Материалы для фундамента дома
На подготовительном этапе постройки дома, важно точно рассчитать и спланировать составляющие здания, такие как стены, межэтажные перекрытия, камины, лестницы, крыша, а также другие тяжелые конструкции, которые будут давить на грунт. После того как это сделано, и получив результат геологических исследований, можно планировать какого вида будет основание, в зависимости от характеристик почвы. Чтобы выбрать, требуется знать, какие материалы для фундамента используются, их преимущества и недостатки, а также количество, которое потребуется при различных вариантах.
Цемент
Самый популярный способ возведения фундамента, это железобетонная конструкция. Бетон по своей структуре – достаточно прочный материал, состоящий из отвердевшего цемента (вяжущее вещество) из различных наполнителей. Свойства бетона различаются в зависимости от качества вяжущего материала и вида заполнителя.
Каждый цемент имеет 2 обязательные маркировочные отметки:
- Прочность различают по «М» и трехзначному коду. Цифры показывают максимальное количество килограмм, которые выдерживает 1 см 3 , застывшего материала, смешанного с песком 1 к 3 частям. Максимально возможная прочность М700, используется в военном строительстве, и на строительном рынке для частных домов почти не встречается из-за дороговизны.
- Количество добавок показывает маркировка «Д», после которой идет процент примесей. Такие добавления позволяют цементу быстрее отвердевать, быть более стойким к воде и морозам, дают устойчивость к агрессивным средам. Всё зависит от вида добавок и количества.
- ПЦ – портландцемент – обычная цементная смесь, не имеющая специальных свойств;
- СС – смесь стойкая к сульфатам, для сооружений, находящихся в воде с большим содержанием минералов.
- ШПЦ – смесь с превышающим 20% содержанием добавок, относится к шлаковым цементам;
- ВРЦ – водонепроницаемая смесь, используется для обработки швов и трещин в сооружениях, контактирующих с водой;
- БЦ – белый цемент, применяется для отделки помещений;
- ПЛ – смесь пластифицирована для морозной стойкости.
- Б – быстрая скорость отвердевания;
- ГФ – гидрофобная смесь, не впитывающая влагу в течение 6-10 минут.
Маркированные мешки с цементом
Для основания используют цемент, начиная с М350, и чем тяжелее здание, тем больше должно выдерживать основание. Самый популярный состав для частных домов, это М400-Д20, благодаря дополнительным добавкам готовое сооружение приобретает большую прочность к грунтовым водам и сезонным похолоданиям.
Рекомендуют выбирать смесь на 10-15% прочнее, чем требуется для выдерживания жилого здания. Это делается из-за того, что в нем будут вестись дополнительные отделочные работы, присутствовать предметы интерьера и проживать люди, что создаст дополнительную нагрузку. Также отдельно требуется посчитать количество цемента для отмостки и если нужно подбетонки.
Песок или другие наполнители
Песок самый распространенный материал на строительной площадке. Его добавляют в бетонные смеси, создают песчаные подушки между фундаментом и грунтом, подстилают под отмостку. Для смесей потребуется мелкий кварцевый, а для грунтовых работ нужно приобрести песок со средними и крупными фракциями.
Рассчитать количество песка, требуемого для бетона, просто. Нужно цемент умножить на 3, что покажет, сколько потребуется для создания бетонного основания. Для надежности готовую цифру умножают еще на 1,2, чтобы создать запас, и не останавливать строительные работы из-за непредвиденно закончившихся материалов. Для подушки песок закупается согласно с площадью траншеи или котлована, умноженной на высоту будущей подготовки, в метрах. Для отмостки требуется такой же песок.
Песок и щебенка, готовые к засыпке
Если не используются утеплители, но присутствует гидроизоляция, потребуется купить мелкий песок для защиты от растений и каменистых включений в грунте. Сумма площадей всех стен умножается на 0,1 (10 см защиты), после чего требуется добавить еще 10-15% на непредвиденные расходы.
Когда здание строится на неустойчивых или влажных грунтах, требуется выровнять и дополнительно отделить фундамент от почвы. Для этого используется щебень. Формируемый в плотную подушку, под песком, он предотвращает повреждения основания из-за морозного пучения или слишком большого количества влаги в земле. Он также используется в отводе влаги от опор, и в дренажной системе.
Иногда из него создается подбетонка, щебень смешивается с цементом М100–150, и получается легкий бетон, который быстро застывает. Такой способ позволяет незначительно сэкономить на вяжущем веществе, но требует дополнительных затрат времени на вымешивание и выравнивание.
