Мелкозаглубленные фундаменты

Влияние конструктивных особенностей дома на выбор фундамента

При выборе фундамента следует учитывать:

• этажность и материал стен;
• конструкцию цокольной части;
• тепловой режим дома.

Этажность дома в совокупности с материалом стен и перекрытий определяет величину нагрузок на основание. Если нагрузки больше возможных касательных сил пучения, фундаменты можно заглублять ниже глубины промерзания без ущерба для надежности.

Чтобы различать, когда фундаменты можно заглублять ниже глубины промерзания, а когда это не целесообразно введены понятия «легкий» и «тяжелый» дом.

Если суммарные силы морозного пучения больше веса дома, дом считается «легким». В этом случае фундаменты при простом заглублении неустойчивы и потому ненадежны. Для обеспечения их надежности требуются дополнительные мероприятия. Под «легкими» домами целесообразно применять мелкозаглубленные или незаглубленные фундаменты. Они экономичнее заглубленных в 1.5...2 раза. Если суммарные силы пучения меньше веса дома дом называется «тяжелый».

Тип и конструкция выбираемых фундаментов во многом зависят от материала дома. Эта зависимость обусловлена абсолютными и относительными деформациями конструкций. Для деревянных домов абсолютная и относительная деформации соответственно равны 5 см и 0,002. Для деревянных домов с кирпичной облицовкой и кирпичных домов 2.5 см и 0.0005 соответственно.

В деревянных домах в ряде случаев могут быть применены сборные или сборно-монолитные ленточные фундаменты на естественном или уплотненном песчаном основании. В кирпичных домах наиболее надежны монолитные железобетонные ленточные и плитные фундаменты.

При выборе фундамента следует учитывать тепловой режим дома. Если дом в зимний период отапливается регулярно, пучинистое основание внутри дома не промерзает, а по наружному периметру промерзает меньше нормативного значения.

Дома, отапливаемые зимой эпизодически или вовсе неотапливаемые, относятся к сезонно отапливаемым. Глубина промерзания в них превышает нормативную в 1,1 раза.

Подавляющее большинство малоэтажных домов относится к категории «легких». Поэтому фундаменты этих домов, заглубленные ниже глубины промерзания, не могут конкурировать с мелкозаглубленным фундаментом по технико-экономическим показателям.

Многолетний опыт показал, что заглубленные фундаменты эффективны при нагрузке свыше 12 тс на 1 пог. м ленточного фундамента, то есть для довольно тяжелых кирпичных и каменных 2-3-этажных строений. При легких стенах из бруса нагрузка составляет лишь 4...10 тс/пог. м. А значит, силы прилегающих слоев грунта, действующие на фундамент при пучении, могут вызвать его деформацию, за счет сил трения. Кроме того, в случае «легких» домов несущая способность глубокого фундамента зачастую используется лишь на 10...20%, то есть 80...90% материалов и средств, вкладываемых в работы нулевого цикла, расходуются впустую.

Поэтому для «легких» домов напрашивается другое решение: заложить незаглубленный или мелкозаглубленный фундамент прямо в промерзающий слой грунта, но выше УГВ. С 1987 г. по такой технологии построены тысячи малоэтажных зданий по всей стране. При этом по сравнению с заглубленным фундаментом расход бетона сокращается на 50...80%, а трудозатраты - на 40...70%. Для Подмосковья даже разработаны «Территориальные строительные нормы ТСН МФ-97 МО» на проектирование, расчет и устройство таких фундаментов.

Конструктивную схему мелкозаглубленного (МЗ) фундамента следует определять только после инженерного расчета возможных деформаций грунтового основания (в особенности для средне-, сильно- и чрезмерно пучинистых грунтов). Эти деформации должны быть меньше допустимых для выбранной конструкции здания. Поэтому надземная часть дома рассматривается не только как нагрузка, но и как активный элемент конструкции - чем выше жесткость постройки, тем меньше относительные деформации грунтового основания.

Материал стен дома напрямую связан с пучением грунта: чем оно меньше, тем разнообразнее спектр их материалов. При отсутствии пучения возможен самый дешевый МЗ фундамент - столбчатый, а стены при этом могут быть только из дерева. При слабом пучении под фундамент необходимо устраивать выравнивающую подушку. При среднем пучении даже использование забивных блоков не позволяет сделать стены кирпичными. Возможна только имитация облицовкой в полкирпича. Сильное и чрезмерное пучение грунта ограничивают выбор материала стен деревом. Брус возможен лишь при использовании забивных блоков с монолитной платформой, а без нее - лишь обшиваемый деревянный каркас.

Выбор материала для МЗ ленточного фундамента тоже зависит от пучения грунта. При чрезмерном пучении пригоден лишь монолитный железобетон; при сильном - монолитный железобетон или жестко соединенные между собой железобетонные блоки; при среднем - монолитный бетон или бетонные блоки, уложенные в перевязке на растворе; при слабом - монолитный бетон или бетонные (керамзитобетонные) блоки, уложенные свободно, без соединения друг с другом, а также бутобетон или бут. Следует особо отметить, что при среднем, сильном и чрезмерном пучении ленточный фундамент должен представлять собой единую раму, образованную жесткой системой пересекающихся лент. А если жесткость стен здания окажется недостаточной, следует предусмотреть и железобетонные пояса в уровне перекрытий.

Необходимо также учесть высоту УГВ, поскольку при ее увеличении пучение грунта усиливается. Этот эффект ослабляют, утрамбовывая дно траншеи для ленточного фундамента или выштамповывая площадки для столбчатого. Кроме того, можно создать глинистый водозащитный экран, уменьшающий подсос воды в зону промерзания из залегающих ниже слоев грунта и ограничивающий доступ почвенным водам к фундаменту. Уплотнение не только снижает пучение, но и увеличивает несущую способность грунта. Этого же эффекта достигают погружением в грунт забивных блоков. Столбчатые фундаменты на таких основаниях целесообразно применять преимущественно для деревянных стен. Это относится также к коротким забивным (пирамидальным и призматическим) и буронабивным сваям.

На сырых и мокрых участках необходимо искусственно понижать УГВ, отводя почвенные воды от фундамента с помощью дренажных сооружений, водосборных канав, лотков, траншей.