Строительство / Всё о фундаментах


Конструктивные особенности подвальных помещений

 

Подвалы под зданиями сооружали еще до н.э. и в большинстве случаев технология их сооружения сохранилась без существенных изменений. Разве только снизились трудовые затраты при разработке грунта, так как на смену землекопам (грабарям) пришла мощная землеройная техника — экскаваторы. По принятой с древних времен технологии сначала возводятся ленточные фундаменты на всю высоту подвала, а затем выполняется бетонная подготовка под полы. Если ленточные фундаменты сооружают по методу расширения нижней части (с фундаментными плитами), то пол подвала выполняют по насыпному грунту выше места расширения подошвы на 75 — 90 см в зависимости от толщины фундаментных плит. Типовая конструкция подвала дома со стенами из сборных фундаментных блоков приведена на рис. 69. Практика показывает, что такое конструктивное решение приводит к повышенным трудовым и материальным затратам при возведении нулевого цикла и не соответствует современным эксплуатационным требованиям. Неизбежные просадки грунта, уложенного с нарушениями правил (плохое уплотнение из-за отсутствия эффективных уплотнительных установок), приводят к необходимости ремонта подвальной части дома уже на начальной стадии его эксплуатации. Кроме того, некачественное уплотнение грунта с наружной части фундамента вызывают осадки отмосток, доступ ливневых вод к подошве фундамента, что отражается на эксплуатационных качествах дома в целом.

 

Рис. 69. Типовая конструкция подвала дома: 1 — бетонные полы; 2 — насыпной грунт; 3 — гидроизоляция; 4 — бетонные блоки ФБС

 

Поэтому появилась потребность в разработке и внедрении более новых конструктивных решений, частично или полностью устраняющих указанные недостатки. Достигнуть желаемого результата можно, соорудив под стенами подвала сплошную железобетонную плиту (рис. 70), которая одновременно будет решать две задачи: служить фундаментной подушкой и выполнять функцию пола подвальной части дома. Технология сооружения фундаментной плиты нами рассмотрена в разделе "Плитные фундаменты". Здесь же рассмотрим только моменты, связанные с силами, действующими на фундаментную плиту и в отдельных случаях влияющими на ее эксплуатационные характеристики.

 

Рис. 70. Конструкция подвала со сплошной железобетонной плитой: 1 — железобетонная плита; 2 — гидроизоляция; 3 — монолитные стены из бетона марки 100; 4 — внутреннее утепление стен

 

Размеры фундаментной плиты имеют большое влияние на ее эксплуатационные качества. К фундаментной плите в процессе ее эксплуатации приложены силы, вызывающие изгибающий момент. Поэтому толщина плиты и ее армирование должны быть такими, чтобы от действия этих сил плита не разрушилась. В связи с этим толщину плиты делают не менее 20 см, а армирующую сетку располагают ближе к поверхности пола, где плита испытывает растягивающее напряжение. Все же при большой длине фундаментной плиты это напряжение может быть таким, что прочности плиты станет недостаточно, и на слабоуплотненных грунтах плита может разрушиться. Но величина растягивающего момента существенно компенсируется, если в конструкции фундамента будет предусмотрена хотя бы одна внутренняя стена!

Для армирования фундаментной плиты закладывают сетку из арматуры марки Ж10 III или Ж 8А III. Если в подвальной части дома размещается гараж, то толщину фундаментной плиты увеличивают до 0,5 — 0,6 м. Если в подвале предусмотрен бассейн, то сначала бетонируют его чашу, прокладывают коммуникации и только после этого приступают к устройству фундаментной плиты. При этом сначала песчано-гравийную подушку заливают битумной мастикой, затем отливают плиту, а стены изготавливают в последнюю очередь.

Если в месте расположения подвала имеются грунтовые воды, то на фундаментную плиту могут действовать силы гидростатического давления (рис. 71). Если уровень грунтовых вод превышает отметку подошвы фундаментной плиты на 1 м, то на 1 м2 ее подошвы будет действовать сила, равная 1 т. При большой площади фундаментной плиты эта сила может достигнуть величины, при которой конструкция плиты будет не в состоянии компенсировать приложенную силу. В результате в плите появляются трещины и возникает затопление подвала. Усилить несущую способность плиты можно расположением армирующей сетки ближе к подошве плиты, и устройством внутренней стены повала.

Расположение наружных стен по отношению к краям фундаментной плиты тоже играет существенную роль в распределении приложенных нагрузок.

 

Рис. 71. Гидростатическое давление, действующее на фундамент и стены подвала: 1 — уровень грунтовых вод; 2 — давление воды

 

Изгибающие моменты, действующие на фундаментную плиту при различном расположении наружных стен, показаны на рис. 72. Из рисунка видно, что изгибающий момент, приложенный к фундаментной плите, существенно возрастает, если стены расположены вплотную к периметру. На слабых грунтах эти силы могут вызвать разрушение плиты со всеми отсюда вытекающими последствиями. В случае, когда плита выходит за контур фундамента, величина изгибающего момента снижается, и несущая способность плиты увеличивается. Деформация фундаментной плиты может возникнуть и в случае искусственного нарушения ее целостности, например, проемом под смотровую яму для обслуживания и ремонта автомобиля (рис. 73).

