Самые распространенные ошибки при строительстве фундаментов
Стоимость фундамента составляет примерно 20–25% от цены коробки дома, и поэтому вполне понятно стремление застройщиков сократить часть затрат. Но одно дело — грамотная экономия, например, за счет применения эффективных конструкций фундаментов. И совсем другое — экономия на качестве материалов и профессионализме исполнителей
Такая «бережливость» приводит к многочисленным ошибкам, и исправить их будет сложно и дорого (до 50–70% от общей суммы расходов на строительство), а иногда и просто невозможно. Какие же ошибки допускают при возведении фундаментов?
Земляные работы, водопонижение
Начальный этап работ по созданию фундамента — подготовка участка под застройку. Уже на стадии рытья котлована могут произойти первые ошибки. Существует проектная отметка, на которой должна находиться подошва фундамента. И обычно в документации содержится указание: «Недобор до проектной отметки — 10–20 см». Это значит, что основную массу грунта вынимают экскаватором (в зависимости от типа фундамента), а последний слой (10–20 см) снимают вручную лопатами. Если же траншея или котлован вырыты глубже, чем это необходимо, засыпать грунт обратно, конечно, можно. Но утрамбовать его до плотности грунта естественного сложения не удастся. Подсыпка в значительной степени ослабит несущую способность грунта. Выходов из данной ситуации два: либо подсыпать вместо выкопанного излишка песок и щебень и тщательно утрамбовать их, либо возводить фундамент на том уровне, который получился в результате ошибки. Правда, и в одном, и в другом случае придется вносить соответствующие изменения в проект, что повлечет за собой дополнительные финансовые расходы. Неизбежно и возрастание затрат на стройматериалы.
Фундамент — конструкция, предназначенная для передачи и распределения веса здания на основание (грунт). Цоколь — это нижняя часть наружной стены здания или сооружения, лежащая непосредственно на фундаменте
Песчано-гравийное основание котлована следует уплотнять послойно. Кроме того, песок еще надо умеренно проливать водой: сухой или переувлажненный песок плохо утрамбовывается. Лучше проводить механизированное уплотнение виброплитой, поскольку трамбовка вручную не обеспечивает одинакового качества работ по всей площади основания. Все недочеты на этой стадии строительства могут привести к неравномерной осадке фундамента.
Марки бетона
Бетон делят на марки по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. Первый показатель означает предел прочности при сжатии (кг/см²). Марки бетонов по прочности: 100, 150, 200,250, 300, 400, 500. Чем выше марка, тем большую нагрузку способен воспринимать бетон. Для каждой марки бетона используют определенную марку цемента. Для бетона марки 100 — М 200, для бетона 150 и 200 — М 300 и т. д.
Показатели морозостойкости бетона определяют его способность подвергаться попеременному замораживанию и оттаиванию без разрушения. Марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.
По водонепроницаемости бетон делят на марки W2, W4, W6, W8 и W12. Марка обозначает способность бетона выдерживать напор воды.
Какую марку бетона использовать для фундамента? На этот вопрос точный ответ может дать лишь автор проекта вашего дома после тщательно проведенных расчетов. Но если говорить о марке прочности, то, как считают специалисты, для строения размером менее 6 х 6 м хватит марки М 200, для домов большей площади — М 300.
Фундамент рекомендуется закладывать сразу после земляных работ, чтобы не допустить размывания и осыпания грунта и частичной потери им несущей способности, а в зимнее время — не проморозить основание. Один из главных врагов строителей — дождь. Еще вчера светило солнце, а сегодня вырытые под фундамент траншеи (или котлован) залиты водой. Что делать? Воду и разжиженный грунт следует обязательно удалить, основание высушить. А чтобы избежать подобной ситуации, для отвода воды (в том числе и грунтовых вод) устраивают систему водоотведения. С этой целью по периметру котлована, на расстоянии 0,8–1,5 м от будущего фундамента, роют канавы с уклоном 0,002–0,006° в сторону сборного отводящего рва, откуда стоки насосом сбрасывают на рельеф. Для понижения уровня грунтовых вод на линии подошвы фундамента прокладывают трубы с отверстиями с уклоном к дренажному колодцу, после чего производят обратную засыпку гравием, крупным песком. Чтобы дренажные трубы не заиливались глинистым грунтом, их обертывают геотекстилем.
