У даній статті буде детально розглянуто пристрій фундаменту на пучинистих грунтах. Ви дізнаєтеся особливості даного виду грунту, способи зменшення її негативного впливу, а також відповідні для неї типи підстав - фундамент ТІСЕ, плитний і стрічковий фундамент.
Загальна інформація Існують певні види проблемних грунтів, які чинять на фундаменти, що зводяться на них, негативний зовнішній вплив, внаслідок чого до основ висуваються додаткові вимоги щодо міцності й надійності. Один з таких видів - пучиністий грунт.
Пучіння грунту - це властивість грунту до збільшення своїх обсягів, яке проявляється виключно в холодну пору року, внаслідок замерзання великої кількості води всередині грунту. Вода, якою просякнута грунт, перетворюючись на лід, збільшує свою об'ємну частину, що неминуче провокує деформацію грунту. Пученіє властиво не всім видам грунту, а тільки тим, в яких міститься велика кількість високо залягають грунтових вод. Чим вище рівень потенційно можливого пученія грунту, тим глибше необхідно прокладати фундамент, якщо говорити про мелкозаглубленних фундаментах на рухливих грунтах, то вони можуть зводитися тільки з урахуванням ряду строгих технічних вимог, які будуть розглянуті в даній статті. В цілому, загальне правило, згідно з яким можна побудувати надійний фундамент навіть на самому проблемному пучинистом ґрунті своїми руками наступне: «Фундамент повинен залягати в грунті нижче, ніж глибина її промерзання взимку, і при цьому, необхідно забезпечити необхідне зміцнення основи допомогою армування, або інших доступних способів »
Вплив здимання грунтів на фундамент будівлі Коли настає холодну пору року, грунт, в якій розташовується фундамент, починає розширюватися через замерзання в ній води. Внаслідок збільшення обсягу грунту, яким супроводжується перетворення рідини в лід, фундамент будівлі може підніматися вгору - це стосується будь-яких будинків, навіть цегельних будівель з дуже великою вагою. Будь деформація, як ви розумієте, негативно позначається на довговічності і фортеці будівлі, проте основні проблеми починаються не в момент замерзання грунту, а в момент її відтавання.
Навесні, коли волога відтає, відбувається зменшення обсягу грунту, внаслідок чого несуча конструкція будівлі просаживается. Масла у вогонь підливає те, що просадка відбувається нерівномірно, що провокує перекіс будівлю і швидке настання аварійної ситуації, в якій експлуатація споруди неможлива. Якщо фундамент закладений відповідно до вищевказаного правилом, нижче рівня промерзання грунту, то взимку він буде відчувати все ті ж сили обдимання, однак їх вплив буде йти не знизу, виштовхуючи несучу конструкцію з грунту, а по дотичній, з чим зроблений за всіма правилами плитний, або хороший стрічковий фундамент справляються без особливих проблем.
Методи зменшення негативного впливу пучения Коли необхідно облаштовувати фундаменти на рухливих грунтах, будівельники дуже часто вдаються до невеликих технологічним хитрощів, які допомагають мінімізувати негативний вплив властивостей грунту на фундамент будівлі.
Існують п'ять основних методів, які демонструють у цій справі найбільшу ефективність. Більше того, ці способи не вимагають застосування якої-небудь спеціальної техніки, і можуть бути без проблем реалізовані своїми руками. Розглянемо їх детальніше:
1. Створення шару підсипки, на якому буде розташовуватися фундамент будівлі. Зробити це можна просто підсипавши в траншею, в якій буде зводитися несуча конструкція будівлі, суміш з щебеню і піску. Можна використовувати й інші типи підсипок, головне, щоб матеріали, що використовуються для цього, не володіли властивості здимання. Для зниження бічного пучения є сенс зробити зворотний підсипку по периметру бічних стінок фундаменту.
