Конструкції фундаментів По конструкції розрізняють фундаменти стрічкові-монолітні з бутобетону і крупнопористого бетону (рис. 27), і збірні з блоків і блоків-подушок, стовпчасті, суцільні у вигляді залізобетонної плити й пальові. Малоповерхові сільські житлові будинки в основному будують з стрічковими і стовпчастими фунтаментамі. Стрічкові фундаменти застосовуються для будинків з будь-якими конструкціями стін, а стовпчасті - переважно для рублених, щитових, каркасних.
У слабких стискується грунтах, а також у тих випадках, коли досягти природної підстави економічно або технічно неможливо через велику глибину його залягання, застосовують пальові фундаменти, використовуючи в основному набивні залізобетонні палі, що виготовляються безпосередньо на майданчику будівництва. По верху паль влаштовують монолітний залізобетонний пояс. Бутобетоні і бутові фундаменти виконуються у слабких грунтах (піщаних, супіщаних) в опалубці (рис. 28, а), а в щільних - враспор зі стінками траншеї (рис. 28, б), без опалубки. Як матеріал для опалубки можуть застосовуватися дошки товщиною не менше 40 мм або обрізки ДСП, відходи плоского шиферу і тому подібні матеріали. Перший ряд буту кладеться безпосередньо на попередньо утрамбований грунт. Порожнечі між камінням засипають дрібним каменем, щебенем або галькою. Шар гальки висотою 15-20 см ущільнюють трамбуванням, після чого заливають рідким цементним розчином, що заповнює в ній порожнечі. Камені другого і наступних рядів укладають горизонтальними шарами товщиною 15-20 см з ретельним розщебенюванням і заливкою рідким розчином до заповнення всіх порожнеч і знову кожен шар ущільнюють. Найбільш міцним фундамент буде, якщо застосовується розчин у співвідношенні 1:3 (на одну частину цементу - три частини піску). Необхідно пам'ятати, що до початку робіт бутовий камінь слід відсортувати, очистити від бруду та пилу. Для нижнього ряду кладки краще відбирати камені з плоскими
гранями. Кладку бутових стін над рівнем землі виконують одночасно з цегельним облицюванням в півцеглини. Кріплення облицювання зі стінами фундаменту виробляють укладанням одного поперечикового ряди цегли, забитих на 0,5 цегли в бутову кладку, через кожні 4-6 ложку-вих рядів (мал. 29). У разі перерви в роботах тривалістю більше доби в суху, жарку або вітряну погоду для захисту від висихання бутову кладку протягом дня 3-4 рази поливають водою або вкривають пергаміном, толем, руберойдом, рогожею або щитами. Бутобетоні фундаменти відрізняються від бетонних тим, що щебінь замінюється дрібним бутовим каменем, око-лом, цеглою-половняком або цегельним боєм. Такі фундаменти довговічні і міцні. При цьому варіанті не забудьте спочатку ущільнити дно траншеї, потім налити на нього шар приблизно в 8-10 см розчину або бетону і далі укладайте заповнювач шарами 15-25 см, потім знову залийте рідкий бетон потрібної марки і утрамбуйте важкими трамбівками пошарово до поверхні фундаменту. Щебеневі фундаменти влаштовуйте аналогічно бутовим. Цегляні фундаменти робляться з повнотілої глиняної цегли марки не нижче 100, бажано пластичного пресування, на цементному розчині співвідношенням 1:3, або на вапняно-цементному розчині співвідношенням 1:2:10 (цемент, вапняне тісто, пісок) - у сухих щільних грунтах, або цементно-глиняному 1:1:10 (цемент, глиняне тісто, пісок). Проте краще всього придбати цеглу-залізняк (перепалений цегла). На садових ділянках доцільно влаштовувати стовпчасті фундаменти (мал. 30) Вони економічніше стрічкових, але їх проектує, як правило, для каркасних будинків у тих випадках, коли навантаження на підставу дуже малі і застосування стрічкових фундаментів недоцільно. Стовпчасті фундаменти в каркасних будівлях з полегшених збірних конструкцій можна робити також збірними, із заздалегідь заготовлених елементів.