Арматура
Бетон хорошо выдерживает большое давление, но очень слаб на изгиб, что приводит к появлению трещин и сдвигов, происходящих при изменении окружающей температуры. Если грунт в одном месте ослабнет, то стены фундамента начнут растягиваться, и давление будет распределяться неравномерно, что снизит срок службы. Поэтому в основание монтируется стальная арматура, удерживающая бетонную конструкцию в одном положении, не позволяя растягиваться, проседать или появляться трещинам.
Железобетон по прочностным характеристикам превосходит обычный бетон, что идеально подходит для долговечного строительства. Между арматурой и краем бетона должно быть 4-6 см, для того чтобы исключить коррозийное воздействие грунтовых вод. Прутья арматуры связываются в сетку с помощью проволоки, или же свариваются в монолитную конструкцию. Чаще всего используются железные прутья диаметром от 10 мм, со специальными насечками, которые увеличивают сцепление с цементным раствором. Для больших, тяжелых зданий требуется арматура 16 мм.
Для основания, которое служит стенами цоколя или подвала, требуется арматура большего сечения, из-за высоты фундамента. Лучше всего подходит 12 мм для цоколя, легких и средних по тяжести домов. А для подвала выбирается 14 мм, если здание средней тяжести, при тяжелых требуется арматура с 16 мм сечением. Прутья для боковых стенок фундамента связываются в сетку, с шагом 15-20 см. Если основание толстое, то закладывается несколько слоёв каркаса, с расстоянием в 10 см, и сцепленных между собой арматурой.
Если арматура используется для создания железного каркаса бетонной плиты, то ячейки сетки не должны превышать 10 см. При тяжелых домах возводится подбетонка, в которую вставляются вертикальные связующие штыри, которые образуют монолитное основание, и позволяют равномернее переносить давление на грунт. Для тонкой плиты возможен один слой арматуры. Такие основания используются на устойчивых грунтах, не подверженных морозным пучениям.
Фундаментный каркас из арматуры
Чтобы избежать разрушения толстой плиты для фундамента дома, требуется каркас из нескольких, удаленных по горизонтали друг от друга сеток. Такое пространственное решение используется для укрепления бетонной плиты, стоящей на влажных, пучинистых и неустойчивых почвах, а также применяется для тяжелых домов, или зданий с подземными помещениями.
Сетки для плитного фундамента соединяются между собой только навариванием, чтобы исключить деформацию под весом не застывшей бетонной массы.
Изоляционные материалы
Важной составляющей любого основания является изоляция от воздействия окружающей среды. Чем меньше негативных факторов будет влиять на фундамент для дома, тем надежнее будет опора, и дольше простоит без ремонта. Когда возникает вопрос что нужно для теплоизоляции, то нужно знать какие требования выдвигаются к фундаментной изоляции.
Теплоизоляция должна иметь следующие характеристики:
- стойкость к влажной среде, не пропуская и не размокая;
- выдерживать давление, оказываемое окружающим грунтом, не теряя своих свойств;
- низкую теплопередачу;
- доступную цену;
- возможность самостоятельного монтажа;
- выступать защитой для гидроизоляции.
Несмотря на то что теплоизоляционных материалов достаточно много, всем требованиям отвечают только 2. Экструдированный пенополистирол (ЭППС), изготовляемый из той же массы что и пенопласт, благодаря другому способу обработки гранул, не сдавливается и не крошится, имеет более однородную структуру. Керамзитовый гравий, изготавливаемый из обожженной глины, имеет овальную форму, и не повреждает гидроизоляцию.
Теплоизоляция и гидроизоляция фундамента
ЭППС выдерживает до 2 т на кв. м., но может продавливаться каменистыми включениями грунта. Поэтому требуется дополнительное оштукатуривание специальной смесью или защитная прослойка из песка. Используется только для фундамента, кровли и отмостки. Из-за высокой плотности материала, нельзя устанавливать на наружные стены зданий, из-за того, что все отделочные работы, напитавшись водой, отклеятся от него.
Керамзитовый гравий используется как теплоизоляция для фундамента и отмостки, но он может накапливать воду в щелях между фракциями. Для изоляции требуется большая траншея, в которую засыпается и утрамбовывается материал.
Изолировать требуется не только боковые поверхности фундамента, но и низ и верх, отделяя от проникновения грунтовых вод или осадков, а также потери тепла.
Виды гидроизоляционных материалов, используемых для основания:
- рулонные;
- обмазочные (битумная мастика);
- напыляемые (жидкая резина).