2. Облаштування фундаменту з гладкими стінками. Чим менше рівень адгезії (зчеплення) стінок фундаменту і грунту, тим менше негативний вплив пученіє буде чинити на підставу будівлі, так як грунтові маси просто не зможуть зачепитися за фундамент. Таким вимогам добре відповідає плитний фундамент, в основі якого лежить монолітна плита. Дуже високу ефективність протидії пученію забезпечує поєднання цього способу, з вищезазначеною підсипанням.
3. Створення фундаменту з розширенням. Реалізація цієї технології гарантує підвищення стійкості фундаменту в грунтових масах, внаслідок чого зменшуються негативні наслідки пученія. Даний метод може бути реалізований своїми руками для більшості поширених фундаментів, які облаштовуються у проблемних грунтах - пальового (з буронабивних паль), стрічкового, і столбчатого.
4. Теплоізоляція. Даний метод може бути реалізований при наявності цокольного поверху, що характерно для стрічкових фундаментів, і в деякій мірі для пальових. Ефективність даного способу обумовлюється тим, що комплекс з теплової ізоляції по зовнішньому периметру цокольного поверху, і гарною опалювальної системи в середині, знижують силу впливу пученія на стіни будівлі.
5. Глибинна дренажна система і гідроізоляція. Розрахунок і проектування пристенной дренажної системи найкраще виконувати ще на етапі будівництва фундаменту, так як в такому випадку ви уникнете необхідності повторного риття траншей під дренажні труби. Правильно облаштована глибинна дренажна система дозволяє ефективно відводити грунтові води від фундаменту будівлі, що значно зменшує процеси здимання в холодну пору року. Також має сенс покрити підставу будівлі гідроізоляційної прошарком, яка позитивно позначиться на довговічності фундаменту, так як бетон і армуючі конструкції перестануть піддаватися негативному впливу містяться в грунтових водах речовин.
Стовпчастий фундамент на пучинистих грунтах (фундамент ТІСЕ) Облаштування стовпчастого фундаменту на пучинистих грунтах має сенс, якщо ви плануєте будувати невелике одне, або двох поверхова цегляна будівля. Фундамент ТІБЕ при помірних матеріальних витратах, в порівнянні з іншими типами підстав, гарантує високий рівень надійності і стійкості.
Стовпчастий базис, створений за технологією ТІСЕ, з використанням бура ТІСЕ-Ф, облаштовується з використанням паль, розширених у нижній частині, що позитивно позначається на його несучої здатності. Зміцнення такого фундаменту гарантує наявність ростверку, який розташовується не в самому грунті, а піднятий на 10-15 сантиметрів над нею, що дозволяє захистити несучу конструкцію будівлі від усадок і підйомів, внаслідок зміни обсягу пучинистого грунту.
Піднесений ростверк, який є особливістю фундаментів ТІСЕ, виконується за допомогою заливки бетоном дощаній опалубки. При цьому ростверк обов'язково виконується в армованому вигляді, що значно збільшує його несучу здатність. На ростверку виконується кладка несучих стін будівлі, загальна вага яких рівномірно розподіляється між палями. Крім несхильність до виштовхує впливу здимаються, піднятий ростверк дозволяє звести до мінімуму вібраційні впливу на будинок.
Фундамент за технологією ТІСЕ може бути облаштований своїми руками навіть без наявності спеціальної техніки - бура ТІСЕ-Ф. Зробити його можна на основі технологія зведення буронабивних паль з розширенням, яке можна здійснити використовуючи такі види обладнання як бензобур, електробур, або звичайний садової бур з подовжуючої штангою.
Плитний фундамент на пучинистому грунті Одним з найбільш оптимальних варіантів фундаментів, які раціонально використовувати на пучинистих грунті, є плитний фундамент. В основі такого базису лежить монолітна плита, або стрічкоподібна решітка армована решітка із залізобетону, яка займає всю площу будівлі. Монолітна плита робить можливим облаштування мелкозаглубленних фундаментів на рухливих грунтах, так як вона має властивість нівелювати зміна обсягу грунту і його горизонтально-вертикальне переміщення.
