы пучения превышают величину вертикальной вдавливающей нагрузки на сваю. Пирамидальные сваи с большими углами наклона боковых граней (4—14°) рекомендуется применять в песчаных и глинистых грунтах, в том числе для легких и средненагруженных зданий в просадочных грунтах I типа по просадочности. При пучинистых грунтах пирамидальные сваи с большими углами наклона граней в фундаментах должны целиком располагаться ниже уровня сезонного промерзания грунтов. Эти сваи не рекомендуется применять в набухающих грунтах, просадочных грунтах II типа по просадочности, а также, когда под концами свай залегают текучепластичные и текучие глинистые грунты или торфы. Пирамидальные сваи (при любом уклоне боковых граней) рекомендуется применять как защемленные при передаче на них преимущественно вертикальных вдавливающих нагрузок. Особенно эффективны они в ленточных фундаментах при однорядном и двухрядном расположении свай; допускается применять в кустах, но не более двух рядов свай (в шахматном порядке). Если присутствуют горизонтальные силы и моменты, то большая сторона поперечного сечения свай во всех случаях располагается в направлении действия наибольших моментов и горизонтальных сил. Железобетонные сваи следует проектировать из тяжелого бетона. Для забивных железобетонных свай с ненапрягаемой продольной арматурой, на которые отсутствуют государственные стандарты, необходимо предусматривать бетон класса не ниже В15, для забивных железобетонных свай с напрягаемой арматурой — не ниже В22.5. В случаях, когда по проекту предусматривается вынужденная пробивка сваями больших толщ песков, пропластков плотных песков, прослоек гравия или пластов твердых и полутвердых глинистых грунтов, из-за необходимости применения молотов с большой энергией удара, марка бетона свай по прочности на сжатие должна приниматься выше проектной, устанавливаемой рабочими чертежами типовых конструкций свай. Железобетонные ростверки свайных фундаментов для всех зданий и сооружений, кроме опор мостов, гидротехнических сооружений и больших переходов воздушных линий электропередач, следует проектировать из тяжелого бетона класса не ниже: — для сборных ростверков — В15; — для монолитных — В12.5. Бетон для замоноличивания железобетонных колонн в стаканах свайных ростверков, а также оголовков свай при сборных ленточных ростверках, следует предусматривать в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01, предъявляемыми к бетону для заделки стыков сборных конструкций, но не ниже класса В12.5. Деревянные сваи должны быть изготовлены из бревен хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты) диаметром 22—34 см и длиной 6,5 и 8,5 м, соответствующих требованиям ГОСТ 9463. Бревна для изготовления свай должны быть очищены от коры, наростов и сучьев. Естественная коничность (сбег) бревен сохраняется. Размеры поперечного сечения, длина и конструкция пакетных свай принимаются по результатам расчета и в соответствии с особенностями проектируемого объекта. Возможность применения для деревянных свай бревен длиной более 8,5 м допускается только по согласованию с предприятием-изготовителем свай. Стыки бревен или брусьев в стыкованных по длине деревянных сваях и в пакетных сваях осуществляются впритык с перекрытием металлическими накладками или патрубками. Стыки в пакетных сваях должны быть расположены вразбежку на расстоянии один от другого не менее 1,5 м. Классификация и технология устройства свай — в таблице 4.6.