При строительстве фундаментов необходимо заранее предусмотреть в них технологические отверстия для последующей прокладки инженерных коммуникаций; заделка этих отверстий должна быть герметичной
Опалубка, армирование и бетонирование
Достаточно большое количество ошибок допускается на стадии устройства опалубки и укладки арматуры. Что используют при строительстве многих загородных домов в качестве опалубки? Как правило, обрезные доски толщиной 40 или 50 мм (опалубка из досок меньшей толщины прогибается в процессе заливки бетона, и ширина фундамента получается разной, кроме того, существенно вырастает расход бетонной смеси). Очень часто доски сбивают так, что между ними остаются щели, в которые вытекает цементное молочко. Происходит обезвоживание и расслоение бетона, следовательно, смесь при затвердении не обеспечит заданную марку по прочности. Серьезные компании применяют инвентарную опалубку, а также щиты из влагостойкой фанеры, выдерживающие от 20 до 80 циклов использования. При такой опалубке поверхность фундамента получается более гладкой и ровной, а это немаловажно, ведь на бугристое основание очень трудно качественно наклеить гидроизоляцию.
Основой фундамента является арматурный каркас. От того, насколько он грамотно выполнен, зависит способность фундамента к восприятию нагрузки. Одна из самых типичных ошибок — несоблюдение длины перехлеста арматурных стержней при их сращивании. Отступление от указанной в проекте величины перехлеста и расположение стыков в одном сечении приводит к некачественному армированию — в этих местах оно может быть ослаблено, вот почему стыки арматуры надо делать вразбежку. Если не соблюден шаг арматуры или неправильно подобран ее диаметр, фундамент будет не способен воспринимать нагрузки от здания.
Между плоскостью опалубки и арматурой должен быть предусмотрен защитный слой не менее 20 мм. Очень часто строители об этом забывают (а некоторые и не знают), и арматура касается опалубки. К чему это ведет? К тому, что арматура останется оголенной и в дальнейшем не будет работать совместно с бетоном.
Уровень планировки земли в строительстве принято называть черновой отметкой. А нулевая отметка — это отметка чистового пола первого этажа. Она является точкой отсчета, от которой все уровни нижележащих конструкций обозначаются знаком «минус»
От качества укладки бетона во многом зависит его прочность, а значит, и долговечность фундамента. Бетон обязательно нужно уплотнять с использованием глубинного вибратора. Укладку бетона осуществляют горизонтальными слоями без разрывов. Толщина слоя — 30 см, чтобы длина насадки аппарата обеспечивала бесперебойную работу. В ходе процесса бетонная смесь разжижается и приобретает способность легко заполнять пустоты и выдавливать содержащийся в ней воздух.
Уход за бетоном
После заливки бетона сооружение фундамента в целом завершено. Казалось бы, риск допустить ошибку уже позади. На самом деле это не так. Во-первых, строители очень часто забывают о правильном уходе за бетоном. В жаркие летние дни его необходимо поливать водой для обеспечения гидратации цемента или накрыть на 2–3 дня водонепроницаемой пленкой, чтобы предотвратить быстрое испарение влаги. При строительстве в зимнее время нужно осуществлять прогрев бетона на +18. +23°С в течение трех дней до набора им 70%-й прочности. Для этого по арматурному каркасу закрепляют греющие электропровода, к которым поступает ток от понижающего трансформатора. Во-вторых, нередки случаи, когда рабочие не дожидаются проектного набора прочности фундамента, а начинают уже через неделю его нагружать: укладывать перекрытия, возводить стены. Это очень грубая ошибка, которая может привести к появлению в фундаменте трещин.
