Часто задают вопрос: что делать, если при разработке грунта наткнулись на грунтовую воду выше расчетной глубины промерзания? Ничего страшного, фундамент надо делать мелким, выше уровня грунтовых вод. Такой грунт, как правило, не промерзает, его подогревает вода. Только не надо путать грунтовую воду с верховодкой, которая образуется от дождей и таяния снега.
Площадь опоры подушки фундамента — величина расчетная, зависит от грунтов, на которые опирается фундамент. Надо понять, что основное назначение фундамента — передать нагрузку от веса здания на грунт. А это означает, что не обязательно мощный, внушительный фундамент прочный. Фундамент должен быть достаточно широк, чтобы передаваемая нагрузка на грунт не превышала 2 кг/см2.
Здесь я должен оговориться: 2 кг/см2 — величина усредненная. Если встретились с каким-то непонятным для вас грунтом, лучше обратиться к специалисту. Он должен определить, что это за грунт и величину его сопротивляемости. Тогда фундамент можно усилить, то есть увеличить площадь опоры.
В основном для домов малой этажности на суглинках толщину фундамента принимают 50 см.
А теперь, зная основные требования, предлагаю вам простейшую конструкцию фундамента дешевле обычного в 2–3 раза.
Нагрузка от веса снега и стен передается через армированную балку на бетонные столбы, низ которых находится ниже глубины промерзания. Нагрузка, возникающая от вспучивания грунта, гасится песчаной подсыпкой под балкой.
Для примера приведу грубый расчет несущей способности фундамента. Предположим, что на фундаменте по строена глухая кирпичная стена высотой 6 м, толщиной 0,5 м. Длину и ширину фундамента примем, как показано на рис. 5.
Рис. 5.Фундамент
Рассчитаем вес кирпичной стены: 6 м (длина) х 6 м (высота) х 0,5 м (толщина) = 18 м3. Вес одного куба кирпичной кладки примем 2,5 т (реально кирпичная кладка весит меньше, но расчет грубый, есть еще вес крыши, перекрытия, снега, поэтому берем 2,5 т). Тогда вся стена будет весить 18 x 2,5 = 45 т = 45000 кг. Площадь опоры фундамента равна сумме площадей столбов и площади балки: 1 x 1 м = 1 м2; 1 м2 х 2 шт. = 2 м2; 5 м х 0,5 = 2,5 м2; 2+2,5 = 4,5 м2 = 4,5x100 см х 100 см = 45 000 см2.
Сила, с которой фундамент давит на грунт, 45000 кг/45000 см2 = 1 кг/см2.
Как видите, ширина фундамента для такой стены достаточная. Повторяю, расчет грубый, он не учитывает вес самого фундамента, вес перекрытий и кровли. Тем не менее вы можете такой расчет провести сами, не влезая в дебри строительной механики и механики грунтов.
Если вдруг для вашего дома такой фундамент слабоват, то надо увеличить ширину последнего.
Технология строительства такого фундамента проста. По углам здания и сторонам с шагом 6 м роют ямы 1x1 м глубиной ниже глубины промерзания. Почему 1x1 м, если расчет показал, что площадь опоры можно уменьшить? Потому что более узкие ямы неудобно копать вручную. А если вы призовете на помощь экскаватор, то придется устанавливать деревянную опалубку, а мы договорились экономить средства. А также более широкие ямы дают нам некоторый запас прочности, потому что грунты при всей их изученности все-таки остаются «темной лошадкой».
Между ямами роют траншею глубиной 0,50 м. 10 см высоты этой траншеи надо засыпать песком. Приготовьте арматуру диаметром 20 мм, длиной по 6 м или по длине более короткого пролета. На каждый пролет надо по 5 стержней рифленого профиля. Если арматура будет гладкой, то концы ее надо загнуть на 90°. Арматуру закладывают в балку для того, чтобы она работала на изгиб. Неармированная балка в таком фундаменте теряет свой смысл.
Заливать фундамент нужно бетоном марки 200 (М200). Лучше такой бетон привезти готовый, тогда работа займет не более 1–2 дней. Арматуру надо заранее выставить в траншею на кирпичики и надежно закрепить проволокой, иначе бетон, вытекая из кузова самосвала, выдавит ее. Единственное условие: заливка бетона в траншеи должна вестись в один прием, то есть без перерыва в бетонировании. Если уж у вас не получается залить балки в один день, то прерывайте бетонирование на столбах вертикальным швом. Вертикальный или горизонтальный разрыв в бетонировании по длине балок не допускается, балка не будет работать. Столбы можете заливать как угодно, они работают только на сжатие.
Бетон можно приготовить самим, что займет больше времени по бетонированию, но значительно дешевле. В этом случае ямы надо копать не сразу все, а по одной. Выкопали — залили бетоном, так как может пройти дождь, и стенки ям обрушатся. Как заливать фундамент? В вырытые ямы засыпаете, толщиной до 15–20 см, крупные камни, кирпичный бой или металлический лом. В растворном ящике замешиваете жидкий раствор (густота жидкой сметаны) в пропорциях: 1 часть цемента М400, 2 части песка или 1 часть цемента 200 и 1 часть песка. Для фундаментов цемент М200 лучше не применять. Готовый раствор выливаете в яму опрокидыванием ящика. Ломом протыкайте смесь в яме для лучшего обволакивания камней раствором, и так до самого верха.