Таблица 4.6 Классификация и технология устройства свай
Свайные фундаменты следует подразделять на фундаменты с высоким и низким ростверком, а сваи — на сваи-стойки и сваи, защемленные в грунте, жесткие и гибкие. К высоким ростверкам относятся конструкции, подошва которых, как правило, находится над поверхностью грунта, а сваи в верхней части имеют свободную длину и защемлены в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии, определяемом по формуле. Сваи-стойки передают нагрузку от сооружения нижним концом на практически несжимаемые грунты, при этом силы трения по боковой поверхности не учитываются. Сваи, защемленные в грунте, передают на него нагрузку нижним концом и боковой поверхностью. Сваи с глубиной заложения, м, нижнего конца сваи (h), равной восьми ее диаметрам (сторонам) (d), относятся к жестким, изгибом которых можно пренебречь. Сваи с глубиной заложения, м, нижнего конца сваи ( h ) равной от 9d до 40d относятся к сваям конечной жесткости, когда одновременно с жестким поворотом вокруг некоторой нулевой точки имеет место изгиб. Специальные фундаменты должны проектироваться с учетом передачи на основание внешней нагрузки нижней торцевой плоскостью и боковой поверхностью фундамента или его частями. Размеры скважин для специальных фундаментов следует назначать с минимальным количеством их типоразмеров. В проектной документации следует указывать основные данные по технологии работ, тип и параметры механизмов, продолжительность работ по устройству фундамента, расход материалов, контролируемые операции и т. п. Глубокие опоры следует проектировать длиной не менее 12 м, как правило, из тонкостенного сборного железобетона диаметром d >; 3 м (для колодцев и оболочек) и из монолитного железобетона диаметром d >; 1,2 м и с максимальным диаметром уширений для столбов d = 2,5 м. Целесообразность устройства полостей в монолитных столбах и заполнения сборных оболочек и колодцев бетоном устанавливается расчетом по прочности грунта основания и материала. Щелевые фундаменты применяются в маловлажных, как правило, связных прочных грунтах для сооружений любого назначения и изготавливаются бетонированием непротяженных ленточных траншей (щелей) длиной от 2 до 7 м различной конфигурации (прямоугольных коробчатых, профильных) или из прерывистых пространственных полей с линейным, групповым или концентрическим их расположением глубиной до 12 м, шириной от 400 до 1200 мм, выполненных штатным оборудованием без защиты глинистым раствором или обсадных труб. При соответствующем обосновании щелевые фундаменты допускается устраивать сборными из железобетонных элементов заводского изготовления или комбинированными в сборно-монолитном варианте с монолитной частью внизу и заглублением в нее верхней сборной части не менее, чем на 500 мм. Пространство между сборными элементами и грунтом следует заполнять тампонажным раствором. Фундаменты с анкерами (анкерные) применяются в случаях передачи на основание нагрузок с большими эксцентриситетами (обуславливающими частичный отрыв подошвы плитного фундамента) для восприятия выдергивающих усилий и уменьшения крена. При этом анкера являются основной частью конструкции фундамента. Фундаменты с анкерами, как правило, целесообразны в песках средней плотности или плотных и глинистых грунтах с показателем текучести il >; 0,5. В качестве анкеров рекомендуется применять сваи диаметром не менее 150 мм, длиной от 2 до 4 м — набивные и длиной от 3 до 6 м — заводского изготовления, которые следует жестко сопрягать с анкеруемым фундаментом. Анкеры в грунте (временные и постоянные) подразделяются на вертикальные, горизонтальные и наклонные; преднапряженные и ненапрягаемые, изготавливаемые бурением и инъекцией бетона (раствора) под защитой обсадных труб или глинистых суспензий, с уширениями ствола и корня; забивкой, задавливанием, завинчиванием, вибропогружением, с использованием струйной технологии. Вертикальные анкеры применяются для пригрузки и увеличения несущей способности оснований фундаментов, горизонтальные — для крепления и усиления стен котлованов, откосов, склонов, подземных сооружений и фундаментов. Проектное решение грунтовых анкеров должно регламентировать угол наклона, глубину заделки анкера, его длину, объем и форму корня анкера. Корни анкеров должны выполняться короткими (не по всей их длине), шаг анкеров следует назначать, по возможности, не менее 2 м. В водонасыщенных и моренных грунтах в бетонные смеси и инъекционные растворы следует вводить добавки, ускоряющие твердение, и пластификаторы для снижения водоцементного отношения. Фундаменты в полостях (котлованах) подразделяются на фундаменты в пробитых (выштампованных, вытрамбованных) и разбуренных скважинах. Эффективность применения того или иного типа фундаментов зависит от объема, стоимости, трудоемкости и расхода материалов. При устройстве под зданием подвала для его эксплуатации могут проектироваться такие элементы нулевого цикла, как специальные входы в подвал, а также световые приямки и загрузочные люки (рис.4.20).
