Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Влітку 2017 року компанія ТехноНІКОЛЬ опублікувала у відкритому доступі Стандарт організації «Конструкції будинків і споруд. Малозаглубленние фундаменти. Матеріали для проектування і правила монтажу ». Цей документ містить інформацію про проектуванні і монтажу різних типів малозаглиблених фундаментів на різних типах підстав, про заходи, які забезпечують надійність і довговічність фундаментів, що зводяться на рухливих грунтах, а також альбом вузлів по малозаглиблених фундаментів.
Навіщо потрібен Стандарт з фундаментів?
Фундамент - це нижня частина споруди, яка служить для передачі навантаження від споруди на підставу (грунти). Рішення, що приймаються при проектуванні та зведенні фундаментів, повинні відповідати вимогам діючих нормативних документів: забезпечувати міцність, надійність і довговічність фундаментів, а також бути економічно обгрунтованими.
Приватні забудовники при будівництві будівель і споруд часто приймають рішення без урахування даних інженерно-геологічних вишукувань і без проведення необхідних розрахунків. Такі рішення в подальшому можуть призвести до різноманітних проблем: підтоплення фундаментів, пошкодження і руйнування будівельних конструкцій, надмірних витрат при зведенні та експлуатації будівель і споруд.
Часто відбувається так, що вибирається рішення з надлишковими характеристиками. Наприклад, в котеджному будівництві при зведенні легких каркасно-щитових будинків приймається рішення про розбудову стрічкового фундаменту, який необхідно заглиблювати нижче глибини промерзання (для Москви, наприклад, це більше 1, 5 метрів). При будівництві такого фундаменту потрібна велика кількість матеріалу, ускладнюються роботи з підготовки підстави.
Іншою важливою проблемою є низька якість зводяться фундаментів. Дуже часто тип фундаменту, матеріали для нього і методи будівництва вибирають за принципом «як у сусіда», або вибирається низькобюджетний варіант. Наслідком таких рішень може стати знижений термін служби будівлі, низький рівень комфорту, підвищені витрати на утримання будинку та навіть руйнування.
Тим часом, якщо користуватися при проектуванні даними інженерно-геологічний досліджень і зробити необхідні розрахунки, помилок при виборі фундаменту і при його зведенні легко уникнути. Стандарт по малозаглиблених фундаментів спрямований на полегшення процесу проектування і будівництва фундаментів, а також на підвищення якості будівель і споруд в сегменті котеджного і малоповерхового будівництва (документ знаходиться у вільному доступі). З його допомогою можна вибрати найбільш підходящий для місцевих умов експлуатації тип підстави, зробити необхідні розрахунки і побудувати надійний, довговічний і економічний малозаглиблений фундамент.
зміст Стандарту
Документ містить положення з проектування та правила монтажу малозаглиблених фундаментів будівель і споруд різного призначення до 3-х поверхів включно, класів КС-1 і КС-2 (зниженого і нормального рівня відповідальності) відповідно до ГОСТ 27751. До цієї категорії відносяться малоповерхові житлові та громадські будівлі, виробничі, сільськогосподарські будівлі, гаражі та інші малоповерхові будівлі і споруди.
Документ детально описує етапи проектування підстав (фундаментів). Цей процес включає обґрунтований розрахунком вибір:
- типу підстави (природне або штучне);
- типу, конструкції, матеріалу і розмірів фундаментів (стрічкові, стовпчасті, плитні і ін .; залізобетонні, бетонні, з кам'яної або цегляної кладки та ін.);
- заходів, які при необхідності застосовують для зниження впливу деформацій підстав на експлуатаційну надійність споруд;
- заходів, що застосовуються для зниження деформацій навколишньої забудови.
У документі можна знайти інформацію про вибір будівельних матеріалів і розрахунку їх кількості, а також про вимоги до конструкцій малозаглиблених фундаментів і перелік заходів, що забезпечують їх надійність і довговічність.
Матеріали для строительсва фундаменту
До матеріалів, що застосовуються для будівництва фундаментів, пред'являються особливі вимоги, засновані на даних інженерних вишукуваннях і проведених розрахунків. Правильний розрахунок, крім забезпечення надійності і довговічності, дозволяє вибрати економічно обгрунтоване рішення.