Обязательно требуется создать гидроизоляцию фундамента, которая может предотвратить попадание воды в поры бетона. Если этого не сделать, то при остывании окружающего грунта, вода будет расширяться, и разрушать основание. Также возможны появления сырости в подземных помещениях, ведущие к развитию плесени и грибка. Важность гидроизоляции можно подробно объясняется на видео:
Точный расчет требуемых для постройки материалов – главная причина быстро и качественно возведенного фундамента. Из-за больших объёмов нужных для постройки одноразовая закупка материалов по оптовым ценам позволит значительно сэкономить.
Источник
Материалы для устройства фундаментов.
Они должны обладать определенной прочностью, неразмокаемостью, морозостойкостью и устойчивостью к воздействию агрессивных грунтовых вод. Всем этим требованиям в наибольшей степени отвечают железобетон и бетон.
Является универсальным материалом для устройства фундаментов. Особенно незаменим железобетон при устройстве гибких фундаментов, т.к. он сопротивляется изгибу. Он является весьма морозостойким материалом. Для возведения монолитных железобетонных фундаментов не допускается применение тяжелого бетона класса ниже B5, а для сборных фундаментов B7.5. для армирования железобетонных фундаментов применяют стальную арматуру класса А-lll и арматурную проволоку Bp-l и Bp-ll. В качестве монтажной и поперечной арматуры используют арматурную сталь класса A-l и A-ll.
Применяют для массивных жестких фундаментов, материал которых работает только на сжатие.
Кроме бетона и железобетона при возведении фундаментов используются следующие материалы:
6. бутовая кладка на цементном или известковом растворе. Этот материал в настоящее время применяется очень редко – только в индивидуальном строительстве. Используется для фундаментов, работающих на сжатие.
7. Цементогрунт. Применяется в качестве материала для устройства мало нагруженных фундаментов, работающих только на сжатие, и при отсутствии агрессивных грунтовых вод.
8. Кирпичная кладка. В основном используется для возведения стен подвалов. Недостатки: водопроницаемость, невысокая прочность.
9. Дерево. Используется в качестве фундаментов временных сооружений (не относится к деревянным сваям).
10. Металл. Ввиду дефицитности и высокой стоимости используется ограниченно. Только в качестве материала для фундаментов сборных сооружений, когда фундаменты должны иметь маленький вес.
Конструктивные особенности ФМЗ.
ФМЗ делятся на три типа:
4. Отдельные (отдельно стоящие) фундаменты
5. Ленточные фундаменты
6. Сплошные фундаменты
Отдельные фундаменты устраиваются под колонны и стены. Наибольшее распространение получили монолитные, железобетонные отдельные фундаменты под колонны. Реже встречаются сборные отдельные фундаменты под колонны. Данные фундаменты целесообразно применять, когда объем фундамента не превышает 2 м 3 .
Монолитные фундаменты состоят из двух частей:
3. Плитная часть или плита
Плита имеет одну или несколько ступеней.
Подколонник может быть стаканного типа или безстаканным. Зависит от типа колонны, опирающейся на фундамент. Подколонник стаканного типа применяется, если на фундамент опирается сборная железобетонная колонна. Подколонник безстаканного типа применяется, если на фундамент опирается монолитная железобетонная, либо металлическая колонна. Сопряжение фундамента с колонной в этом случае осуществляется либо выпусками из фундамента (для железобетонной колонны), либо для металлической, путем крепления башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундамент.
Все размеры фундаментов в плане (подколонник, ступени, плита) принимаются кратными 30 см, общая высота фундамента должна быть кратна 30 см. Высота ступеней может быть 30, 45 и 60 см., но общая высота плитной части фундамента так же должна быть кратна 30 см.
Форма подошвы в плане может быть:
В случае прямоугольной подошвы b/l=0.5÷0.85. под подошвой монолитного фундамента устраивается бетонная подготовка толщиной 10 см из бетона класса B25, что препятствует утечке цементного молока из тела фундамента в грунт, а так же проникновению грунта в нижнюю часть фундамента.
Сборные железобетонные фундаменты под колонну.
Могут быть из одного или нескольких элементов. Менее целесообразны последние фундаменты, так как увеличивается трудоемкость и расход материала. Элементы сборных фундаментов устраиваются на песчаную выравнивающую подготовку толщиной 10 см.
Если элементы сборных фундаментов делать сплошными, они будут неэкономичными по сравнению с монолитными. Поэтому все более широкое применение находят сборные фундаменты из пустотелых элементов, что позволяет снизить расход бетона до 45%. В этом случае сборные фундаменты будут экономичнее монолитных.
ЦНИИ «Промзданий» разработана конструкция сборно-монолитного фундамента под колонну.
Фундамент состоит из монолитной плитной части подошвы и сборно-монолитного подколонника, который состоит из двух сборных железобетонных плит толщиной 250 мм, они служат опалубкой и включают в себя всю рабочую арматуру подколонника. С двух других сторон подколонника устраивают щитовую опалубку и бетонируют внутреннюю полость подколонника.
