ния под фундамент. Более высокие подсыпки должны быть рассчитаны грамотным специалистом и уплотнены механическими трамбовками. Поверьте на слово, просто я видел, как трещат потом дома, выполненные на «экономном» фундаменте. При переборе грунта в котловане при его разработке экскаватором ямы заливают «тощим» бетоном или весь фундамент углубляют до нетронутого грунта. Засыпка ям более одного метра длины песком впоследствии может обернуться потерей уже отстроенного дома в результате трещин.
Естественные грунты делятся на крупнообломочные, песчаные и пылевато-глинистые. Для определения вида напластований грунтов на конкретной строительной площадке должны. быть произведены геологические изыскания, при которых бурят скважины и отбирают пробы фунтов, после чего в лабораториях определяют несущую способность данных грунтов. При невозможности исполнения геологических изысканий специализированными лабораториями читателю придется выполнить эту работу самому, хотя бы на самом примитивном уровне. На месте будущего дома роют шурфы и определяют состав грунта на уровне подошвы фундамента, но проще всего обратиться в районные отделы архитектуры и землеустройства, где должны знать состав фунтов. Россия — страна хоть и мало, но все же заселенная и наверняка где-нибудь неподалеку от вашей стройплощадки возводились государственные сооружения, на которых производилась геологическая разведка. Расчетные сопротивления фунтов сжатию по первому предельному состоянию приведены в нижеследующих таблицах.
Расчетное сопротивление R0 крупнообломочных грунтов
Крупкообломочные фунты ∙ Значение R0, кг/см2
Галечниковые (шебенистые) с заполнителем:
— песчаным ∙ 6
— пылевато-глинистым ∙ 4
Гравийные (дресвяные) с заполнителем:
— песчаным ∙ 5
— пылевато-глинистым ∙ 3,5
Расчетное сопротивление R0 песчаных грунтов
Пески ∙ Значение R0, кг/см2
Крупные (фракция до 5 мм) ∙ 5
Средней крупности (1–2 мм) ∙ 4
Мелкие (0,14-1 мм):
— мало влажные ∙ 3
— влажные и насыщенные водой ∙ 2
Пылеватые (0,05-0,14 мм):
— маловлажные ∙ 2,5
— влажные ∙ 1,5
— насыщенные водой ∙ 1
Примечания. Таблица применяется, если содержание в насыпи органических веществ не превышает 10 %. Для неслежавшихся отвалов и свалок грунта значение R0 принимается с коэффициентом 0,8.
При проведении геологических изысканий непосредственно застройщиком может возникнуть вопрос: в чем различие между пылевато-глинистыми грунтами? Чем отличается супесь от суглинка?
Проводится простой тест. Небольшую порцию грунта обильно смачиваем водой. Затем из полученной массы между ладоней рук скатываем жгут. При загибании жгута в кольцо оно из супеси рассыпается на мелкие фрагменты, из суглинка — на две-фи части, из глины — остается целым. Коэффициент пористости определяется так же просто. Из тестируемого грунта вырезают кубик размерами 10х10х10 см и взвешивают. Таким образом мы узнаем объемную массу грунта в естественном состоянии. Затем этот грунт измельчаем и уплотняем. Так мы удаляем из кубика воздушные поры, у полученной массы измеряем объем, то есть мы находим объемную массу грунта без пор. Коэффициент пористости определяется по формуле:
е = 1 — γ0/γ.
γ0 = G /V0; γ = G/ V1
где:
γ, γ0 — объемный вес грунта в уплотненном (γ) и естественном (γ0) состоянии;
G — вес единицы объема фунта;
V0, V1 — объем грунта в естественном (V0) и уплотненном состоянии (V1).
При вырезании кубика из фунта он может рассыпаться. Ну и что, объем известен, нам нужен только вес. Объем грунта без пор можно определить мерным стаканом.
Показатель текучести определяют более сложно, и читателю его не выполнить. Можно подсказать такой критерий: при нулевой текучести лопата в глину почти не лезет, при текучести 1 глина прилипает к лопате намертво.
Определение других грунтов, представленных в таблицах, не составляет труда. При любых сомнениях в определении вида грунта нужно принимать значение расчетного сопротивления грунта сжатию в сторону уменьшения, то есть лучше перестраховаться и сделать подошву фундамента немного шире, чем нужно.
При встрече на участке строительства биогенных (торфяников и пр.), засоленных, набухающих, либо просто непонятных для вас фунтов необходимо приостановить строительство и пригласить специалистов, так как фундаменты на таких фунтах нуждаются в качественном расчете, и риск здесь будет неуместен.