Допустимые отклонения расстояния между внутренними сторонами стеновой опалубки от проектных размеров — 3 мм. Отклонения кромок щитов от прямой линии могут составлять не более 4 мм. Неровности опалубки при проверке двухметровой рейкой ограничены 3 мм
Гидроизоляция и утепление
Если не оградить бетон от воздействия влаги, то, впитавшись в его поры, при замерзании вода расширится. Это приведет к образованию микротрещин, через которые влага будет просачиваться в фундамент. Вот почему необходимо качественно выполнить его вертикальную и горизонтальную гидроизоляцию. Ошибки на данном этапе связаны с использованием неподходящих материалов или нарушением технологии их укладки. Например, рулоны гидростеклоизола перед применением должны быть выдержаны не менее суток в помещении с температурой +20°С. Очень часто это правило не соблюдается, поскольку иногда единственным отапливаемым помещением на участке является бытовка, где живут строители, однако из-за тесноты положить туда рулоны материала нет возможности. И если в этом случае температура на улице гораздо ниже +20°С, то укладка гидростеклоизола идет с нарушениями.
Все поверхности фундамента перед устройством гидроизоляции должны быть высушены (допускается влажность не более 5%) и загрунтованы праймером. На практике из-за погодных условий далеко не всегда возможно осуществить просушку, и поэтому изоляцию клеят к переувлажненной основе. Добиться надежной фиксации в данном случае очень сложно.
Практически те же ошибки связаны и с укладкой теплоизоляции (при имеющихся подвальных помещениях). По словам специалистов, занимающихся экспертизой строительства, они довольно часто сталкиваются с тем, что в качестве теплоизолирующего материала используют обычный пенопласт марки 5 или 10. Этого недостаточно для качественного утепления. Не следует забывать, что из-за рыхлости пенопласт после обратной засыпки уже имеет толщину не 50 или 100 мм, а 25 и 50 мм соответственно.
Конечно, из-за одного незначительного нарушения ни с фундаментом, ни с домом в дальнейшем ничего страшного не про изойдет. Но, как правило, такие нарушения накладываются одно на другое. Например, строители возводят фундамент в зимнее время. Какие бы усилия они ни прикладывали, добиться уплотнения песчаного основания до коэффициента 0,98 на морозе нереально. Вот уже одно нарушение. Далее рабочие переходят к укладке арматуры. Часто она бывает ржавой, но никто очищать ее и не думает — так появляется вторая ошибка. Иногда во время вязания арматурного каркаса строители ходят по верхней сетке, из-за чего она начинает прогибаться, а порой и ломается при заливке бетоном. Вот уже третий недочет. Таким образом набирается достаточное количество нарушений. Конечно, архитекторы при проектировании фундамента закладывают более высокие нагрузки, чем это необходимо, но порой сумма недочетов сводит на нет предусмотренный запас прочности. В итоге — неравномерная осадка фундамента, трещины, потеря им несущей способности.
Источник
Деформация грунта основания фундаментов при замачивании
Закономерности набухания грунта под воздействием внешней нагрузки изучали в напряженной зоне, создаваемой опытными фундаментами. Например, в сарматских глинах в двух котлованах размером 9×9 м устраивали по одному фундаменту размером 2×2 с заглублением на 0,5 м. В фундаментах располагали глубинные марки для определения перемещений грунта на глубину 5,6— 6,5 м, а также поверхностные марки для замера перемещений дна котлована вокруг фундамента.
Относительное набухание элювия при замачивании водой и 1 %-ным раствором серной кислоты при нагрузке 0,028 МПа составляет 4,2 и 10%. Таким образом, при замачивании грунта растворами серной кислоты увеличивается как скорость, так и набухание. Так, при замачивании 10 %-ным раствором серной кислоты массива глин на глубину 5 м подъем поверхности составил 238 мм, а при замачивании их водой на глубину 7м — всего лишь 92 мм. Относительное набухание при замачивании кислотой было в 1,5—5,5 раза больше, чем при замачивании водой. Отсюда следует, что при строительстве на глинистых грунтах сооружений, где размещается производство, потребляющее серную кислоту или другие жидкости, при исследовании необходимо производить замачивание глинистых грунтов этими жидкостями. 2
0,1 МПа.
