ткрыв гараж, он обнаружил свои «жигули» под самым перекрытием: всплыл погреб; машина, к счастью, не пострадала, остался запас в несколько сантиметров.
Технология возведения фундамента при близко расположенных фунтовых водах довольно сложная и индивидуальному застройщику вряд ли под силу. По периметру будущего дома роют траншеи глубиной ниже глубины заложения фундамента, в которые укладывают дренажную систему или воду откачивают насосами все время в период устройства фундаментов и подвалов. Если угроза затопления подвалов существует только от верховодки, достаточно дождаться теплого сухого периода года и в это время выполнить фундамент с полной гидроизоляцией. Дренаж в этом случае укладывают рядом с подошвой фундамента в траншеях, подготовленных под фундамент. Дренажную воду отводят по уклону местности или вниз до более низких водоносных слоев фунта.
Для защиты фундамента от ливневых потоков, скатывающихся с крыши, устраивают отмостку по периметру здания. Отмостку выполняют с уклоном от здания, отводя воду на 1–1,2 м от стен (рис. 4).
Рис. 4.Устройство отмосток:
1 — асфальт толщиной 30 мм; 2 — щебень; 3 — бортовой камень 4 — железнение (посыпка сырого бетонного основания сухим цементом с последующей затиркой); 5 — бетон; 6 — булыжный камень; 7 — мятая глина; 8 — дренирующий слой (булыжник, щебень, галька, крупнозернистый песок и т. п.); 9 — полиэтиленовая пленка; 10 — песчаный подстилающий слой или выровненный грунт
Отмостку делают ниже уровня горизонтальной гидроизоляции стен. В период таяния снег с отмостки, расположенный выше гидроизоляции, желательно счистить во избежание намокания стен. Отмостку лучше выполнить после завершения всех строительных работ. Советы, рекомендующие изготовлять отмостку сразу после возведения фундаментов и засыпки пазух, — бред. Грунт в пазухах фундамента редко кто трамбует, а если и трамбуют, этого недостаточно для полного уплотнения фунта. Отмостка, выполненная по таким пазухам, обязательно провалится и отслоится от стены, то есть эффект от нее будет нулевой. Лучше дать время фунту в пазухах естественно уплотниться, а для защиты фундамента от атмосферных осадков на протяжении 2–3 лет использовать вместо отмостки полиэтиленовую пленку, пригрузив ее фунтом. В Финляндии отмостка, выполненная из пленки, считается постоянной.
Температура
Россия — страна северная, поэтому при устройстве фундаментов приходится учитывать сезонное замерзание грунтов. Замерзшие грунты многократно увеличивают свою несущую способность. Поэтому в зонах вечной мерзлоты устраивают фундаменты на сваях, вмороженных в грунт.
Сезонное замерзание грунта не только увеличивает его несущие способности, но и увеличивает его объем. Дело в том, что вода, содержащаяся в грунте (а она там есть всегда), при замерзании увеличивается в объеме. Такое увеличение в объеме называется морозным пучением фунта. Чем больше в грунте связанной воды, тем больше он увеличивается в объеме. Например, в скальных породах мало воды, при замерзании она рвет породу, но объем при этом практически не увеличивается. Такие грунты называются непучинистыми. Пылевато-глинистые грунты содержат в себе большое количество воды и при замерзании заметно увеличиваются в объеме. Причем сила пучения достигает такой мощи, что способна приподнять даже очень тяжелые сооружения. По сути энергия пучения — это энергия атомных и молекулярных сил. А как мы знаем, энергия атома огромна.
К пучинистым грунтам относятся пылевато-глинистые грунты, пески пылеватые и мелкие, а также крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем, имеющие к началу замерзания влажность выше определенного уровня.
