Ошибки при устройстве фундаментов

Основные ошибки, которые допускают при устройстве фундаментов под легкие строения (к ним относятся и дома в каркасном исполнении), так или иначе связаны с тем, что не учитываются действия сил морозного пучения. При этом осадки в домах облегченной конструкции, как правило, незначительны и на эксплуатационные характеристики здания не оказывают влияния.

Строительные нормы и правила (СНИиП) предусматривают в пучинистых грунтах заглубление подошвы фундаментов ниже расчетной глубины промерзания (рис. 1, 2, 3). Если это условие соблюдается, то силы морозного пучения, которые могут достигать 20—60 т/см2, не действуют на подошву фундамента. При этом на фундамент действуют касательные силы пучения, которые возникают вследствие примерзания вспучивающегося грунта к стенкам фундамента. Считается, что эти силы, величина которых в 5—10 раз меньше сил, действующих на подошву, прикладываются к боковой поверхности заглубленной части фундамента и уравновешиваются весом здания (рис. 4).

Фундаменты в слабопучинистых грунтах Фундаменты на среднепучинистых грунтах
Рис. 1. Фундаменты в слабопучинистых грунтах (размеры в мм): А — из щебня (кирпичного боя, гравия) с проливкой цементным раствором; Б — из монолитного бетона; В — из красного кирпича; Г — из бутобетона, бутовой кладки; 1 — песчаная подготовка; 2 — щебень (кирпичный бой, гравий); 3 — монолитный бетон; 4 — бутовая кладка; 5 — бетонная подготовка; 6 — красный кирпич; 7 — цоколь; 8 — отмостка.  Рис. 2. Фундаменты на среднепучинистых грунтах (размеры в мм): А — незаглубленный под легкие строения; Б — малозаглубленный из блоков с монолитной обвязкой; 1 — песчано-гравийная смесь; 2 — монолитный железобетон; 3 — блоки ФС-6. 
Фундаменты в сильнопучинистых грунтах Рис. 3. Фундаменты в сильнопучинистых грунтах (размеры в мм): А — из монолитного железобетона; Б — из кирпичных блоков с армированными ленточными поясами; В — из монолитного железобетона на подсыпке из уплотненного песка; 1 — подсыпка из песка; 2 — монолитный железобетон; 3 — кирпичные блоки; 4 — армированный ленточный пояс; 5 — гидроизоляция. 

При больших нагрузках на основание подошву фундаментов заглубляют в грунт до того слоя, несущая способность которого позволяет обеспечить допустимые осадки дома. Если эти слои расположены выше расчетной глубины промерзания пучинистого грунта, подошву фундаментов все равно закладывают ниже глубины промерзания, чтобы исключить действие сил морозного пучения. В некоторых случаях допускаются исключения из этого правила, при условии, что силы морозного пучения уравновешиваются весом здания. Строительные нормы предусматривают при этом дополнительные меры, снижающие вредное влияние пучения грунта. К таким мерам относятся:

  • замена пучинистого грунта на непучинистый (песок);
  • покрытие поверхности фундаментов в пределах слоя замерзающего грунта консистентной смазкой или полимерной пленкой;
  • засоление грунта веществами, не вызывающими коррозии бетона и арматуры.

Большинство этих мер противоречит экологическим требованиям, к которым в недалеком прошлом в нашей стране длительное время не прислушивались. Строительные технологии малоэтажных индивидуальных домов основывались на тех же правилах, что и многоэтажное строительство. Считалось, что если нагрузки на грунт небольшие, то и фундаменты должны быть меньших размеров. Последствия таких просчетов давали о себе знать перекошенными стенами, трещинами и даже полным разрушением зданий.

Подробнее рассмотрим процессы, возникающие при эксплуатации зданий облегченной конструкции. Фундаменты подобных зданий сооружены по массовой технологии установки стандартных блоков типа ФБС (или ФЛ) (рис. 5). Такие фундаменты по сей день используются индивидуальными застройщиками, в том числе и для домов облегченной конструкции.

Если для компенсации сил морозного пучения не хватает веса здания, то верхняя часть фундамента в зимний период поднимается вместе с грунтом за счет касательных сил морозного пучения. В это же время нижние блоки остаются на месте, так как силы морозного пучения на них не действуют. В результате между лентами фундаментных блоков образуются щели, в которые попадает грунт обратной засыпки. Весной, когда действие сил морозного пучения прекращается, фундаменты опускаются на свое место. Но так как между блоками находится осыпавшийся грунт, то занять свое первоначальное место блоки уже не могут. Причем из-за того, что грунт осыпается неравномерно, осадка блоков тоже происходит неравномерно. В результате лента фундамента становится перекошенной, а вместе с ней перекашиваются стены дома. Деформации пучения повторяются с годовой цикличностью и со временем накапливаются. В течение нескольких сезонов такие деформации становятся значительными, что влечет за собой образование трещин как в ленте фундамента, так и в стенах дома.