Розташовують стовпчасті фундаменти під кутами будинку, і на перетинах внутрішніх і зовнішніх стін. При цьому не можна пов'язувати в єдине конструктивне рішення прибудовують терасу, веранду, ганок і т. п. Зверху на стовпчасті фундаменти укладають перемички - рандбалки, на яких зводять стіни. Часто при засипці підстави будинку грунтом забувають про те, що для цих цілей підходить не всякий матеріал. Наприклад, торф, що володіє високою вологоємністю, може сприяти утворенню льодової кірки і викликати додаткові зусилля пученія і глибинне просідання грунту. Крім того, він має велику теплоємність і поганою теплопровідністю, повільніше, ніж мінеральні грунти, промерзає восени і відтає навесні. У зв'язку з цим створюються контрастні умови роботи грунту на різних горизонтах і ділянках фундаменту. Засипка ж пазух фундаменту мінеральними грунтами, теплопровідність яких в 10 разів вище в порівнянні з торфом, сприяє збереженню під основою фундаменту острівної мерзлоти, викликаючи при цьому нерівномірне рухливість грунту навесні, в результаті чого і руйнується фундамент. Не можна вести укладання блоків під підстави без зняття рослинного або торф'яного шару. Це викличе нерівномірне осідання і руйнування конструкції фундаменту. Стовпчасті фундаменти виконуються у вигляді окремих стовпів. Термін служби фундаментів значно подовжується при влаштуванні їх у вигляді кам'яних (рис. 31) і бетонних стовпів. Їх розмір у плані залежить від товщини стін плюс 10-20 см. Вони встановлюються під несучими вузлами вінців (у кутах, в місцях перетину стін). Поперечний перетин бутових стовпів не менше 60х60 см, цегляних-51х51 см, бетонних і бутобетонних - 40х40 см і залізобетонних - 25х25 см. Незважаючи на те, що площа їх підстави (у перетині) невелика, вона достатня для того, щоб витримувати навантаження будинку при нормальному твердому грунті. Проте часто при експлуатації трапляється несподіване перезволоження постелістого шару грунту різними водами (грунтовими, атмосферними, каналізаційними, водопровідними та ін.) У зв'язку з цим починається осідання стовпів фундаменту, що тягне за собою руйнування стін та інших частин та елементів. Щоб цього не сталося, можна зробити підсилення кам'яних стовпів фундаменту (мал. 32). Відношення висоти уступу до його ширини повинне бути не менше 1,25-2,0 залежно від марки розчину або бетону і від тиску стовпів на грунт. Висота уступів становить 35-60 см. Стовпи під кам'яні будівлі розташовують на відстані 1 -2 м один від одного, а також під кожним рогом будинку, під несучими простінками і в місцях перетину стін. Бутові стовпи кладуть з постелістого каменю з обов'язковою перев'язкою швів. Більш великі камені розміщують в кутах і по зовнішньому краю. Перший ряд їх втрамбовують в грунт. Для подальших рядів підбирають відповідні камені однакової висоти (товщини), що не перевищує 30 см. Їх укладають по шару розчину якомога щільніше. Щілини між каменями заповнюють щебенем і всі ущільнюють трамбуванням. Зверху перший ряд (версту) заливають більше рідким розчином, ніж той, який застосовують при кладці. Бутобетоні стовпи можна влаштовувати враспор зі стінками ями або траншеї л тому що краще в опалубці, так як в цьому випадку вони мають більш рівні стінки. Перший ряд укладають також, як в бутових стовпах. Потім готують бетонну масу, наливають її шаром 15-20 см і втапливают у нього горизонтальними рядами бутовий камінь заввишки не більше 30 см і шириною не більше 1 / 3 ширини самого стовпа. Замість великих каменів можна застосовувати більш дрібні (щебінку). Відстань від опалубки до каменів має бути не менше 5 см, а між каменями - не більше 4-6 см.