Замачивали через поверхностный слой щебня и скважины глубиной 7 м. В котловане № 9 размером 8×15 было устроено три фундамента размером 1×1 м, давление по подошве которых составляло 0,1; 0,2 и 0,3 МПа. Послойные деформации слоев в основании этих фундаментов на глубинах 0,25; 0,5; 0,75 и 1 замеряли с помощью марок, устанавливаемых в одной скважине, расположенной под центром фундамента.
Аналогичная методика испытаний применялась при испытании аральских, майкопских, хвалыиских и других глин. Так, в хвалынских глинах в котловане размером 20×20 м были устроены фундаменты размером 0,7×0,7 м, давление по подошве которых составляло 0,015; 0,025; 0,05; 0,2 и 0,3 МПа. Грунт замачивали через скважины глубиной 3 м.
Характер послойных деформаций слоев грунта, находящихся в напряженном состоянии от внешней нагрузки, аналогичен по характеру слоев под действием собственною веса. Так, наибольший подъем поверхности дна котлована наблюдается в месте расположения фундамента. С увеличением глубины подъема слоев грунта уменьшается. В рассматриваемом случае при действующем в основании и напряжении от фундамента происходит набухание грунта. Увеличивая внешнюю нагрузку, можно предотвратить набухание грунта в основании. Для предотвращения разуплотнения грунта внешняя нагрузка должна быть больше давления набухания.
Учитывая, что давление набухания зависит от состояния грунта, например для грунтов повышенной влажности, деформации набухания можно предотвратить, создавая на фундамент меньшие нагрузки, чем для грунтов более низкой влажности. Поэтому была предпринята попытка путем увеличения влажности сарматских глин снизить давление набухания и проследить закономерности деформаций основания при различной нагрузке. С этой целью в котловане № 10 была искусственно увеличена влажность грунта с 38 до 43 % на глубину 3 м. На увлажненном частично набухшем грунте устраивали фундаменты размером 1×1 м, давление по подошве которых составляло 0,05; 0,1; 0,2 и 0,3 МПа. После стабилизации осадки от нагрузки грунт замачивали через поверхностный слой щебня и дренажные скважины на глубину 8 м.
Во втором случае происходит непрерывный подъем всех слоев фундамента. Характер движения слоев грунта под фундаментом с р = 0,3 МПа иной. В начальный период наблюдается практически одинаковый подъем фундамента и всех слоев.
В дальнейшем подъем слоев опережает перемещение фундамента, при этом разница в подъеме увеличивается во времени. В этом случае характер деформаций слоев грунта по глубине оказывается различным. Так, в верхнем слое, расположенном ниже подошвы фундамента до глубины 0,25 м наблюдается уменьшение толщины слоя, т. е. происходит сжатие грунта. Толщина этого слоя в результате замачивания уменьшилась на 15 мм. В противоположность этому слою в нижних слоях (Н > 0,25 м) происходит разуплотнение грунта, вызванное его набуханием. Величина деформации набухания грунта в слое, расположенном на глубине 0,25—1,5 м составила 8 мм, а основной подъем фундамента про-изошел в результате подъема слоев, расположенных на 1,5 м ниже подошвы фундамента.
Следовательно, увеличение давления по подошве от 0,05 до 0,3 МПа привело к снижению подъема фундамента, но не устранило его полностью, несмотря на то, что действующее по подоите давление превысило давление набухания грунта данного состояния. Относительное набухание закономерно уменьшается с возрастанием давления и в слоях (на глубине 1,5 м), расположенных под фундаментом, при р = 0,3 МПа составляет всего около 1 %, в то время как при р = 0,05 МПа оно в среднем равно 4,2 %.