Конечно, на плотных материковых грунтах с низким уровнем грунтовых вод эти силы не оказывают большого значения на эксплуатационные свойства фундаментной плиты и в расчет могут не браться. На слабых же просадочных грунтах они силы могут достигать больших значений и поэтому должны учитываться при проектировании фундаментов. В таких случаях фундаментная плита выполняется после специального расчета со строгим соблюдением технологии строительных работ.

 

Рис. 72. Нагрузка фундаментной плиты изгибающим моментом: а — при расположении стен вплотную к периметру фундаментной плиты; б — края фундаментной плиты выходят за контур фундамента

 

Стены подвала испытывают большие боковые нагрузки, возникающие от давления грунта. При значительном заглублении подвала эти силы могут оказаться достаточно большими и вызвать разрушения стены, особенно если фундаментные блоки уложены неправильно (рис. 74). Силы бокового давления грунта существенно возрастают, если рядом со стеной расположен грузоподъемный кран, выполняющий монтажные работы и подачу строительных материалов к месту работ по строительству надземной части дома. Увеличивают силы боковой нагрузки и вибрационные моменты, возникающие при движении автомобилей по дороге, расположенной рядом со стеной дома.

 

Рис. 73. Деформация фундаментной плиты при воздействии веса дома

 

Рис. 74. Разрушение стен подвала при значительном заглублении

 

При сборном варианте фундаментов противостоят этим нагрузкам только силы трения между фундаментными блоками, которых порой бывает явно недостаточно.

Для того чтобы силы бокового давления не разрушили стены подвала, укладка фундаментных блоков должна выполняться со строгой перевязкой швов, особенно в углах здания. Для стандартных фундаментных блоков перехлест блоков в углах получается минимальный и, как правило, является недостаточным для эффективной перевязки швов. Для увеличения перехлеста фундаментных блоков используют укороченные (доборные) блоки или монолитные вставки, заполняющие образовавшийся при раскладке фундаментных блоков зазор (рис. 75). Однако правильной расстановки фундаментных блоков бывает недостаточно. При большой длине стены силы трения между фундаментными блоками не в состоянии противостоять силам бокового давления, и в результате возникает угроза разрушения стен подвала.

 

Рис. 75. Использование укороченных (доборных) блоков для обеспечения перевязки угловых швов: 1 — укороченные (доборные) блоки

 

Значительно усилит сопротивляемость стен силам бокового давления армирование кладки фундаментных блоков. Армированием добиваются повышения прочности стены, принимающей на себя большие механические нагрузки.

При продольном армировании стальные стержни арматуры следует соединять между собой сваркой. При устройстве стыков внахлестку без сварки концы стержней должны заканчиваться крюками и связываться проволокой на длине равной 20 диаметрам.

Армированная стена уже работает по другой расчетной схеме и рассматривается как набор горизонтально расположенных балок, передающих боковую нагрузку от грунта на внешние и внутренние стены подвала.

Монолитная конструкция стен подвала, усиленная арматурным каркасом, помогает избежать всех этих недостатков. Такая технология повсеместно применяется за рубежом, где для строителей разработаны целые серии инвентарных опалубок, что снижает трудовые затраты на их возведение. К сожалению, наша строительная индустрия инвентарными опалубками для малоэтажного строительства не располагает, поэтому индивидуальным застройщикам приходится опалубочные работы выполнять старым "дедовским" способом. Это несколько увеличивает трудоемкость строительных работ, но зато монолитные стены способны выдерживать большие боковые нагрузки и легко защищаются от грунтовой влаги.

Толщина монолитной стены должна быть не менее 0,3 м, а опалубку для нее лучше сделать из строганной доски, что позволит избежать трудоемкого выравнивания внутренних стен подвала штукатуркой или затиркой.

Стены подвала при столбчатых или мелкозаглубленных фундаментах сооружают отдельно. Стены подвала могут совмещаться с осью основных фундаментов или размещаться на некотором удалении от них (рис. 76). При этом форма подвала может быть прямоугольной или круглой (рис. 77). Для строительства таких стен может использоваться красный полнотелый глиняный кирпич или бетонные блоки облегченных конструкций, которые в большом ассортименте представлены на современном рынке. При этом прочность кирпичной кладки должна быть такой, чтобы успешно противостоять боковым нагрузкам от грунта. Для усиления кирпичной кладки ее армируют стальной проволокой диаметром 3-4 мм или сеткой "зигзаг". Использование для кладки пустотелых блоков дает экономию материалов до 35-40 %.

 

Рис. 76. Варианты взаимного расположения мелко заглубленного фундамента и стены подвала: а — на расстоянии; б — совмещенные

 

Рис. 77. Круглая форма подвала

 

 

 


© 2014. Все права защищены.

Публикация материалов сайта разрешена при условии ссылки на Сельская жизнь