Фундаменты — глобальная тема. На освещение существующих вокруг нее прямых и производных
Тему можно развивать бесконечно, перечисляя типы, формы и размеры фундаментов в зависимости от силы влияния привходящих факторов, а можно (кстати, с пользой для потребителей) намеренно ограничить, затемнить, провести некую «черту», обозначив тем самым рубикон, за которым ответственность за принятые решения и, соответственно, цена ошибки, возрастают многократно. Это зона ответственности профессионалов.
Одним из постулатов разумного застройщика можно считать следующий тезис: никогда не следует спешить воплощать даже самые убедительные рекомендации. Применительно к предмету данной статьи тезис немного перефразируем: идеального (в смысле унифицированного на все случаи, по форме, размерам, глубине заложения, целесообразной стоимости и пр.) фундамента не существует в природе.
Фундаменты — конструкции, передающие нагрузки от сооружения на естественное основание — грунт В свою очередь, сами фундаменты подвергаются выдавливанию из грунта силами морозного пучения. Величина этих сил огромна и достигает 10–15 т на квадратный метр подошвы фундамента. Помимо «подошвы», эти силы по касательной воздействуют и на боковые поверхности фундамента. Поэтому заглубление его на расчетную глубину (для условий Подмосковья она равна 1,5 м), без учета привходящих факторов не является панацеей.
Хорошим (грамотно спроектированным и качественно исполненным), для данного конкретного дома, фундаментом является тот, который не «всплывает» и «не тонет» при любых, даже самых неблагоприятных, стечениях негативных факторов влияния. При этом не стоит забывать и еще об одном параметре фундамента (важном для домовладельца) — его стоимости.
«Золотым» фундамент делают не только чрезмерные запросы строителей. Дорожать фундамент начинает еще в процессе проектирования.
Даже при очень точных исходных данных о нагрузках и «геоподоснове» проектировщики, имея в виду свои риски, всегда принимают в своих решениях параметры, обеспечивающие прочность и надежность конструкции.
Порой даже небольшая коррекция принимаемого решения в сторону усложнения арматурных каркасов и увеличения размеров фундамента приводит к значительному увеличению затрат на материалы и существенному удорожанию работ по возведению здания.
Конечно, архитекторов и конструкторов можно понять: таков главный принцип проектирования — между ажурностью конструкции и ее надежностью приходится выбирать второе. Однако класс проектировщика проявляется и в том, что, помимо ответственности, он не забывает и о стоимости воплощения своих идей.
Конечно же, данная статья не претендует на академическую полноту освещения, однако без отдачи дани традиции не обойтись, поэтому кратко перечислим существующие понятия, определения и классификации. Начнем, пожалуй, с грунтов, несущая способность которых резко изменяется в зависимости от
Различают следующие основные виды грунтов. Пески представляют собой сыпучую смесь мелких частиц кварца и других минералов. Супеси — пески с примесью до 10% глины. Суглинки — пески с примесью 10–30% глины. Глины — горные породы, состоящие из мельчайших частиц.
Лессы — породы, содержащие до половины пылевидных частиц с примесью известковых и глинистых. Плывуны —
Основными параметрами классификации фундаментных конструкций являются: тип (форма, конфигурация), размеры, глубина заложения, вес, технология возведения, применяемые материалы и, наконец, стоимость.
Все эти параметры определяются посредством расчетов в процессе проектирования.
Выбор параметров фундамента неразрывно связан с характеристиками грунта, его водонасыщением, величиной усилий, создаваемых вышерасположенными конструкциями, и климатическими условиями местности. Для отдельных территорий в качестве доминантного фактора учитывается такой фактор, как сейсмика. Каждый из перечисленных факторов влияет на параметры фундамента
Например, выбор типа и «геометрии» фундамента, в большей степени обеспечивающих прочность сооружения, зависит от величины вертикальной нагрузки и наличия (или отсутствия) эксплуатируемых подвалов (цоколей, бельэтажей).
В свою очередь, глубина заложения — от несущей способности грунта и глубины его промерзания, уровня грунтовых вод и характера нагрузок, а применяемые технологии и материалы — от степени агрессивности гидрогеологической среды и необходимого уровня морозоустойчивости.
При прочих равных, подошва фундамента должна быть расположена ниже глубины промерзания грунта в данной местности, определенной многолетними наблюдениями для очищенной от снега поверхности (схематическая карта приводится в СНиП).
В домах, эксплуатируемых круглогодично, глубина промерзания по периметру уменьшается в несколько раз, а отапливаемые подвалы, наряду с мероприятиями по утеплению отмосток и стен фундамента, водопонижению, дренажу и водоотводу, сводят ее к минимуму — панцирной корке, толщиной в штык лопаты.
По своему типу фундаменты бывают ленточные, столбчатые, сплошные (плиты), свайные (с ростверком, объединяющим оголовки свай) и комбинированные. По способу возведения различают фундаменты сборные, монолитные, бетонные, железобетонные, бутовые, кирпичные, а по расстоянию от поверхности земли до подошвы фундамента — мелкого и глубокого заложения.
Фундаменты мелкого заложения (0,5–0,7 м от поверхности земли), естественно, более экономичны. Их целесообразно применять в более южных широтах и для легких (деревянных и одноэтажных каменных) домов. При этом необходимо предусмотреть буферную песчаную подушку, толщиной 0,3–0,5 м, нейтрализующую напряжения от сил морозного пучения.
Однако, экономить за счет «выхолащивания» характеристик фундамента никак нельзя, ведь могут начаться проблемы, связанные с возникновением избыточных усилий и напряжений, чреватые трещинами и подвижками конструкций, а суммы, выделяемые на восстановительные мероприятия и усиление фундаментов (посредством устройства инъекций и буронабивных свай, монтажа железнодорожных поясов и стальных обручей) значительно превысят первичные расходы по их возведению.
Стоимость устройства фундамента (без учета стоимости материалов) составляет 20–30% от стоимости возведения «коробки».
Или 10–15% от стоимости строительства всего дома «под ключ» (т.е. включая
Оптимальной формой сечения фундамента по восприятию нагрузки является трапеция. Однако при возведении малоэтажных домов, присущих рынку частных строительных подрядов, применяется прямоугольная форма сечения. Наибольшее распространение (по крайней мере, в условиях Подмосковья) получили ленточные фундаменты.
Как отмечалось выше, абсолютно универсальных фундаментов не существует. Но если (сугубо виртуально, чтобы не обижать проектировщиков) взять среднестатистическую подмосковную конструкцию, то получим следующий «набор».
Это будет ленточный фундамент из монолитного железобетона, шириной полметра, с глубиной заложения полтора метра, на
От проявления
Например, застройщик серьезно отнесся к возведению фундамента, заложив его на достаточную глубину, но не только не предусмотрел ливневую канализацию, но и проигнорировал мероприятия по утеплению, водопонижению, дренажу и водоотводу. А тут, как на грех, случился следующий непредвиденный погодный катаклизм. Мало того, что в самое предзимье зарядили на пару недель сильные дожди, и грунт водонасытился под завязку, так еще внезапно грянули сильнейшие морозы и намертво сковали всю эту замоченную пульпу. В подобной ситуации силам морозного пучения вполне достаточно создать касательные напряжения (и соответствующие усилия) на боковую поверхность фундамента, чтобы на несколько сантиметров вырвать его на поверхность.
Весной, после оттаивания грунта и его естественных локальных подвижек, осадка дома (как и последующая фиксация) не бывает равномерной.
Поэтому всегда происходит перекос конструкций (пусть вначале даже «миллиметровый») и появляются связанные с ним дополнительные напряжения, потом, как следствие, неизбежны трещины в стенах.
Неправильный выбор параметров фундаментов значительно усугубляет ситуацию. Нередки случаи «всплытия» деревянных и одноэтажных каменных домов, чьи фундаменты обычно недогружены. С другой стороны, «ажурные» конструкции нулевого цикла не выдерживают нагрузки тяжелых каменных домов. В обоих случаях возникают излишние напряжения, происходят деформации и разрушение.
Что нужно учитывать, какие замеры производить перед началом строительства фундамента? Какова последовательность производства работ? Какие проблемы могут возникать при возведении и какова возможная «стоимость» ошибок?
Немалую пользу для прояснения ситуации в «фундаментном вопросе» дает разбор типовых ошибок, связанных, в частности, с легкомысленным отношением заказчиков к сбору данных по геологии местности, усугубленным последующим «поверхностным» проектированием и безответственным выполнением работ.
Прежде всего, следует упомянуть требование СНиПов о том, что «проектирование фундаментов без соответствующего инженерного гидрогеологического обоснования не допускается». Это значит что, перед тем, как обращаться к проектировщику, застройщику надо обязательно пригласить профильную организацию для проведения соответствующих изысканий (с забором проб грунта на анализ), результатом которых явятся исходные данные для выбора типа и размеров фундамента, глубины его заложения и т.д.