Рис.4.20. Элементы нулевого цикла. а – световой приямок; б – загрузочный люк; в – отмостка длиной 500 -1000 мм; 1 – металлическая решетка; 2 – кирпичная стена; 3 – железобетонная плита; 4 – труба диаметром 50 мм; 5 – цементная стяжка; 6 – бетон; 7 – крышка люка; 8 – асфальт; 9 – щебень или шлак; 10 – бортовой камень.
4.5.4. Новые виды свайных фундаментов.
В последнее время в строительстве нашли широкое применение пирамидальные и призматические сваи. Однако пирамидальная свая имеет существенные недостатки: ее увеличенное поперечное сечение находится либо в насыпных, либо а верхних, менее плотных грунтах и из-за этого используется недостаточно эффективно; наклонные боковые грани ограничивают область ее применения; для ее погружения необходимо изготавливать новые оголовки, что значительно тормозит внедрение пирамидальных свай в строительное производство. Эти недостатки несвойственны призматической забивной свае, Поэтому возникла необходимость в разработке такой конструкции, которая бы совмещала положительные особенности пирамидальной и призматической забивных свай, то есть призмапирамидальной сваи (рис. 4.21). Такая свая имеет призматическую форму на высоту (глубину) промерзания грунта, а далее ее поперечное сечение уменьшается кострию - пирамидальная форма. Размер верхнего сечения позволяет опирать сборный ростверк или стеновую панель на верх сваи, погруженной до проектной отметки. Пирамидальная часть сваи при ее погружении уплотняет зону грунта, так как при этом происходит смещение частиц грунта наклонными боковыми гранями, которые заполняют его поры.
Рис. 4.21. Призмапирамидальная свая.
Но и призмапирамидальная свая имеет существенный недостаток, который заключается в необходимости разработки и изготовления опалубки для ее производства, что существенно сказывается на сроках налаживания производства и стоимости ее применения. На пути поиска более экономичных решений исследовались сваи с асимметричным пространственным и плоским каркасом. Применяемые забивные сваи армируются пространственным каркасом, который воспринимает нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации, при выемке сваи из опалубки и погрузочно-разгрузочных работах. 6 процессе эксплуатации свая, в основном, воспринимает действие вертикальных нагрузок, т.е. работает на сжатие. Так как бетон хорошо работает на сжатие, а арматура в этом случае не работает, то расход арматуры можно уменьшить. При выемке из опалубки и погрузочно-разгрузочных работах в свае возникают растягивающие напряжения, которые должны восприниматься арматурой. При этом в сжатой зоне сваи можно уменьшить диаметр стержней арматуры (рис. 4.22). Диаметр стержней для сжатой зоны принимают исходя из условий сварки при изготовлении пространственного каркаса и бетонирования изделия, т.е. по конструктивной необходимости. В связи с этим целесообразно каркас для армирования забивных железобетонных свай изготовлять плоским, а стержень, находящийся в растянутой зоне, принимать по расчету. Стержень, находящийся в сжатой зоне, располагают со стороны монтажных петель. При таком расположении плоского каркаса величина защитного слоя бетона со стороны боковых поверхностей по отношению к монтажным петлям равна половине толщины сваи, что делает армирование сваи е этом направлении наиболее защищенным (рис. 4.23). Такое армирование железобетонных свай позволяет уменьшить расход металла на 20% и более а сравнении с традиционным армированием.
