Сваи в малоэтажных домах

В малоэтажных домах сваи длиной до 5 м под стены располагают в один-два ряда на расстоянии от 3 до 8 диаметров сваи трубочного сечения (300-400 мм и более) железобетонных или асбоцементных, заполненных армированным бетоном или через 1-1,2 м при железобетонных сваях квадратного сечения от 250 × 250 до 400 × 400 мм.
Поверху сваи по выровненным оголовникам связывают между собой железобетонным монолитным или сборным ростверком шириной, равной толщине стен (но не менее 300 мм), высотой не менее 150 м. Свайные фундаменты являются одним из наиболее прогрессивных видов конструкции нулевого - до пола первого этажа - цикла. Учитывая, что не все строители коттеджей освоили этот вид фундаментов, целесообразно заручиться расчетом и способом производства этих работ. Аналогичное решение и проект следует принять и при сооружении сплошного монолитного фундамента под всем домом.

материал свай

В зависимости от материала сваи бывают деревянные (десятки тысяч дубовых свай Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге служат до сих пор, в основание знаменитой церкви Санта-Мария делла Салюте в Венеции забито 110 тысяч свай), железобетонные (жилые дома северного Норильска построены на железобетонных сваях, вбитых в вечномерзлый грунт), стальные и комбинированные. В зависимости от характера работы в грунте различают сваи-стойки, которые своими концами опираются на прочный грунт, и (если прочный грунт глубоко) висячие сваи, которые оказывают сопротивление давлению от здания благодаря возникновению сил трения между боковыми поверхностями свай и окружающим их грунтом. По методу изготовления и погружения в грунт сваи подразделяют на забивные, погружаемые (забиваемые) в грунт в готовом виде и набивные, изготовляемые непосредственно в грунте (в пробуренных каналах).

Фундаментные столбы

Фундаментные столбы из мелкоштучных элементов (кирпич, бут) следует армировать по высоте через каждые 250-400 мм шестимиллиметровой проволокой или арматурной сеткой. Желательно устраивать и вертикальное армирование.

Вследствие возможного пучения грунта, расположенного под перемычками, и их выпирания, под перемычки устраивают подушки (подсыпки из песка и шлака толщиной слоя 500 мм с зазором 40-50 мм).

Сборные фундаменты из железобетонных столбов (колонн 300 × 300 мм и более), устанавливаются в железобетонные подушки стаканного типа, которые укладывают на слой песка (100-150 мм).

Свайные фундаменты имеют свои преимущества. Их сооружение значительно уменьшает объем земляных работ (на 80% по сравнению с ленточными), снижает расход материалов (бетона - на 40%), устраняет необходимость подготовки основания и водопонижение на участке.

Определение глубины промерзания

Если расстояние от спланированной поверхности земли до уровня грунтовых вод меньше глубины промерзания, то подошву фундамента следует закладывать на глубину промерзания или даже на 0,1 м глубже. Глубину заложения фундаментов внутренних стен, колонн и перегородок в регулярно отапливаемых зданиях (с температурой помещений не ниже +10°С) можно принимать равной 0,5 м, независимо от глубины промерзания грунтов. Расчетную глубину промерзания под фундаменты наружных стен регулярно отапливаемых зданий уменьшают по сравнению с ее нормативным значением: на 30% - при полах на грунте; на 20% - при полах на лагах по кирпичным столбикам и на 10% - при полах на балках. В коттеджах при плотных грунтах, при легких стенах, при большой глубине заложения фундаментов их целесообразно сооружать не ленточными, а столбчатыми, что менее трудоемко и экономичнее в два-четыре раза. Они могут быть кирпичными, бутобетонными и др. Более индустриальными и ускоряющими строительство являются бетонные или железобетонные столбы (колонны) заводского изготовления. Столбы ставят через 1,5-3,5 м и обязательно в местах сосредоточения нагрузки: углы дома, места пересечения стен и т. д. Минимальные размеры столбов: бутобетонных - 400 × 400 мм, бутовых - 600 × 600 мм, кирпичных - 510 × 510 мм (под стены одноэтажных зданий и перегородки 380 × 380 мм), сборных железобетонных - 300 × 300 мм и 200 × 400 мм. Под столбчатые фундаменты делают некоторое уширение фундаментов, укладывая бетонную, железобетонную или песчаную подушку толщиной 100-300 мм. Поверху столбы соединяют железобетонными фундаментными балками (рандбалками) или другими перемычками (например, железо-кирпичными при небольших нагрузках и пролетах), на которых и возводят цоколь, стены.