Уточнить выбор фундамента позволяет конструктивный расчет. При этом хорошо бы предусмотреть возможные изменения гидрогеологических условий, таких, например, как возникновение верховодки, сезонные и многолетние изменения уровня подземных вод, изменение рельефа местности и механических свойств грунта (от вымывания, наслоения и пр.).
Проектирование оснований включает в себя, помимо выбора типа конструкции, размеров и материалов фундамента, комплекс сдерживающих мероприятий, учитывающий изменения гидрогеологических и температурных условий площадки в процессе строительства, консервации и эксплуатации сооружения (образование верховодки, сезонные колебания уровня подземных вод, глубины сезонного промерзания).
Если здание эксплуатируется круглогодично, предусмотрены меры по водопонижению, водоотводу и дренажу, утеплять отмостку нет необходимости, но стоит предусмотреть гидрозамок из мягкой глины (это мероприятие гораздо эффективнее утепления). При желании, конечно, можно утеплять отмостку специальными матами, но вполне достаточен бывает естественный полуметровый снежный вал.
С другой стороны, если здание промерзает, а грунты по периметру были сильно увлажнены, то в этом случае никакое утепление не поможет.
Подчеркнем, речь идет не о перечне конкретных мероприятий, а именно о комплексе мер, обеспечивающих необходимое взаимодействие составляющих элементов. Так, утепление фундамента по периметру — полезная вещь, но только вкупе с грамотно выполненной гидроизоляцией), но это — не панацея от множества неприятностей.
Все
В комплекс работ нулевого цикла входят, на первый взгляд, простые земляные работы. Однако нарушения технологии этих работ, сопровождаемые дефектами, приводят к существенным деформациям конструкций. Пожалуй, самой распространенной ошибкой является нарушение естественной структуры грунта при рытье траншеи или котлована на избыточную глубину. Очень вредно для будущего дома и длительное простаивание отрытого котлована, превращенного со временем в пруд.
Ко второй, по статистике, грубой ошибке приводит миф о том, что фундамент перед строительством дома, якобы, должен обязательно выстояться до весны. Это серьезное заблуждение. Мало того, что происходит глубокое промораживание водонасыщенного грунта, существенно изменяя его структуру, так еще и силы морозного пучения приподнимают облегченную конструкцию, как пушинку, наполняя фундамент избыточным напряжением.
На состоянии грунтового основания всегда отрицательно сказываются «простои». Если строительство возобновляется без выполнения специальных мер, разработанных с учетом реального состояния грунта, неизбежны неравномерные осадки фундаментов с последующими деформациями вышележащих конструкций.
Благо еще, если возводится деревянный дом. Ну, а если каменный… В этом случае, минимум через год, застройщика ожидают большие неприятности. Вывод: оставлять зимовать фундамент будущего дома в незаконсервированном (непригруженном и неутепленном) состоянии категорически нельзя.
К следующей категории причин деформаций и разрушения фундаментов можно отнести их недостаточную прочность и нарушение проектной геометрии при производстве монтажных, опалубочных, арматурных и бетонных работ.
На снижение прочности в немалой степени влияет и пресловутая пересортица. Применение бетона более низких марок, несоответствие арматуры проектной спецификации по диаметру и классу стали. Про количество арматуры, часто укладываемой «на глазок», — отдельный разговор. Это укор «облегченным» проектам, имеющим в своем составе лишь эскизную часть, да недобросовестным строителям.
Фундаменты подвергаются воздействию грунтовой воды и просачивающейся через грунт атмосферной влаги. Преградой этому воздействию служит вертикальная и горизонтальная гидроизоляция, призванная не допустить в «тело» выше расположенных конструкций дома капиллярной влаги, проникающей под воздействием избыточного гидростатического давления.
Разрушение фундаментов (а затем и самих домов) происходит не только
Подобное чаще всего происходит в тех случаях, когда заказчики, в стремлении сэкономить, привлекают к строительству собственных домов совсем «дикие» бригады, или когда
Справедливости ради, последним грешат так называемые «продавцы от стройки» (фирмы, строительные по форме, а по сути — привлекающие те же «вольные» бригады и фактически «продающие стройматериалы посредством их укладки» в немудреные конструкции, издали своим контуром напоминающие дома). Именно эта категория
В заключение хочется донести до сознания читателя главную мысль. По всем вопросам, составляющим комплекс по обеспечению строительства загородного дома, обращайтесь только к профессионалам. Результат будет более качественным и с меньшими затратами.
В. Е. Свирин
www.umnayastroyka.ru