Рис. 4.22. Свая с ассиметричным пространственным каркасом: 1 – стержни в сжатой зоне; 2 – стержни в растянутой зоне.
При этом армирование в виде плоского каркаса способствует продлению срока службы свай в условиях агрессивной среды (грунтах, насыщенных болотным газом, солями).
Рис. 4.23. Свая с ассиметричным плоским каркасом: 1 – стержень в сжатой зоне; 2 – стержень в растянутой зоне.
Использование призматрапецеидальной сваи позволяет устранить трудоемкие операции по срубке и удалению непогруженной ее части. Основная особенность конструкции заключается в том, что размеры верхнего сечения сваи приняты такими, что позволяют опереть на нее надземные конструкции стен и перекрытий. Тем самым устраняется еще одна операция по устройству оголовка или монтажу его в условиях строительства. Нижняя часть сваи — переменного сечения, которое уменьшается к острию, при этом две боковые грани - наклонные, а две другие - параллельные, что значительно упрощает их изготовление. Такие сваи были применены при строительстве производственного здания в г.Дмитрове Московской области. На пути улучшения конструкции забивной сваи была разработана, изготовлена и применена конструкция забивной сваи-капители, которая объединила увеличенную часть сваи- капители с ее стволом (рис. 4.24). При этом количество строительных операций при ее применении сократилось до двух: погружение забивной сваи-капители до проектной отметки и монтаж на нее надземных конструкций. Это способствовало резкому снижению трудозатрат и стоимости (рис.4.25), а также сроков возведения здания. При строительстве малоэтажных зданий наряду с рассмотренными выше конструкциями забивных свай можно рекомендовать к применению сваю с уступам (рис. 4.26).
Рис. 4.24. Свая-капитель. Рис. 4.25. Сравнение экономической эффективности от внедрения различного типа капителей .
Конструкция этой сваи представляет собой ствол переменного, уменьшающегося к острию сечения.
Рис. 4.26. Желе6зобетонная свая с уступами.
Наличие уступов по длине сваи, которых может быть два и более, при- водит к тому, что в процессе погружения нижний ствол сваи смещает частицы грунта в стороны от его боковой поверхности, а /ступ эти частицы смещает вниз. Такое действие погружаемой сваи приводит к двойному смещению частиц грунта и уплотнению его вокруг ствола сваи. В то же время опирание уступов происходит на дважды уплотненный грунт, что увеличивает несущую способность сваи. При этом расход бетона уменьшается на 10-12%, что говорите целесообразности внедрения ее в строительное производство. Рассмотренные конструкции забивных свай способствуют сокращению расхода цемента и арматуры при устройстве свайных фундаментов.
4.5.5. Эффективные фундаменты сельских усадебных домов.
При широком развертывании массового индивидуального строительства в Республики Беларусь весьма актуальным являются вопросы совершенствования технологии и повышения экономичности возведения сельских жилых домов. Переход к массовому строительству на селе усадебных домов, к сожалению, пока осуществляется без достаточной технической и организационной подготовки производства и строительства, его высокая стоимость, трудоемкость, материалоемкость, особенно по сравнению с удельными показателями городских секционных домов, вызывают беспокойство и требуют принятия необходимых мер по снижению затрат. В проектах усадебных домов наиболее часто встречаются следующие нерациональные решения: - завышение общей площади по сравнению с нормами; - необоснованное проектирование подвалов; - применение ленточных фундаментов из сборных железобетонных плит и бетонных блоков вместо столбчатых; - применение массовых ограждающих конструкций с низким коэффициентом сопротивления теплоотдаче; - применение тяжелых железобетонных плит чердачного перекрытия и железобетонных перегородок; - низкая технологичность большинства проектных решений; превышение нормативных расходов основных строительных материалов В настоящее время проводится работа по снижению стоимости строительства по следующим основным направлениям: - совершенствование конструктивных проектных решений; - использование в строительстве усадебных домов крупнопанельного домостроения; - строительство домов из монолитного бетона и др. Основная часть стоимости сельского жилого дома приходится на материалы, поэтому важнейшим направлением сокращения ее является применение эффективных материалов и конструкций. Внедрение 1 куб.