Если ваша щебенка мелкая, то первый раз сделайте так же, как с крупными камнями (только толщина слоя 5 см). Далее сначала заливайте раствор, а потом равномерно сыпьте щебень.
И еще один чисто практический совет: после того как вы сделали первый замес и сосчитали требуемое количество воды, в следующий замес сначала налейте воды, насыпьте цемент и перемешайте, потом досыпайте требуемое количество песка, постепенно перемешивая. Так размешивать раствор гораздо легче. Неплохо для этой цели иметь лопаты с металлическими черенками. Ими размешивают раствор, упираясь черенками в края растворного ящика.
Для тех, кто приобрел бетономешалку, приготовление бетона максимально приближается к заводским. На 1 м3 бетона М200 требуется: портландцемент М400 — 275 кг, песок средней крупности — 660 кг, гравий — 1308 кг, вода — 127 кг. Такой бетон из-за сбалансированности водоцементного соотношения получается более плотным и водостойким. Руками такой бетон размешать трудно, поэтому и добавляют больше воды, что сказывается на качестве бетона.
Бетон набирает 30 % от проектной прочности на 3-и сутки, 50 % — на 9-е сутки (его можно постепенно нагружать), 75 % — на 28-е сутки. Далее процесс набора прочности идет медленно, 100 % он набирает через несколько месяцев. И набирает прочность дальше во весь срок службы. Если, конечно, находится в благоприятных условиях.
В сухую жаркую погоду бетон нужно накрыть сырой мешковиной или регулярно смачивать водой. Иначе вода будет испаряться из него быстрее, чем проходит химическая реакция схватывания. Бетон может покрыться трещинами.
Верх фундамента приподнимите над землей на 10 см с помощью опалубки из 2 досок. Это необходимо для устройства отмостки. Постарайтесь залить верх фундамента поровнее на глаз или с помощью уровня или ватерпаса. Не беда, что фундамент будет немного неровный, выровняем кирпичной кладкой цоколя.
Фундамент можно сделать менее трудоемким и еще более экономичным, если использовать для разработки грунта в ямах механический бур. Его используют электромонтажники для установки столбов. Диаметр бура от 0,5 до 1 м. Нетрудно посчитать требуемую площадь, полученное количество отверстий равномерно распределить по периметру фундамента. Бур устанавливают на тракторах и автомобилях. Производительность его потрясающая, а стенки ям долго не осыпаются.
Цоколем называется фундамент, расположенный выше отметки поверхности грунта. Цоколь лучше всего выполнить из кирпича. Для этого используют полнотелый, обожженный кирпич. Силикатный или кирпич сухого прессования для этой цели не годятся. Объясню почему. Цоколь находится в непосредственной близости к грунту, поэтому часто возникает опасность намокания от дождя, талой воды и т. д. Кирпич, кроме обожженного глиняного, не выдерживает периодического намокания и высыхания и разрушается.
Другая опасность — намокание цоколя от влаги, находящейся в земле. По капиллярам, имеющимся у любого материала, вода поднимается из грунта через фундамент в кирпичную кладку цоколя. Зимой эта вода замерзает, увеличиваясь в объеме. Капилляры разрывает. Из года в год этот процесс повторяется, пока не разрушит всю кладку. Для того чтобы остановить это разрушение, выполняют гидроизоляцию из 2-х слоев толя или рубероида (рис. 6).
Рис. 6.Гидроизоляция фундамента и цоколя
Довольно часто можно наблюдать типичную ошибку: гидроизоляцию выполняют выше цоколя, непосредственно перед кирпичной кладкой стен первого этажа. В результате цоколь мокнет и разрушается. Проходя мимо, вы, наверное, видели, как разрушается цоколь в тех домах, подвалы которых затоплены канализационными стоками. В таких домах процесс разрушения прогрессирует на глазах.
Для будущей защиты дома от намокания на гидроизоляции экономить не будем. Лучше выполнить две гидроизоляции. Одну на фундаменте для защиты цоколя от грунтовой влаги, другую на цоколе для защиты стен. Цоколь все равно может намокнуть от брызг дождя, снежных сугробов и т. д. Намокание цоколя от атмосферных осадков периодическое и не так значительно, как от постоянно поступающей из земли влаги. Поэтому вторая гидроизоляция по цоколю желательна, но не обязательна.
Как выложить цоколь? По углам дома надо забить деревянные колышки немного выше выбранной вами высоты цоколя. Натяните между двумя кольями шпагат и приставьте к нему ватерпас или уровень. По этим приборам опустите или приподнимите один из концов шпагата, добиваясь его горизонтальности. Как только выверили одну сторону, отметьте эти точки на кольях карандашом и продолжайте выверять все остальные стороны. Пройдя по периметру, вы должны попасть в ту же точку, от которой начали. Как только вы отметили на всех угловых кольях высоту цоколя, снимите шпагат, чтобы он вам не мешал.
Теперь шпагат нужно натянуть по гвоздям обноски. Пересечение шпагатов обозначит точку пересечения осей здания. Перенесите их с помощью отвеса на фундамент и отметьте карандашом.