Воздействие на фундамент сил пучения Деформации фундаментов сборного типа при промерзании пучинистого грунта
Рис. 4. Воздействие на фундамент сил пучения: А — подошва фундамента находится в пределах глубины промерзания; Б — при размещении подошвы фундамента регулярно отапливаемого дома ниже -глубины промерзания; В — при размещении подошвы фундамента неотапливаемого дома ниже глубины промерзания; 1 — фундамент; 2 — цоколь; 3 — обратная засыпка; δ — нормальные силы пучения; t — касательные силы пучения; N — нагрузка от дома; df — глубина промерзания; d'f — глубина промерзания отапливаемого дома; dsf — глубина промерзания неотапливаемого дома; dr — глубина траншеи; hf — деформация пучения грунта; Su — величина перемещения фундамента.  Рис. 5. Деформации фундаментов сборного типа при промерзании пучинистого грунта: N — нагрузка от дома; df— глубина промерзания; Su — величина перемещения фундамента; hf — деформация пучения грунта; 1, 2 — перемещения грунта обратной засыпки в зазоры между блоками. 

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что ленточные фундаменты из фундаментных блоков для домов каркасной конструкции не только неэкономичны, но и при высокой пучинистости грунта опасны. Сам собою напрашивается вывод, что целесообразнее всего такие дома сооружать на столбчатых фундаментах с глубиной заложения ниже расчетной точки промерзания грунта. Такое конструктивное решение имеет под собой достаточно веское экономическое обоснование: дешевый дом — дешевый фундамент. Но такой коммерческий подход ничего не имеет общего со строительным искусством. Конечно, на непучинистых грунтах это правило вполне справедливо. Однако при строительстве на грунтах, степень пучения которых велика, такое строительство может привести к непредсказуемым последствиям.

Касательные силы морозного пучения поднимают столбчатые фундаменты вместе с легким каркасным домом. Причем высота подъема столбов в разных частях дома может быть различной. К примеру, в местах, где возле дома скопилось много снега, глубина промерзания грунта намного меньше, чем в местах, где снеговой покров небольшой. Важную роль играет и место расположения фундаментного столба. Например, на фундаменты под перегородками в отапливаемом доме вообще не действуют силы морозного пучения. В результате внутренние фундаменты не поднимаются вместе с наружными столбами. Из-за неравномерного перемещения фундаментных столбов под внутренними и наружными стенами в зимнее время может образоваться перекос всего здания.

Кроме того, чтобы преодолеть силы трения между грунтом и стенами фундаментных столбов во время прекращения действия сил морозного пучения, веса каркасного дома бывает недостаточно. Да и скважина под поднявшимся фундаментным столбом может быть засыпана грунтом. Поэтому весной здание не возвращается в свое первоначальное положение, и перекос становится остаточным. Причем, высота перекоса на каждом фундаменте может быть различной. В жесткой конструкции рубленых домов это явление менее заметно, чем в более подвижной конструкции каркасных и каркасно-щитовых домов. С годами перекос усиливается и эксплуатационные характеристики дома снижаются. Между стенами и потолком образуются щели, изоляция стен нарушается. В результате чего натопить такой дом становится невозможно. Кроме того, нарушается и звукоизоляция ограждающих конструкций здания.

К одной из самых распространенных ошибок, которые допускают при строительстве фундаментов под дома каркасной конструкции, относится отсутствие жесткой пространственной связи между фундаментами под наружные и внутренние стены. В этом случае перекосы стен под различными частями дома возникают в результате разности действия сил морозного пучения на фундаменты. Первыми признаками таких деформаций будут заклинивание дверей и створок окон. Особенно это опасно при наличии в доме печи. В этом случае перекосы могут вызвать трещины в дымоходах со всеми вытекающими отсюда последствиями. К перекосам и деформациям приводит отсутствие жесткой связи между фундаментами под основной дом и фундаментами под примыкающие строения (веранда, галерея, крыльцо и т.п.). В этом случае деформации примыкающих частей дома будут значительно больше деформаций основной его части.

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер