Основные типы фундаментов лёгких каркасных домов

Столбчатые фундаменты каркасных домов могут использоваться при отсутствии пучинистых грунтов. Экономическая целесообразность таких фундаментов очевидна. Конструктивная простота, небольшая стоимость снизит затраты нулевого цикла и сведет к минимуму стоимость одного квадратного метра жилья. Если учесть, что стоимость нулевого цикла в общем объёме строительных работ может достигать 25% и более, то экономичные методы строительства целиком и полностью себя оправдывают. Кроме того, применение столбчатых фундаментов вдвое снижает продолжительность работ за счёт использования средств малой механизации и сокращает построечную трудоёмкость. Положительным свойством столбчатых фундаментов является то, что грунты основания под отдельностоящими опорами работают лучше, чем под сплошными фундаментами. Вследствие этого снижается давление на грунт, отчего вероятность осадок снижается.

Однако и здесь часто допускают ошибки, которые сказываются на эксплуатационных характеристиках дома. Одной из таких ошибок является отсутствие связи столбчатого фундамента с каркасом здания. В результате замораживания и размораживания грунта при сезонных колебаниях температур наружного воздуха может произойти потеря устойчивости фундаментных столбов. При этом фундаментные столбы наклоняются, сдвигаются, а иногда и падают.

Столбы фундаментов устанавливают по всему периметру здания с интервалом 2—3 м, в зависимости от несущей способности основания. При этом обязательна установка столбов в углах здания и в местах пересечения несущих стен (рис. 1).

Рис. 1. Варианты расстановки столбчатых фундаментов.	Рис. 2. Деревянный столбчатый фундамент: Вариант А: 1 — столб из бревна; 2 — гидроизоляция; 3 — бетонная опора; 4 — песчаная подушка; Вариант Б: 1 — столб из бревна; 2 — гидроизоляция; 3 — скоба; 4 — деревянная крестовина; 5 — бетонная опора; 6 — песчаная подушка.
Рис. 3. Деревянные столбчатые фундаменты (размеры в мм): 1 — антисептированное покрытие; 2 — обшивка; 3 — деревянный стул; 4 — крестовина с подкосами; 5 — гидроизоляция; 6 — забирка.	Рис. 4. Буронабивной фундамент с чехлом из асбестоцементной трубы: 1 — асбестоцементная труба; 2 — арматура; 3 — бетон; 4 — буровая скважина.
Рис. 5. Свайные фундаменты (размеры в мм): А — с высоким сборным ростверком; Б — с низким монолитным ростверком; 1 — железобетонная свая; 2 — грунт; 3 — цокольная панель; 4 — сборный железобетонный оголовник; 5 — плита перекрытия подвальной части здания.	Рис. 6. Схемы забивки свай: А — рядовая схема; Б — спиральная; В — секционная.
Рис. 7. Столбчатый фундамент на песчаной подушке: 1 — цоколь; 2 — подсыпка; 3 — слой щебня или кирпичного боя толщиной 20 см с проливкой раствором; 4 — песчаный фундамент; 5 — ширина фундамента; 6 — уровень заложения; 7 — глиняный замок.	Рис. 8. Столбчатый фундамент на песчаной подушке (размеры в мм): 1 — кирпичный столб 380x380; 2 — песчаная подушка; 3 — уплотненная засыпка; 4 — бетонная прослойка; 5 — подкладка; 6 — отмостка; 7 — каркасная стена; 8 — забирка из кирпича.

Конструкции столбчатых фундаментов могут быть различными и зависят они от технологической оснащенности производителя работ. Это могут быть деревянные столбчатые стулья (рис. 2, 3), буронабивные сваи (рис. 4), свайные фундаменты (рис. 5) или одна из современных конструкций столбчатых фундаментов, которые разработаны специалистами ряда институтов для малоэтажного домостроения. Схемы забивки свай для фундаментов даны на рис. 6. На участках с суглинистыми или глинистыми (связанными) грунтами под щитовые дома целесообразно делать столбчатые фундаменты на песчаной подушке (рис. 7). Кирпичные или бутобетонные столбы устанавливают в местах пересечения стен и под углами здания. Устанавливают их преимущественно на однородных грунтах, где глубину заложения принимают минимальной, равной 0,6—0,8 м.

Делают это следующим образом. В траншеи засыпают песок толщиной 40—60 см и уплотняют его. Затем укладывают железобетонные плиты толщиной 10 см размером 50x50 см или 60x60 см с шагом 2,4—6 м, а на них устанавливают бетонные или кирпичные столбики сечением 38x38 см. Высоту столбиков принимают из условия, что пол дома должен быть на 0,75...1,05 м выше планировочных отметок наружного грунта (рис. 8). Столбы связывают между собой кирпичной забиркой, получая таким образом законченную конструкцию нулевого цикла. Общий вид нулевого цикла дома с кирпичными столбчатыми фундаментами показан на рис. 9. На всех четырех сторонах цокольной части нужно оставить отверстия отдушин, предназначенные для вентиляции подпольного пространства. Отверстия отдушин можно закрыть щелевым кирпичом или вентиляционными решетками, защищая подпольное пространство от нашествия грызунов.

