Фундаменти малоповерхових житлових будинків

Фундамент є основним конструктивним елементом несучого кістяка будівлі, які приймають на себе всі навантаження будови і передавальним їх на грунт. Матеріаломісткість фундаменту в обсязі малоповерхового житлового будинку складає 10 ... 30%.

Конструктивні рішення фундаментів Основні конструктивні схеми фундаментів

Виготовляють такі фундаменти з місцевих будівельних матеріалів (природний камінь, бутобетон, червона цегла та ін), а також використовують монолітний бетон або збірні бетонні та залізобетонні блоки. Площина нижньої частини фундаменту називають підошвою, її розширення - подушкою, а грунт під нею - підставою. Грунти, в яких присутня значна кількість глини (супіски, суглинки і глини), називають спучуються при замерзанні. Решта грунти (піски, гравелисті та ін) складають групу невспучівающіхся при замерзанні. При відсутності підвалів і великих приямків на таких грунтах звичайно проектують фундаменти мілкого закладення, підошва яких розташовується на глибині не менше 0,5 м від рівня землі. На грунтах, що спучуються при замерзанні, глибину закладання підошви фундаменту зовнішніх стін приймають нижче товщини промерзаючого шару не менше ніж на 0,2 м. Для більшості районів нашої країни глибина промерзання грунтів перевищує 1 м, фундаменти з такою глибиною залягання підошви називають фундаментами глибокого закладання. Між архітектурно-планувальним рішенням малоповерхового будинку, конструкцією фундаменту і станом грунту існує певний взаємозв'язок. Наприклад, якщо архітектор в проекті будинку передбачає наявність підвалу, великого приямка або цокольного поверху, то фундамент повинен бути стрічкової конструкції, щоб успішно виконувати функції стіни підвалу. Стан грунту може вплинути на вибір варіанта архітектурного рішення підземної частини будинку. Наприклад, якщо будинок ставлять на грунти з високим рівнем стояння грунтових вод, то товщина стінок стрічкового фундаменту збільшується за рахунок додаткових елементів гідроізоляції, що призводить до деякого зменшення площі приміщень підземної частини. Крім того, може виникнути загроза підняття (спливання) підвальній частині разом з будинком або частини будинку з приямком під дією напору грунтових вод. У цьому випадку звичайно доводиться відмовлятися від проектування підземних приміщень або проектувати дорогу конструкцію фундаменту з якорями грунті або вантажем підлоги підземних приміщень. Практика експлуатації малоповерхових житлових будинків з фундаментами глибокого закладання показала, що спучуються при замерзанні грунти поступово виштовхують такі фундаменти із землі. За кілька років будинок може піднятися над рівнем землі на десятки сантиметрів, при цьому різні ділянки будівлі зазвичай піднімаються на різну величину, що призводить до перекосу вікон, дверей і навіть до раз лому стін. Таке явище відбувається від дії сил бічного тертя спучується грунту на поверхнях фундаментів, які перевищують протидія щодо малої маси будинку. Щоб нейтралізувати небажаний ефект спучування при замерзанні грунту, доводиться проектувати будинку без підвалів на фундаментах мілкого закладення з основою у вигляді піщаної подушки. При влаштуванні піщаної подушки грунт виймають на глибину нижче промерзання не менше 0,2 м і засипають виїмку грубозернистим піском з проливкой водою і з ущільненням пошарово. Засипання ведуть до позначки - 0,5 м від рівня планування ділянки. На отримане в такий спосіб штучне підставу встановлюють фундаменти мілкого закладення. Цей прийом дозволяє досягти значної економії матеріалів і коштів.. Коли під будинком розташовується грунт дуже різнорідний за ступенем спучування при замерзанні, то доводиться проектувати фундамент у вигляді помилку плити з монолітного залізобетону і на піщаній подушці. У деяких випадках виявляються ефективними пальові фундаменти, глибину закладення яких приймають значно нижче глибини промерзання грунту, де сили бічного тертя незамерзаючого шару перевищують силу тертя від спучується шару. Рідше на таких грунтах ставлять стовпчасті фундаменти з монолітного залізобетону з розширенням підошви, оскільки виготовлення їх вимагає великих трудовитрат. Стрічкові фундаменти у вигляді помилку стінок встановлюють по всьому контуру стін. Розмір підошви фундаменту визначають розрахунком у залежності від маси надземної частини, матеріалу фундаменту і несучої здатності грунту. Товщину його стінки визначають розрахунком на міцність і залежно від технологічних особливостей матеріалу, наприклад, стінку з бутобетону роблять завтовшки не менше 0,35 м залежно від розміру каменів заповнення. Для виготовлення стрічкових фундаментів використовують будь-які будівельні матеріали, крім дерева. На скельних грунтах частіше використовують монолітний бетон з включенням уламків скелі (бутобетон). Цей матеріал краще заповнює нерівності поверхні скельної основи. Стрічки фундаментів з бутового каменю відрізняються меншою витратою цементу, але мають велику трудомісткість і матеріаломісткість, З-за розміру каменів за стандартом мінімальну ширину стрічок приймають не менше 0,5 м. Як правило, стінки стрічкових фундаментів з цих матеріалів для малоповерхових будівель розширень в зоні підошов не мають. Стрічкові фундаменти з червоної цегли проектують для сухих міцних грунтів товщиною 0,25 ... 