Грунтовые воды
Геологические напластования земной коры неоднородны по своему составу и плотности. Практически в любом месте земной суши имеются более рыхлые водоносные слои. Высотная отметка, показывающая верхний постоянно заполненный водой слой, называется уровнем грунтовых вод. Над уровнем грунтовых вод могут находиться еще и другие водоносные слои, но они заполняются водой периодически из-за дождей или таянья снега. Уровень этого слоя, да и саму периодически появляющуюся воду называют верховодкой. Грунтовая вода почти никогда не за-
Грунты обладают пористой структурой; грунтовые воды, поднимаясь по капиллярам, смачивают грунт и находящийся на нем фундамент. Фундаменты хотя и выполнены из более плотных материалов, также обладают порами и закачивают воду в себя, передавая ее вверх к цоколю и стенам. В период таяния снега и во время дождей влага насыщает грунт еще и сверху. Таким образом, фундамент всегда находится в увлажненном состоянии. Для того чтобы защитить стены от намокания, по верху фундамента укладывают слой гидроизоляции из двух слоев рубероида или толя, перекрывая тем самым капиллярный подъем воды (инфильтрацию воды). Тело фундамента частично защищают от намокания, покрывая его стенки битумной мастикой, тем самым закрывая поры фундамента (рис. 2).
Рис. 2.Гидроизоляция фундаментов:
а — при уровне грунтовых вод ниже подошвы фундамента, б, в, г — то же, выше подошвы фундамента; 1 — выравнивающая цементная стяжка; 2 — оклеечная гидроизоляция из двух слоев рубероида; 3 — выравнивающая затирка цементным раствором; 4 — окраска горячим битумом за два раза; 5 — стенка из полнотелого красного кирпича на цементном растворе толщиной 120 мм на всю высоту оклеечной гидроизоляции; 6 — конструкция пола подвала; 7 — выравнивающая цементная стяжка; 8 — бетонная подготовка — 100 мм; 9 — щебеночная или песчаная подготовка; 10 — жирная глина 200–300 мм; 11 — пригружающий бетонный слой; 12 — пригружающая железобетонная плита; 13 — заполнение битумом деформационного шва; 14 — на рулонной гидроизоляции устраивается небольшая петля, которая позволяет оставаться гидроизоляции целой при деформациях конструкции пола или фундамента мерзает, ее уровень колеблется незначительно. Даже в засушливое лето грунтовая вода редко уходит из своего горизонта (вы видели когда-нибудь, чтобы пересыхали колодцы? Я — нет).
При близко расположенном уровне грунтовых вод к поверхности земли или при значительных объемах верховодки фундамент может быть расположен в водоносных горизонтах. В таком случае выполняют полную гидроизоляцию фундамента, оклеивая его гидроизолом со всех сторон. Гидроизоляцию в полах подвалов выполняют по бетонной подготовке пригружая ее сверху еще одним слоем бетона. Гидроизоляцию по стенам фундамента во избежание ее отслаивания защищают кирпичной стенкой толщиной в полкирпича. Используют только красный, хорошо обожженный кирпич.
Уровень фунтовых вод легко определить, заглянув в окрестные колодцы или расспросив старожилов. Они, как правило, знают, на какой глубине находится вода, пресная она или соленая и как часто затапливает погреба верховодкой. Следует отметить, что наличие на небольшой глубине горизонтов с соленой водой указывает на наличие засоленных фунтов. А это означает повышенную агрессивность к материалам фундамента, снижение со временем прочностных характеристик грунта и повышение вероятности осадок фундамента. При близко расположенных соленых грунтовых водах нужно делать специальный расчет фундамента.
При значительных объемах верховодки и регулярных подтоплениях подвалов вокруг здания необходимо выполнять дренажную систему (рис. 3), а по поверхности грунта — водоотводные канавы. Впрочем, дренажная система не помогает и во всех остальных случаях — фундамент будет находиться в более комфортных условиях.
Рис. 3.Схема дренажа фундаментов:
1 — дренирующий грунт; 2 — горизонтальные трубы дренажа (устраиваются по всему периметру здания с уклоном в сторону отвода воды); 3 — вертикальные трубы дренажа (опускаются до нижних дренирующих слоев напластований грунта); 4 — щебень.
Примечание. Диаметр дренирующих труб должен быть определен по расчету, так как излишнее осушение грунта приводит к вымыванию из его состава минеральных веществ и изменению несущей способности. Либо это обстоятельство должно быть учтено при определении несущей способности грунта на стадии расчета размеров фундаментной подушки
При проектировании фундаментов с подвалами, находящимися ниже уровня грунтовых вод, следует учитывать, что глухая гидроизоляция превращает подвал в небольшой корабль, и при значительном подпоре грунтовых вод и верховодки на подвал будет действовать выталкивающая сила. Большое водоизмещение подвала и незначительная масса дома могут привести к «всплыванию» дома. Однажды я видел, как всплыл погреб в гараже, целиком сваренный из стальных листов. После долгой и снежной зимы, а затем быстрой и бурной весны хозяин решил прокатиться на своем железном коне. О