При весеннем оттаивании вода в пучинистых грунтах превращается изо льда в жидкость, и грунт проседает. Оттаивание грунта происходит сверху вниз, одновременно в грунт попадает поверхностная влага от таяния снега, а так как нижние слои еще не оттаяли, более верхние слои насыщаются избыточной влагой. Пучинистые фунты относятся к разряду коллоидных, то есть при насыщении водой они начинают разбухать и опять увеличиваются в объеме. Но несущая способность их при этом падает. После полного оттаивания грунта талая вода будет проникать до водоносных слоев и постепенно грунт приобретает свою естественную влажность, но при этом опять уменьшится в объеме. Можете себе представить, что будет происходить с фундаментом, расположенным на таких грунтах. Замерзание, оттаивание, насыщение водой, высыхание — все эти процессы переплетаются между собой по времени и сторонам света (с южной стороны оттаивание будет происходить быстрее, чем с северной стороны дома), а фундамент должен все это выдержать и не сломаться. Для облегчения работы фундамента его подошву размещают ниже глубины промерзания грунта. При такой глубине заложения фундамента исключается действие всех негативных сил на его подошву, то есть он будет равно устойчиво стоять на незамерзающем и нетронутом (естественного уплотнения) материке. Негативные силы теперь будут действовать на него только по касательной к боковой поверхности. Наиболее опасна сила (касательная) от морозного пучения, которая действует с одинаковой энергией по всем направлениям. Эта сила, скользя по поверхности стены фундамента вверх и вниз, способна разорвать фундамент. Во избежание этой неприятности пучинистый грунт при засыпке пазух лучше заменить на непучинистый, например, на крупнозернистый песок, а еще лучше на галечный или щебенистый без глинистых включений. При применении такого грунта и выполненной дренажной системы исключается повышение влажности грунта в зоне фундамента, а следовательно, и понижается его пучение. Иногда рекомендуют грунт пазух перемешать с непучинистым грунтом, что, конечно же, экономически более выгодно, так как уменьшается доля привозного грунта. Но ведь перемешивание предполагает его перелопачивание вручную или экскаватором.
Нормативная глубина промерзания фунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
Нормативную глубину промерзания грунтов для конкретного региона строительства допускается принимать по карте СНиПа (рис. 5), или она уточняется в районных строительных организациях, либо отделах архитектуры и землеустройства.
Рис. 5.Нормативная глубина промерзания грунта
Глубина промерзания непосредственно в зоне фундамента может значительно менять свое значение в зависимости от теплового режима здания (рис. 6).
Рис. 6. Схемы влияния отрицательных температур на глубину промерзания грунта в зависимости от режима отопления здания:
а — отапливаемое здание без подвала; б — отапливаемое здание с подвалом; в — здание без подвала с периодическим режимом отопления; г — отапливаемое здание без подвала с утепленной отмосткой (жесткий пенополистирол)
Изотерма нулевых температур может подниматься под влиянием положительных температур от отопления здания. Изотерму нулевых температур можно отодвинуть от подошвы фундамента посредством устройства утепленной отмостки. Чем шире и эффективней будет устроена отмостка, тем мельче можно будет выполнить фундамент.
Таким образом, суммируя все сказанное, фундамент должен иметь утепленную отмостку, гидроизоляцию и желательно дренажную систему. Тогда глубину его заложения можно будет уменьшить вдвое от нормативной. Разумеется, сие высказывание справедливо при точно выполненном тепловом расчете, о котором рассказывалось в предыдущих статьях («О коробке здания», «Крыши»), Толщина утеплителя при устройстве утепленной отмостки должна быть такой же, как при утеплении стен. Ширину отмостки нужно принять равной глубине промерзания для данного региона строительства. При глубине теплого подвала, равной глубине промерзания, утепленную отмостку выполнять не обязательно, но желательно. В этом случае ее можно сделать обычных размеров (около метра ширины). Она отодвинет изотерму нулевых температур, и картошка в подвале не замерзнет.
Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться: а) для наружных фундаментов — от уровня планировки грунта по таблице СНиПа; б) для внутренних фундаментов — только из конструктивных соображений. Глубина заложения фундаментов для домов с прерывным отоплением (эксплуатирующихся наездами) назначается по таблице СНиПа, как для наружных, так и для внутренних фундаментов.
Для того чтобы дом устойчиво стоял на основании грунта, давление от его веса не должно превышать расчетного сопротивления грунта. Например, фундамент на суглинке, имеющем расчетное сопротивление 2,5 кг/см2, не должен давить на грунт с большей силой, иначе произойдет необратимое смятие грунта и осадка дома.
Фундаменты, передающие нагрузки намного меньшие, чем расчетное сопротивление грунта, экономически невыгодны, так как нецелесообразное утолщение приводит к перерасходу материалов и утяжелению фундамента. Одним словом, фундамент должен быть ни узок, ни широк.
В малоэтажном строительстве используют в основном два вида фундаментов: ленточные и столбчатые. В слабых грунтах с низким сопротивлением грунта могут быть использованы висячие сваи или сваи-стойки. По способу погружения сваи подразделяются на забивные, вкручиваемые, буронабивные и др. Ни один из перечисленных видов свай, кроме буронабивных, не может быть использован самодеятельным застройщиком, так как предполагает дорогостоящее и в общем-то дефицитное оборудование. Даже винтовые сваи, которые выполняют из стальных труб, могут быть использованы тол