При замачивании в котловане № 9 грунта природной влажности (w = 38 %) деформации слоев под штампами в пределах давлений по подошве до 0,3 МПа аналогичны деформациям под рассмотренным выше фундаментом с р = 0,05 МПа, устроенным в котловане № 10, т. е. в пределах всей напряженной зоны наблю-дается набухание грунта. При этом относительное набухание грунта в слоях, расположенных в напряженной зоне, больше это-го набухания в рассмотренном выше случае. Так, относительное набухание слоя, расположенного на глубине 0-1 м при давлении по подошве фундамента 0,1 МПа равно: в котловане № 10 — 0,9 %; в котловане № 9 — 3,5 %; в основании под штампами с р = 0,3 МПа — 0,4 и 0,8 % соответственно для котлованов № 9 и 10.
Зависимость подъема фундамента от замачиваемой площади
Эксперименты показали, что подъем фундамента зависит от размеров замачиваемой площади; давления по подошве фундамента, при этом подъем уменьшается с увеличением ее площади; вида и состояния грунта; площади подошвы фундамента.
Нагрузка от фундамента изменяет характер деформаций замачиваемого грунта. По мере удаления от фундамента подъем поверхности грунта увеличивается до максимального значения, соответствующего среднему подъему дна котлована. Расстояние от грани фундамента (размером 2×2 м) до точки с максимальным подъемом поверхности составляет 1,5а (где а — полуширина фундамента) — при давлении по подошве 0,1 МПа и 2,5а — при 0,21 МПа.
Проведенные исследования показали, что время, необходимое для стабилизации подъема фундамента, меньше времени стабилизации подъема поверхности дна котлована. Например, подъем фундаментов, устроенных на сарматских глинах (кот-лован № 10), прекратился практически через 5 мес, а в котловане № 9 — через 1,5 мес, т. е. проявляется та же закономерность, что и при действии собственного веса: время набухания грунта уменьшается при возрастании действующего в массиве напряжения.
Исследования с замачиванием массива и с одновременным замером послойных деформаций грунта, находящегося в напряженном состоянии от действия внешней нагрузки и собственного веса, позволили установить зависимость относительного набухания от давления или глубины расположения слоя. Зависимость esw = f(p) при действии собственного веса грунта построена по результатам замачивания грунта в котлованах, имеющих одинаковую площадь, а при действии внешнего давления — по результатам определения набухания слоев, залегающих под фундаментами.
Характер зависимости esw = f(p) при действии внешней нагрузки аналогичен ее характеру при испытании грунта в компрессионных приборах. Однако абсолютные значения esw при соответствующих значениях давлений в последнем случае оказываются большими, что определяется различными условиями работы грунта. Установлено, что в пределах давлений до 0,3 МПа наблюдается линейная зависимость между отношением с = е sw f/esw,l и действующим давлением (здесь eSW)f — относительное набухание грунта в слоях, расположенных в напряженной зоне от фундамента; esw, l — относительное набухание, полученное в компрессионных приборах).
Значения коэффициентов с0 и к составляют для глин: сарматских — 0,9 и 0,036; хвалынских — 0,87 и 0,037; аральских — 0,91 и 0,032; майкопских — 0,89 и 0,034. Характер напряженного состояния массива под действием собственного веса грунта при набухании практически такой же, как и при действии внешней нагрузки, т. е. в слоях, расположенных под фундаментами. Поэтому значения относительного набухания, полученные при действии собственного веса, совпадают с их значениями, вычисленными при воздействии внешней нагрузки. При давлении 0,09 МПа происходит скачкообразное уменьшение значения относительного набухания под действием собственного веса (характер этой зависимости не изменяется при больших давлениях).
Следовательно, условия работы грунта при набухании под действием собственного веса в случае значительных давлений (или на больших глубинах от поверхности) остаются такими же, как и во всех рассмотренных выше случаях. В то же время скачкообразное уменьшение 6gW, наблюдаемое при давлении 0,09 МПа или для слоев, расположенных ниже 5 м от поверхности, может быть вызвано действием дополнительного давления. Это давление эквивалентно такому внешнему давлению, при котором происходит уменьшение относительного набухания (на продолжении зависимости esw = f (р) от действия собственного веса, равное разности esw между этими величинами при изменении глубины от 5 до 6 м. Это дополнительное давление обусловлено влиянием неувлажняемой части массива на слои, деформируемые в результате набухания грунта.
Источник