До переваг плитних фундаментом можна віднести: • Максимальна несуча здатність, що перевищує будь-які типи фундаментів; • Стійкість до спучування і переміщенням ґрунту; • Монолітність і простота конструкції; • Стійкість до негативного впливу талих і грунтових вод; • Можливість облаштування цокольного поверху;
Реальний недолік у такого фундаменту тільки один - матеріаломісткість, якісна плита вимагає великої кількості бетону та арматури, що тягне за собою істотні фінансові витрати. Однак плиткове підставу просте в будівництві, і без проблем може створюватися своїми руками, з наявністю необхідного мінімуму - бетономішалки.
Особливості розрахунку Різні види фундаментів володіють різними нюансами розрахунку, для прикладу буде зроблено розрахунок стрічкового фундаменту на пучинистих грунтах. В якості будівлі, що зводиться візьмемо умовний будинок з наступними габаритами: В - 4 м, Ш - 5 м, Д - 10 м, який матиме дві несучі стіни, кожна з яких володіє довжиною 3 м, і висотою 4 м. За проектом, фундамент будівлі буде виконуватися у формі монолітної бетонної стрічки з глибиною 70 см, і шириною 40 см., армованої арматурним каркасом. Каркас складатиметься з двох поясів за п'ять прутів і перемичок, довжиною в 25 см. Крок перемичок - 50 см.
Розрахунок нам потрібно для того, щоб визначити габарити і масу майбутнього фундаменту, і зіставити його несучу здатність з табличними даними за наявним типом ґрунту. 1. Виконуємо розрахунок габаритів підстави по зовнішньому контуру будинку: 3 + 3 + 5 + 5 + 10 + 10 = 36 м. Оскільки стрічковий фундамент буде заливатися не тільки по зовнішньому контуру, але й по внутрішніх стінах, необхідно враховувати і їх. 2. Далі, виробляємо розрахунок обсяг фундаменту, на підставі того що його ширина становитиме 40 см, а висота 70 см: V = 36 * 0.4-0.7 = 10.08 кубометра; 3. вичитувати із загального обсягу арматуру, довжина кожного пояса якої становить 10-0.5-0.5 = 9 м. Враховуючи, що для армування будуть використовуватися два пояси, що складаються з 5-ти прутів з перемичками, виконуємо розрахунок загальної довжини поясів: 2 * ( 9 * 2 + 4 * 2 + 2.5 * 2) = 62 метра. Так як в кожному поясі по 5 прутів, можна виконати розрахунок загальної довжини необхідної арматури: 62 * 5 = 310 метрів.
4. Виконуємо розрахунок горизонтальних перемичок, які нам знадобляться: 9 / 0.5 +1 = 19; 4 / 0,5 +1 = 9; 2,5 / 0,5 +1 = 6; Тобто, для одного поясу нам буде необхідно: 19 * 2 + 9 * 2 + 6 * 2 = 68 перемичок, довжиною в 25 см. Довжина перемичок на один пояс складе: 68 * 0,25 = 17 м; на всі пояси: 17 * 2 = 34 м. 5. Робимо розрахунок вертикальних перемичок (враховуючи, що з кожної сторони поясів їх потрібно по 68 штук, довжиною в 40 см): (68 + 68) * 0.4 = 54.5 метри; 6. Тепер можна здійснити розрахунок загальної довжини арматури, яка нам знадобиться для армування стрічкового фундаменту: 310 + 54.5 + 34 = 388.4 м; 7. Далі, розраховуємо площу перерізу арматури: 3.14 * 0.000036 (к) = 0.00011, що дозволяє вирахувати обсяг арматури: 0.00011 * 388.4 = 0.04 кубометра.
8. Із загального обсягу фундаменту вичитуємо обсяг арматури, що дозволяє дізнатися обсяг цементу: 10.08 - 0.04 = 10 кубометрів. 9. Виходячи з того, що щільність цементу складає 2.5 тонни на м3, а арматури 7.8 тонн, вважаємо загальна вага конструкції: (10 * 2.5) + (0.04 * 7.8) = 25,624 т.