0,51 м. Подушку цегельного фундаменту краще робити з монолітного залізобетону товщиною не менше 0,1 м, що підвищує довговічність конструкції. Стрічкові фундаменти із збірних елементів виконують з бетонних блоків. Блоки виготовляють суцільними з легкого бетону (роd1600 кг/м3) або пустотілі з важкого бетону (Бо> 1600 кг/м3) заввишки 0,6 м, довжиною до 2,4 м і шириною 0,3, 0,4, 0,5 і 0,6 м, Стовпчасті фундаменти складаються зі стовпів і фундаментних балок. Фундаментні балки встановлюють по всьому контуру стін (аналогічно стрічок). Вони беруть яа себе навантаження від стін і передають її на стовпи. Стовпи встановлюють у місцях перетину стін і в проміжках між ними з певним кроком, який визначають розрахунком у залежності від маси будівлі і несучої здатності грунту. Конструктивні варіанти фундаментних балок та їх пропорції в залежності від кроку стовпів наведено на рис. IV. 2. Фундаментні балки з дерева використовують тільки під дерев'яні стіни. Між грунтом і низом фундаментної балки часто залишають повітряний зазор, щоб попередити підйом балки і розташованої на ній стіни силами спучуються при замерзанні грунту. Стовпи квадратного перетину в поперечнику виготовляють із збірних бетонних блоків, з монолітного бетону, червоної цегли, природного каменю. Розміри стовпів приймають з розрахунку на міцність (матеріалу і грунту). Для малоповерхових житлових будинків розмір подушки стовпа не перевищує 1 м, а горизонтальний переріз стовпа може бути рівним розміром підошви або бути меншим. В останньому випадку висоту подушки приймають 0,3 м. Розмір перетину стовпів та їх крок залежать від ваги будинку, матеріалу фундаменту і міцності грунту. Дерев'яні стовпчасті фундаменти частіше зустрічаються при реконструкції старих будівель і можуть бути використані при будівництві дерев'яних будинків на болотистих грунтах і на вічній мерзлоті. Проектують їх у вигляді тумб або стовпів на лежнях і хрестовинах (рис. IV. 3). Тумби встановлювали на піщаних сухих грунтах, виготовляючи з дуба, осики, модрини і кедра діаметром не менше 0,4 м. Стовпи на лежнях і хрестовинах застосовували на болотистих грунтах, вони більш довговічні з модрини і кедра. Фундаменти на коротких палях виявилися найбільш економічними для будівництва житлових малоповерхових будівель. Такі фундаменти виключають із процесу будівництва операції із земляних робіт. Короткі палі утримуються в грунті в основному за рахунок сил бічного зчеплення з грунтом. У районах з вічною мерзлотою пальові фундаменти зручні для влаштування провітрюваних підпілля, що зберігають структуру вічної мерзлоти грунту. Для будинків з дерева кращими є дерев'яні палі діаметром 0,2 ... 0,3 м, які вморажівают в свердловини. Дерево перешкоджає передачі теплоти від приміщень до мерзлоті, попереджаючи небезпечне подтаіваніе грунту біля палі. В інших районах для малоповерхового будівництва використовують короткі залізобетонні забивні палі, частіше квадратного перетину 150Х х150 мм, 200X200 мм, або буронабів-палі діаметром 300, 400 мм і більше. Глибину закладення коротких паль приймається не більше 2,5 м. Палі розташовують під стінами по аналогії з стовпчастими фундаментами, але з меншим кроком, який визначають розрахунком, По верху паль влаштовують ростверк. Балки ростверку мають багато спільного з фундаментними балками. Для їх виготовлення використовують ті ж матеріали. Суцільну плиту фундаменту під малоповерхові будинки проектують тільки у випадках будівництва будинків на грунтах з неразномерной осадкою або спученням і при високому рівні стояння грунтових вод (у будинках з підвалом), Плиту виконують з монолітного залізобетону важкого товщиною не менше 100 мм. Товщину плити визначають розрахунком у залежності від маси будинку, міцності грунтів і відстані між стінами. Для будинків без підвалу плиту фундаменту встановлюють на піщану подушку, що зменшує нерівномірність опади грунтів. У будинках з підвалом плита фундаменту одночасно виконує функції основи підлоги.