При слабых, неоднородных и сжимаемых грунтах рекомендуют ленточно-столбчатые фундаменты. Для этого по песчаной подушке толщиной 40—50 см, отсыпаемой с уплотнением в траншеи, выполняют монолитную железобетонную ленту сечением 20—40 см. Эта лента обеспечивает равномерные деформации здания, не допуская перекосов силовой схемы каркаса. По ней устанавливают бетонные или кирпичные столбики сечением 38x38 см с шагом 2,4—3,6 м. Глубину траншеи принимают равной 0,5—0,6 м (рис. 10). Между столбиками выкладывают кирпичную забирку, закрывающую подполье дома от продувания и снежных заносов. Брусья нижней обвязки связывают между собой и фундаментными столбами в жесткую систему, что предотвращает боковые сдвиги каркаса.

Ленточные фундаменты мелкого заглубления устраивают на грунтах средней и высокой степени пучинистости. При этом лента под наружные и внутренние стены должна быть соединена в единую пространственную раму. Конструкция фундамента мелкого заложения по существу представляет собой жесткую раму, которая каждый год в зимне-весенний период «плавает» вместе с относительно легким домом. В качестве такой рамы выступает бетонный или железобетонный ленточный фундамент, уложенный на подушку из непучинистого материала, уменьшающего величину и неравномерность перемещений фундамента. При таком конструктивном исполнении сокращается расход бетона на 50—80% по сравнению с заглубленным фундаментом. А трудозатраты по сооружению нулевого цикла сокращаются на 40—70%. Варианты мелкозаглубленных фундаментов показаны на рис. 11.

В зимне-весенний период фундамент вместе с грунтом поднимается вверх, а после оттаивания грунтов становится в исходное положение. При этом исключается накопление деформаций в конструктивных элементах здания. В этом заключается принципиальное различие взаимодействия с пучинистым грунтом мелкозаглубленных и заглубленных фундаментов.

Индивидуальные застройщики очень часто используют так называемый щелевой метод сооружения ленточных фундаментов. Для этого в связанных грунтах прорывают траншею заданной ширины и глубины, армируют и заполняют бетоном. Такие фундаменты экономичны, так как не требуется опалубка, для сооружения которой затрачиваются средства и время. Кроме того, при этом выполняется минимум земляных работ и не требуется обратная засыпка грунта. Щелевой метод сооружения фундаментов эффективен в местах, где пучение грунта практически отсутствует. На пучинистых грунтах экономия может обернуться другой стороной. Из-за полного контакта ленты фундамента с грунтом силы морозного пучения неизбежно приведут к деформациям фундамента, а вследствие этого и к деформациям всей надземной части здания. Поэтому в последнем случае целесообразнее ленту фундамента бетонировать в опалубке (рис. 12), а пазухи между грунтом и фундаментом засыпать непучинистым грунтом.

Рис. 9. Нулевой цикл дома с кирпичными столбами внутри: 1 — кирпичные столбы; 2 — основание печи (510x865 мм); 3 — засыпка песком (200 мм); 4 — отмостка; 5 — уступ (загладить раствором под углом 45 град.); 6 — балка нижней обвязки каркаса дома; 7 — вентиляционное отверстие; 8 — проем для использования в хозяйственных целях; 9 — цоколь.	Рис. 10. Ленточно-столбчатый фундамент на песчаной подушке (размеры в мм): 1 — кирпичные столбы; 2 — ж/б плиты столбов; 3 — ж/б ленточного фундамента; 4 — песчаные подушки столбов; 5 — песчаная подушка ленточного фундамента; 6 — гидроизоляция; 7 — каркас стены.
Рис. 12. Технология изготовления опалубки цоколя: 1, 2 — внутренние щиты опалубки; 3, 4 — наружные щиты; 5 — замок; 6 — гвозди; 7 — штыри; 8 — вентиляционная вставка; 9 — сетка; 10 — гвозди; 11 — фиксатор из проволоки; 12 — нижняя распорная вставка; 13 — верхняя распорная вставка; 14 — арматура цоколя; 15 — верхняя стяжка; 16 — накладки.	Рис. 11. Мелкозаглубленные фундаменты: А — незаглубленный фундамент — цоколь; Б— мелкозаглубленный фундамент; 1 — фундаментный столб без заглубления; 2 — мелкозаглубленный столб; 3 — отмостка; 4 — противопучинная подушка; 5 — обратная засыпка.