м эффективных фундаментов взамен традиционных ленточных и столбчатых с глубиной заложения 1,5 – 2 м и более позволяет сэкономить порядка 0,1 т цемента, сократить объем земляных работ на 3 куб.м, снизить трудоемкость на 0,7-1 чел.-дней. Значительные резервы сокращения себестоимости заложены в рациональном расположении в плане веранды, террасы, подвала и гаража, которое позволяет снизить благодаря уменьшению площади наружных стен. Например, при блокировании хозяйственных построек за счет уменьшения размеров фундаментов и количества стен затраты на одну такую постройку снижаются. Замена подвала под домом непосредственной укладкой пола по грунту снижает сметную стоимость более чем на 20%. Устройство подвала под частью дома, площадь которой рана 20% площади первого этажа, повышает стоимость дома на 7%, а сооружение подвального этажа по всем усадебным домом – на 29%. Например, при наличии подвала под частью здания площадью до 20 кв.м теплопатери возрастают на 4-5%, поэтому подвал лучше устраивать в надворных постройках. Выбор рационального типа фундаментов достаточно сложен в связи с многообразием конструктивных решений. Расчеты показывают, что самым неэкономичным типом фундаментов является ленточный фундамент из сборных бетонных блоков. Этот тип фундамента сегодня уже не отвечает требованиям экономичного индустриального строительства. В обычных грунтовых условиях при глубине заложения 1,2 – 1,8 м (2-3 ряда блоков) стоимость сборных ленточных фундаментов одноэтажных зданий составляет 25-30%, а в сложных геологических условиях и в регионах с продолжительным зимним периодом – до 40-50% стоимости здания. Фундаменты из монолитного бетона, столбчатые, свайные и в вытрамбованных котлованах обходятся дешевле и требуют меньше трудозатрат и материалов при соответствующей технологии производства работ с использованием специальной оснастки и оборудования. Экономичным и достаточно надежным решением являются мелкозаглубленные фундаменты (рис.4.27). Здесь заложены значительные резервы снижения стоимости строительства, расход бетона снижается на 50-80%, трудозатраты – на 40-70%. Фундаменты из деревянных столбов устраивают под стенами одноэтажных домов и в том случае, когда прочный грунт залегает набольшой глубине (рис. 4.28). В качестве материала используют комлевую сосновую или дубовую сухую древесину. Диаметр столбов 22 см и более, длина на 30-50 см больше глубины погружения в грунт, Древесину обязательно следует антисептировать — обмазать битумом или обжечь на глубину 2-3 см.
Рис. 4.27. Мелкозаглубленный фундамент: 1 – песок; 2 – гидроизоляция; 3 – бетонный блок.
Столбы заглубляют в грунт не менее чем на 125 см и устанавливают по всему периметру дома на расстоянии 1-2м один от другого. Под каждым углом обязательно должен быть поставлен угловой столб с шипом на верхнем конце, в который входят гнезда нижних бревен окладного венца. Дляуменьшения давления на грунт под столбы подкладывают большие плоские камни или обрезки пластин (лежни). Часто вместо одного лежня делают крест из двух или укладывают на двойных лежнях, которые крепят к столбу специальными подкосами. Установив столбы, ямы засыпают слоями грунта от 15 до 30 см и тщательно их утрамбовывают.
Рис.4.28. Варианты свайных фундаментов: а – деревянные; б – ступенчатые с бетонным столбом; в – со стаканом и железобетонным столбом; 1 – песчаная подушка; 2,3 – двойные деревянные лежни (делают крестом и на одной лежне); 4 стол («стул»); 5 – бутовая кладка; 6 – плита-пятка; 7 – бетонный столб: 8 – железобетонный стакан.
Каменные столбы располагают на расстоянии 1-2 модин от; другого, но обязательно под каждым углом дома, под несущими простенками и в местах пересечений стен. Поперечное сечение бутовых столбов должно быть не менее 60x60 см, кирпичных 51 х51 см, бетонных и бутобетонных 40x40 см: железобетонных 25x25 см (рис. 4.29).
Рис.4.29. Варианты столбчатых и каменных и бутобетонных фундаментов: а– бутовый; б – кирпичный по бетону; в – кирпичный; г – кирпичный по буту; 1 – песчаная подушка; 2 – бутовый камень; 3 – слой цементного раствора; 4 – гидроизоляция (толь или рубероид); 5 – стена; 6 – бутобетонный камень; 7 – кирпичная кладка; 8 – деревянная подкладка; 9 – деревянная стена (сруб).
При слабых грунтах фундаментные столбы для повышения несущей способности уширяют в нижней части путем устройства уступов. Отношение высоты уступа к его ширине должно быть не менее 1,25-2 (в зависимости от марки раствора или бетона и от давления столбов на грунт). Высота уступов принимается не менее чем в два ряда кладки. Под деревянные здания могут применяться и готовые железобетонные изделия заводского изготовления, которые должны опираться на каменную или железобетонную подушку. При устройстве столбов из бутобетона с кирпичом их нижняя часть до самого уровня земли выполняется из бутобетона, а остальная из кирпичной кладки с |тщательной перевязкой швов. Столбы выкладываются в два кирпича также с тщательной перевязкой швов. В пролетах между столбами для поддержания стен здания делаются рандбалки или фундаментные балки (рис. 4.30): при пролетах не более 2,5 м — из рядовой или армированной кирпичной кладки, при пролетах до 4м — из железобетона. Если пролет превышает 4 м, то применяют готовые железобетонные балки или их устраивают на столбах с предварительной установкой опалубки из специально изготовленной арматуры. Под кирпичную кладку арматуру в рандбалке следует класть не отдельными прутками, а связывать их поперек кусками проволоки через 20-25 см в виде лесенки.
Рис.4.30. Принципиальная схема сопряжения кирпичной кладки цокольной части стены по деревянной балке и бутовым столбам фундамента: 1 – деревянная стена (сруб); 2 – оштукатуренная часть кирпичной стены; 3 – вентиляционное отверстие; 4 – кирпичная перемычка; 5 – деревянная балка; 6 - бутовый столб; 7 – гидроизоляция.
При укладке арматуры в опалубку она должна быть поднята на 2 см от днища и вся находиться в растворе, не выступая из него. Под рандбалкой оставляется зазор 5-7 см, а в пучинистых грунтах устраивается песчаная подушка высотой 50-60 см. Зазор необходим для того, чтобы песчаная подушка, постепенно уплотняясь, не мешала нормальной осадкестен здания, которую, как правило, нельзя избежать. У деревянных домов и фундаментов на каменных столбах и кирпичном цоколе пролеты между столбами следует перекрывать деревянной рандбалкой из бревен диаметром 20-25 см. Концы балок следует опирать на столбы на 20-25 см, а сами балки обернуть рубероидом или толем в два-три слоя. Каменные столбы в цокольной части соединяются между собой кирпичной или деревянной стенкой (так называемой «забиркой»), необходимой для ограждения подполья и его утепления. В столбах устраиваются пазы глубиной не менее 5 см и шириной от 5 до 10 см. Цоколь изготавливают из водостойкого и теплоизолирующего материалов — бревен, коротышей, пластин и др. Забирки можно делать из дерна типа завалинки, из бута — толщиной не менее 40 см, кирпичные — в один или полкирпича. В цокольной части стены для вентиляции подполья оставляют отверстия — окошки-продухи (по два-три в зависимости от длины стены дома) на двух противоположных сторонах здания. Эти отверстия з
|