CТІНИ

Остови зі стінами з дрібних каменів,

Для виготовлення стін таких будинків використовують штучні і природні дрібні камені. В даний час в будівництві використовують штучні випалювальні камені (цегла глиняна повнотіла, пустотіла, пористий і керамічні блоки); безобжіговиє камені (силікатна цегла, пустотілі блоки з важкого бетону і блоки суцільні з легкого бетону); природні дрібні камені - рваний пляшок, пилені камені (туф, пемза, вапняк піщаник, черепашник і ін.) Розмір і вага каменів проектують відповідно до технології ручної кладки і з урахуванням максимальної механізації робіт. Стіни викладають із каменів із заповненням зазору між ними розчином. Найчастіше використовують цементно-піщані розчини. Для кладки внутрішніх стін використовують звичайний пісок, а для зовнішніх стін пісок малої щільності (перлітовий та ін.) Кладку стін ведуть з обов'язковим дотриманням перев'язки швів по рядах. Рядність кладки визначається числом рядів з поздовжньою фасаду укладанням каменів (ложкових) і рядів з поперечною фасаду укладанням каменів (тичкових).

Остови зі стінами з великих блоків, деталі

У різних регіонах країни для виготовлення цих елементів використовують максимум місцевих будівельних матеріалів (легкі бетони на місцевих заповнювачах, природний камінь, цегла, арболіт та ін.) Габаритні розміри блоків визначаються каталогом уніфікованих виробів, затверджених для даного регіону. Каталог визначає систему розрізання стін на блоки (рис. V. 10, а-г). Архітектор для своїх проектів використовує уніфікований набір блоків, розробляючи до них нові добірні елементи. Найпростішим варіантом добірних елементів вважають блоки, які можна виготовити в стандартному оснащенні, без докорінної її переробки. Зовнішні стіни в сучасному будівництві частіше розчленовують на блоки по дворядної системі розрізання. Товщину їх приймають у межах 250 ... 400 мм залежно від кліматичної зони будівництва та теплопровідності матеріалу. Несуча здатність стін з таких блоків для малоповерхових будівель завжди має запас міцності. Більш тонкі стіни перегріваються від дії сонячних променів і дуже швидко охолоджуються при різких похолоданнях (володіють малою тепловою інерцією), що погіршує мікроклімат житлових приміщень. При більшій товщині блоків збільшується їх монтажний вагу і витрати на їх перевезення та монтаж. Система розрізання зовнішніх стін передбачає обов'язкову перев'язку швів між збірними елементами поясних і простінкових рядів. Поясні ряди кладки складаються з поясних, перемич і кутових блоків. Перемич блоки встановлюють над отворами. Вони відрізняються від поясних наявністю сталевої арматури. Всі блоки поясних рядів мають чверті для спирання елементів перекриттів на стіни.

Несучі остови з дерева

Несучі остови з дерева Малоповерхові житлові будівлі зводяться з дерева, відносяться до IV класу. Це означає, що ступінь вогнестійкості конструкцій таких будівель не нормується, термін їхньої служби - ступінь довговічності - визначений у 20 ... 50 років, а поверховість не повинна перевищувати два поверхи. Ці вказівки продиктовані основними властивостями деревини. Як правило, в будівництві використовують хвойні породи, з них найбільше застосування отримала сосна. Листяні породи поділяють на цінні та малоцінні. Дуб, бук і ін - цінні твердолистяні породи, що володіють хорошою стійкістю проти загнивання, великою міцністю, - використовуються в будівництві для виготовлення кріпильних дрібних деталей і елементів обробки. Малоцінні породи (береза, осика, липа і ін) йдуть на зведення маловідповідальних деталей, що знаходяться в будівлях в добре провітрюваних місцях, а також на зведення тимчасових споруд (складів, сараїв, навісів і т. п.).

Брусу та брущаті стіни

При їх зведенні використовується один і той самий конструктивний принцип: зруб із колод. Будівельні колоди (довжина 4,5 ... 6,5 м, діаметр 160 ... 260 мм) природної конічної форми мають стік від нижньої, більш товстою, окоренкової частини до верхньої, більш тонкою. Діаметр колоди береться за найменшим розміру його поперечного перерізу - у верхньому відрубі. Для зведення будівлі підбирають колоди по можливості однієї товщини, без зовнішніх ознак пошкодження. Вони очищаються від кори і остругівают до заданих розмірів. Конструктивною основою колод будинку є зруб (кліть), що збирається з вінців, покладених один на одного. Вінцем називається один ряд колод, укладених по периметру багатокутника і пов'язаних між собою в кутах врубками з різницею по висоті в полдерева. Послідовно укладені один на одного колоди згуртовують між собою дерев'яними шипами, які разом з врубками забезпечують достатню жорсткість збирається кліті. У сукупності вінці утворюють зруб - систему поздовжніх і поперечних несучих і самонесучих стін, надійно взаємопов'язаних між собою, чим забезпечується достатня стійкість будівлі. Істотну роль в надійності з'єднань окремих вінців грає також пристрій паза циліндричної форми з нижньої сторони кожної колоди.