Отдельные столбчатые фундаменты под стены.
Состоят из ряда отдельных фундаментов (шаг 3-6 метров), на обрезы которых укладывают фундаментные балки. Столбчатые фундаменты могут быть монолитными и сборными.
Столбчатые фундаменты рекомендуется применять при возведении малоэтажных зданий с небольшими нагрузками на фундамент, возводимых на плотных малосжимаемых грунтах в основном в безподвальных зданиях.
Ленточные фундаменты мелкого заложения.
Устраиваются под стены и под ряды колонн.
Ленточные фундаменты под стены.
Устраиваются в виде непрерывной ленты, которая тянется под всей несущей или самонесущей стеной и повторяет ее конфигурацию в плане. Ленточные фундаменты могут быть монолитными и сборными.
Конструкция фундамента включает в себя, как правило, нижнюю ленту прямоугольную, тапецевидную или ступенчатую. (рис). И фундаментную стену. В зданиях с подвалом, фундаментная стена является стеной подвала. При небольших нагрузках на основание нижняя лента может отсутствовать, и фундамент будет состоять только из фундаментной стены.
Железобетонные плиты могут укладываться вплотную, а также на некотором расстоянии друг от друга, получается прерывистый фундамент. В плане фундаментные плиты могут быть прямоугольными или иметь угловые вырезы.
Стеновые блоки бывают сплошные и многопустотные. Они имеют ширину 30, 40, 50 и 60 см и высоту 28 и 58 см. толщину фундаментных стен рекомендуется принимать равной или меньше толщины наружных стен, величина свеса стены при этом не должна превышать 15 см. Стеновые блоки допускается укладывать с разрывом, оставляя проемы для выводов коммуникаций, однако длина проема не должна превышать 60 см.
Для придания фундаменту большей жесткости его швы могут армироваться.
Ленточные фундаменты под колонной.
Применяются для снижения неравномерности деформаций при строительстве зданий и сооружений на слабых, просадочных и набухающих грунтах.
Фундамент представляет собой монолитную или сборную ленту, устраиваемую под ряд колонн. Подколонники могут быть сборные или монолитные. Ленточный фундамент под колонны может быть как из параллельных так и из перекрещивающихся лент.
Сплошные фундаменты.(плитные, коробчатые, ребристые, гладкие).
Сплошной фундамент имеет вид сплошной железобетонной плиты, устраиваемой под всем зданием. На эту плиту опираются несущие конструкции (колонны и стены). Устраивается такой фундамент для уменьшения неравномерных осадок. Плиты изготавливаются из бетона не ниже класса B10 и армируются стальными сетками или каркасами из стали A-III.
Изготавливают в виде жесткого массива под всем сооружением, имеющим сравнительно небольшие размеры (дымовая труба, доменная печь, опоры мостов). Материалом служит бетон и железобетон. Форма их в плане определяется формой возводимого сооружения. Материал в теле такого фундамента работает только на сжатие.
Фундаменты глубокого заложения.
Расчет и проектирование свайных фундаментов.
Свайные фундаменты состоят из свай и ростверка. Несущими конструкциями являются сваи.
Свая – это длинный стержень, погружаемый в грунт в готовом виде или изготавливаемый в грунте и предназначенный для передачи давления от здания или сооружения на грунт основания.
Ростверк – это конструкция, объединяющая головы свай и обеспечивающая их совместную работу по передаче нагрузки на основание.
По характеру передачи давления на грунт основания сваи делятся на два вида:
1. Висячие сваи или сваи трения. Висячие сваи со всех сторон окружены сжимаемыми грунтами. Под нагрузкой такие сваи получают осадку и по их боковым поверхностям развивается сила трения Fs. Под нижним концом сваи – острием, возникает сопротивление грунта Fp. Несущая способность таких свай: Fd=Fp+Fs.
2. Сваи-стойки. Прорезают всю толщу слабого грунта и опираются нижним концом на практически несжимаемый грунт (скала, крупнообломочные грунты, глинистые грунты твердой консистенции). Под нагрузкой не получают вертикального перемещения, поэтому силы трения грунта по их боковой поверхности не развиваются. Считается, что свая-стойка передает все давление только через свой нижний конец на несжимаемый грунт. Несущая способность такой сваи: Fd=Fp.
По условию изготовления сваи делятся на два вида:
1. Сваи, изготавливаемые заранее и затем погружаемые в грунт, то есть забивные сваи
2. Сваи, изготавливаемые в грунте – набивные
Источник