Бетонну масу можна використовувати протягом 1,5 ч. Після перерви в роботі верх кожного ряду очищають від пилу, сміття, змочують водою і приступають до подальшої кладці. При влаштуванні бутобетонних стовпів з цеглою їх нижню частину до самого рівня землі виконують з бутобетону, а решту - у вигляді цегляної кладки з ретельною перев'язкою швів. Цегляні стовпи кладуть в дві цеглини також з ретельною перев'язкою швів. Бутові стовпи по піщаній подушці застосовують з метою економії буту і цементу. Ями під стовпи риють зовнішньої глибини до щільного підстави. Потім у них насипають крупнозернистий пісок шарами по 15-20 см, поливаючи кожен з них водою і ретельно трамбуючи важкої трамбуванням. Ширина піщаної засипки береться за розрахунком, але не менше ширини стіни плюс 10 см (наприклад, якщо ширина стіни 50 см, то засипка повинні бути шириною 50 +10 = 60 см). Не доходячи до рівня землі на 25-30 см, поверх утрамбованого піску укладають щебінь шарами по 15-20 см, кожен з них трамбують і поливають цементно-глиняним або цементно-вапняним розчином марки не менше 10. Краще всього закінчити таку кладку нижче рівня землі на 10-15 см, а вище цієї частини зводити більше тонку частину фундаменту - цоколь з бутової кладки або цегли. Якщо стовпчасті фундаменти роблять під кам'яні стіни будинку, то необхідно влаштовувати так звані рандбалки, або фундаментні балки. Їх виконують з рядової цегляної кладки або із залізобетону. Рандбалки дозволяється застосовувати в тому випадку, якщо проліт між стовпами не перевищує 2,0-2,5 м. Висота рядовий рандбалки повинна бути не менше 1 / 4 її прольоту і в усякому разі не менше чотирьох рядів кладки (рис. 33). Для викладання рандбалок необхідно застосовувати цілий відбірковий цеглу та розчин марки не нижче 25
. Під нижній ряд кладки, щоб цегла не випали і для сприйняття розтягуючих зусиль, необхідно укладати арматуру з круглої сталевого дроту діаметром не менше 5 мм по одному стрижня на кожні 13 см ширини кладки балки (чотири на рандбалками шириною 51 см). Щоб арматура не іржавіла, її треба укладати в 2-3 сантиметровий шар цементного розчину, для чого доводиться влаштовувати міцну опалубку. Цегла попередньо необхідно добре змочити водою. Опалубку знімають через місяць (але її можна залишити і в кладці). При прольоті між стовпами 2,5-4,0 м роблять перемичку з армованої цегляної кладки (мал. 33, б), тобто з другого ряду цегли в кожен або через один ряд укладають чотири стрижні арматурної сталі діаметром 5 мм (але можна і товщі). Кінці арматурних стержнів повинні спиратися на балку не менш ніж на 25 см, а краще їх покласти наскрізними, перекриваючи всі стовпи. Якщо довжина прольоту перевищує 4 м, то застосовують готові залізобетонні балки. Арматуру під цегляну кладку слід класти не окремими прутками, а зв'язувати в сітку (рис. 34). Короткі шматки нарубают довжиною на 3-4 см менше ширини балки і скріплюють з довгими прутками звичайної м'якої 2-міліметрової дротом. У рухливих грунтах необхідно влаштувати подушку висотою 50-60 см, яка, ущільнюючись в процесі спучування, не заважає нормальній осаді стін будинку.