Для теплоізоляції фундаментів рекомендується використовувати екструзійний пінополістирол XPS. Матеріал має низьку теплопровідність, високу міцність, а також практично нульовим водопоглинанням, що є однією з найбільш важливих характеристик при застосуванні теплоізоляційних матеріалів в умовах безпосереднього контакту з вологою. Також екструзійний пінополістирол стійкий до впливу хімічних речовин і мікроорганізмів, що знаходяться в грунті, а його довговічність перевищує 40 років.
Морозний пучение грунтів і захист від нього
При зведенні малозаглиблених фундаментів важливо вжити заходів для їх захисту від впливу сил морозного обдимання.
Морозний пучение грунтів - це процес збільшення в обсязі і деформування дисперсних грунтів при промерзанні і розширенні знаходиться в них вологи. При відтаванні здимаються відбувається разуплотнение скелета грунту. Підстава, що не захищене від сил морозного пученія, відчуває великі навантаження і часто деформується, приводячи до нерівномірної усадки будинку або навіть його руйнування. Стандарт містить інформацію про заходи, що дозволяють знизити вплив сил морозного пученія на основи і фундаменти.
Морозний пучение тим більше, чим більше води міститься в грунті вище глибини промерзання. До пучинистих відносяться дисперсні грунти, які при переході з талого в мерзле стан збільшуються в обсязі внаслідок утворення кристалів льоду. Морозному пученію схильні глинисті грунти з високим вмістом пилуватих частинок, оскільки через дуже малого розміру глинистих частинок (близько 1 мкм) вони погано пропускають воду, крім того, відрізняються високим капілярного ефекту вологи. Відповідно, глинисті грунти практично завжди мають достатньо високу вологість.
Сили морозного обдимання бувають двох типів - дотичні, які діють за рахунок тертя об вертикальні заглиблення елементи конструкцій, і нормальні, які діють знизу-вгору перпендикулярно підошві фундаменту. У малозаглиблених фундаментах дотичні сили практично відсутні, проте присутні нормальні сили морозного обдимання.
Положення Стандарту передбачають використання шару сезоннопромерзающего грунту в якості основи фундаменту. При будівництві на таких ґрунтах необхідно забезпечити наступні заходи:
- заміна пучинистого грунту на непучиністих;
- відведення вод з-під підстави;
- теплоізоляція фундаменту.
Залежно від гідрогеологічних умов ці заходи можна застосувати як в комплексі, так і окремо.
Стандарт включає в себе метод розрахунку товщини теплоізоляційного шару, що дозволяє запобігти деформації морозного здимання, для різних типів фундаментів. Крім того, в документі наведено таблицю з розрахованою товщиною теплоізоляції для різних міст Росії (табл. 1).
По таблиці можна визначити необхідну товщину теплоізоляційного шару для різних елементів фундаменту:
dx1 - товщина теплоізоляції вимощення, мм;
Lx1 - ширина теплоізоляції вимощення, мм;
dx2 - товщина теплоізоляції зовнішньої частини фундаменту, мм;
hx2 - глибина теплоізоляції зовнішньої частини фундаменту, мм;
dx3 - товщина теплоізоляції підлоги зсередини, мм;
dx4 - теплоізоляція внутрішньої частини фундаменту, мм;
dx5 - товщина теплоізоляції підлоги зовні, мм.
Розрахунки проводилися в спеціалізованій програмі для двомірного моделювання стаціонарного та нестаціонарного процесів теплопередачі HEAT 2, на основі моделювання температурних полів.
Розрахунки за граничними підставами
Стандарт по малозаглиблених фундаментів - надійний робочий інструмент для розрахунку підстави будівлі по граничним підставах. Мета такого розрахунку - грамотний підбір матеріалів для зведення фундаменту, який буде захищений від досягнення граничних станів. Точність розрахунку вимагає враховувати і навантаження на підставу від самої конструкції будівлі, і зовнішні чинники, які впливають на фізико-механічні властивості грунту: кліматичні характеристики, наявність ґрунтових вод, теплових джерел і так далі. Особливе значення такі розрахунки мають, якщо будова зводять на чутливих до зміни вологості і температури грунтах - просадних, що набухають, засолених і рухливих.