Опалубку для монолитного фундамента изготавливают из обрезных досок, чтобы между ними не было щелей. Если имеется возможность, то для опалубки лучше применять инвентарные щиты, использование которых сократит время на изготовление щитов и снизит трудовые затраты. Пиломатериалы, применяемые для изготовления опалубки, подбирают из хвойных пород. Допускается использование лиственных пород древесины (осина, ольха и т.д.) для изготовления креплений и распорок. Ширина досок не более 150 мм, а их толщина должна быть одинаковой, и они должны быть сырыми. Сухие доски впитывают влагу из бетона, тем самым снижая его прочность. При необходимости лицевую сторону опалубки облицовывают металлическими листами или фанерой. Для уменьшения сцепления опалубки с бетоном лицевую поверхность установленной опалубки рекомендуется покрывать смазкой, в качестве которой используют известковое молоко, водный раствор жидкой глины, отработанные минеральные масла и т.д. Внутренняя облицовка опалубки позволяет выполнить лицевые стороны фундамента с достаточно высокой чистотой поверхности.

При раскреплении опалубки нужно следить за тем, чтобы все крепежные элементы (колья, распорные планки и т.п.) располагались вне пространства, в которое должен укладываться бетон. Если этого не сделать, то извлечь крепежные элементы из тела фундамента после твердения бетона будет уже невозможно. И чем точнее будет установлена опалубка, тем ровнее будет «тело» фундамента. Ровные стороны фундамента особенно важны для надземной его части — цоколя, внешний вид которого играет не последнюю роль в архитектурном оформлении здания в целом.

Простой бетон хорошо воспринимает нагрузки, направленные на сжатие, но плохо-направленные на растяжение и изгиб. Этот недостаток бетона исправляется его армированием отдельными металлическими стержнями или специально для этого сваренными каркасами из арматурной стали гладкого или периодического профиля. При правильном соотношении вяжущих, заполнителей и арматуры получается мощная конструкция, способная выдержать очень большие нагрузки. Железобетонный фундамент не боится местных просадок грунта, надежно удерживая ограждающие конструкции здания.

Для конструкции каркаса требуется арматура диаметром 10—14 мм, которую перед установкой очищают от грязи, ржавчины и других посторонних включений. По своему назначению арматура в железобетонных конструкциях разделяется на рабочую и распределительную. Рабочая арматура воспринимает нагрузки внешние и нагрузки от собственной массы конструкции. Распределительная арматура обеспечивает совместную работу всего арматурного каркаса путем распределения нагрузок между стержнями рабочей арматуры. Распределительная арматура соединяется с рабочей при помощи сварки, реже — при помощи проволочной скрутки. Перед укладкой стержни арматуры окрашивают и загибают по углам. Для подготовки арматурных стержней в домашних условиях можно воспользоваться простым приспособлением. Для этого в деревянную колоду или пень забивают два костыля гребнями друг к другу. Костыли располагают таким образом, чтобы между ними проходил арматурный прут.

Смещение арматурных стержней при их установке в опалубку не должно превышать 1/5 наибольшего диаметра стержня. Отклонения от проектной толщины защитного слоя бетона не должно превышать 3 мм для защитного слоя бетона толщиной 15 мм и менее 5 мм для защитного слоя толщиной более 15 мм. При установке арматуры необходимо произвести проверку опалубки и устранить выявленные дефекты.

Бетонирование фундамента ведется слоями с уплотнением каждого слоя вибраторами или штыкованием. Самым надежным методом уплотнения бетонной смеси считается вибрирование. Для этого используют глубинные (внутренние), площадочные (поверхностные) и наружные вибраторы, применение которых зависит от вида конструкции. Вибрирование снижает силу сцепления между зернами бетонной смеси, и она хорошо уплотняется. Продолжительность вибрирования зависит от пластичности бетонной смеси. Чрезмерное вибрирование бетонной смеси недопустимо, так как может привести к ее расслоению.

Уложенную бетонную смесь выдерживают при соблюдении требуемого температурно-влажностного режима (18—25°С), предохраняют от ударов, сотрясений и других механических воздействий, способных разрушить структуру бетона. Свежеуложенный бетон до достижения 75% проектной прочности следует оберегать от воздействия ветра, мороза и прямых солнечных лучей. Для поддержания температурно-влажностного режима в летнее время свежеуложенный бетон укрывают влагоемкими покрытиями (рогожа, мешковина, плотная ткань, опилки и т.д.) и поливают водой. В жаркую погоду водой поливают и опалубку. Частота полива влагоемких покрытий бетона зависит от конкретных климатических условий, но в любом случае она должна быть такой, чтобы поверхность бетона находилась во влажном состоянии. Процесс схватывания бетона продолжается довольно длительное время. Однако самым ответственным промежутком времени считается первая неделя после бетонирования. В этот период нельзя допускать, чтобы бетон быстро высыхал, особенно под лучами палящего солнца. От действия солнечных лучей или от ветра бетон быстро теряет влагу и в его массиве появляются трещины.