Глинистые грунты

Глинистые грунты (в основном смесь песка и глины) содержат очень мелкие частицы (меньше 0,005 мм), имеющие в большинстве чешуйчатую форму и тонкие многочисленные капилляры, которые легко всасывают воду. В большинстве случаев глинистые грунты легко увлажняются и разжижаются, при промерзании происходит увеличение их объема - пучение. Пылевато-песчаные грунты с примесью очень мелких глинистых частиц, разжиженные водой, называют плывунами. Они не пригодны для использования в качестве естественного основания, так как имеют большую подвижность и очень низкую несущую способность. При наличии в смеси от 10 до 30% глинистых частиц, грунт называется суглинком, а при наличии от 3 до 10% - супесью. В таких грунтах глубину заложения фундаментов определяют исходя из глубины промерзания грунта и уровня стояния грунтовых вод в период замерзания. При низком уровне стояния грунтовых вод (ниже глубины промерзания на 2 м и более) почва имеет малую влажность и глубину заложения фундаментов можно устраивать близко от поверхности земли, но не менее 0,5 м.

Крупнообломочные грунты

Крупнообломочные грунты с частицами размерами более 2 мм (щебень, галька, гравий) являются хорошим основанием, если они лежат плотным слоем, и не подвержены размыванию. Песчаные грунты состоят из частиц крупностью от 0,1 до 2 мм и различаются на гравелистые, крупные, средней крупности и пылеватые. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может нести и при достаточной мощности и равномерной плотности слоя представляет хорошее основание для зданий. Крупнообломочные и песчаные грунты (кроме пылеватых с крупностью частиц от 0,05 мм) имеют хорошую, большую водопроницаемость и поэтому не выпучиваются при замерзании. В связи с этим независимо от уровня зимнего стояния грунтовых вод и глубины промерзания фундаменты при непучинистых песчаных и крупнообломочных грунтах следует закладывать на небольшую глубину, но не менее 0,5 м от поверхности спланированной земли. При определении уровня стояния грунтовых вод следует учитывать, что летом и весной он значительно повышается, а зимой понижается.

Определение типа фундамента

Для прочности и долговечности дома, предохранения его от сверхнормативных просадок и перекосов, важно определить, на какую глубину надо закладывать фундаменты. Вопреки широко бытующему мнению далеко не всегда фундаменты должны быть массивными и глубокими, а следовательно, более трудоемкими и дорогими. Во многом это зависит от вида грунта. Наибольшую опасность для дома представляет весеннее вспучивание грунта: имеющиеся в почве пустоты и поры заполняются водой, которая зимой замерзает, а образовавшийся лед, увеличиваясь в объеме, при оттаивании верхних слоев земли выжимает фундамент наверх, что приводит к неравномерным осадкам, перекосам, разрушениям дома. Если грунты скальные, то они прочны, не сжимаются, водоустойчивы и морозостойки (если они без трещин и пустот), не размываются и, следовательно, не вспучиваются. На них можно закладывать фундамент - цоколь - непосредственно по выровненной поверхности. Такие грунты под коттеджи встречаются очень редко.

Ленточный фундамент

Размеры для одно-трехэтажных кирпичных коттеджей ленточных фундаментов обычно одинаковы. Это объясняется тем, что нагрузки, передаваемые от дома на грунт, относительно невелики, а площадь опоры фундаментов (подошва фундаментов) превосходит необходимые по расчету размеры примерно в три раза. Так, ширина подошвы для бутовых фундаментов принимается не менее 600 мм, для бутобетонных, бетонных и железобетонных (монолитных или сборных) 400-600 мм, кирпичных - 510 мм. Это необходимо для удобства работ и обеспечения перевязки вертикальных швов камней. Ленточный фундамент под стену коттеджа в поперечном сечении обычно представляет вертикальный прямоугольник. Его верхняя часть (обрез фундамента), выступающая, учитывая уклон участка, примерно на 100 мм над отметками прилегающей земли, может быть шире толщины стены или уже в зависимости от конструктивного решения дома. При слабых и неоднородных грунтах (торфяник, лес и т. п.), когда давление (вес) дома на этот грунт превышает нормативное (по местным условиям менее 1-1,5 кг/см2), подошву фундамента следует разширять за счет уступов, создаваемых по высоте фундамента через 300-600 мм или укладки в его низ подушки (бетонной или железобетонной плиты). Возможно применение и песчаных подушек из крупного или средней крупности чистого, просеянного песка (частицы крупностью 1-2 мм). Эта подушка слоем 150-300 мм уплотняется трамбованием или вибрацией с увлажнением.