Прольоти між кам'яними стовпами під дерев'яні будинки можна перекривати не цегляної рандбалками, а дерев'яної з колод діаметром 20-25 см. Деревина повинна бути окоренкові (соснова або дубова), зовсім суха, антисептована або обпалена. Довжина кінців, якими балка спирається на стовпи, повинна бути не менше 20-25 см. Їх бажано обертати двома-трьома шарами руберойду або толю. Дерев'яні стільці у верхній частині з'єднують між собою цегляної або бревенчатой ??стінкою (рис. 35). Для цього на бічній поверхні стовпів влаштовують спеціальні пази глибиною не менше 5 см, шириною 5-10 см.
Рідше застосовуються фундаменти з дерев'яних стільців або піщані. На стовпчастих фундаментах у вигляді дерев'яних стільців можна виконувати малоповерхові дерев'яні будинки. Деревину використовують окоренкову (соснову або дубову), суху, діаметром не менше 22 см. Її рекомендується антисептировать, обмазувати бітумом або обпалювати (обвуглювати) на глибину 2-3 см і на таку довжину, щоб вона була на 30-50 см більше глибини занурення в грунт. Крім того, обвуглену деревину можна ще обмазати бітумом і обернути руберойдом або толем. В одному випадку дерев'яні стільці встановлюються на підготовлену основу поверх зрізаного шару дерну і утрамбованого грунту, при наявності щільного сухого грунту; в іншому - на верхні поверхні бутових стовпів, паль (рис. 36). Стільці встановлюються на антісептірованние підкладки з пластин чи брусків товщиною 10 см і довжиною 50-60 см. Ширина підкладок не повинна бути вже діаметра стільця (стовпів); глибина закладення -120-140 см. Місце їх встановлення - під несучими вузлами вінців будівлі і далі на відстані 1-2 м один від одного. Під кожен кут обов'язково ставлять стілець з шипом на верхньому кінці, який потім входить в гнізда нижніх колод (окладний вінець). Встановивши стільці, ями засипають шарами сухого грунту (15-30 см), які ретельно трамбують. У два верхніх шару рекомендується щебінь або великий гравій.
Для зменшення тиску на грунт під стільці підкладають великі постелисті камені або лежні, тобто колоди, розпиляні на дві частини по довжині. Середній термін служби соснових стільців - 6-7 років, дубових - 12-15 років, тому їх зазвичай застосовують для дерев'яних будинків, а також при ремонті для підвішування стін замість домкратів. Антисептування або випалення сухої деревини подовжують цей термін в 1,5-2 рази. Піщані фундаменти влаштовуються лише в сухих і стійких грунтах під будинками полегшеного типу. Траншеї викопуються до щільного підстави. Потім їх засипають грубозернистим піском шарами 15-20 см. Кожен шар поливають водою і ретельно утрамбовують. Ширина такого фундаменту повинна бути більше товщини стін на 10-20 см. На глибину 25-30 см від поверхні землі укладають щебінь шарами до 15-20 см, пошарово утрамбовують їх і поливають цементно-вапняним або цементно-глиняним розчином. Фундамент може бути вище рівня землі не більше ніж на 15-20 см. Слід, однак, врахувати, що фундаменти з дерев'яних стільців і піщані робляться тільки у виняткових випадках, коли немає можливості придбати інші матеріали, бо такі фундаменти менш довговічні. На яку глибину необхідно закладати фундаменти одноповерхового будинку? Це, як зазначалося вище, залежить перш за все отуровня грунтових вод і глибини промерзання на ділянці забудови. Якщо рівень грунтових вод знаходиться на глибині більше 2 метрів від поверхні землі, то досить фундамент заглибити на 50-60 см. При рівні менше 1,5-2 м фундаменти доцільно закладати на глибину 1 -1,2 м, тобто нижче рівня промерзання грунту. При цьому треба врахувати, що в тих районах країни, де цей рівень значно нижче, фундаменти треба закладати ще глибше, інакше може відбутися їх випинання і як результат - порушення цілісності конструктивних елементів будинку.
