Дефекты фундаментов

Введение.

           Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание.

            Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, - подошвой фундамента.

            Глубина заложения фундаментов, или расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, для зданий без подвала определяется в зависимости от назначения зданий и их конструктивных особенностей, наличия подземных коммуникаций, величины и характера нагрузок, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий, геологических и гидрологических условий строительной площадки (виды грунтов, несущая способность и пучинистость, уровень грунтовых вод и возможные колебания его в период строительства и эксплуатации зданий и т.д.) и от климатических условий района.

          Трудно недооценить значение фундамента в современном строительстве. Ведь даже само слово фундамент из общестроительного термина превратилось в нарицательное имя, которым обозначают основу всех основ. Однако согласно сленгу профессиональных строителей фундаменты являются опорной частью здания и предназначены для передачи нагрузки от вышерасположенных конструкций на грунт. От надежной работы фундамента в значительной степени зависят эксплуатационные качества здания, его капитальность и долговечность.  
            Стоимость возведения фундаментов как правило составляет 15-25% стоимости дома, а исправление допущенных ошибок длительная и дорогая процедура, которая подчас вообще едва возможна. Существует несколько источников деформации фундаментов: просадка фундамента; выпучивание фундамента при заложении его выше уровня промерзания; отрыв и выпучивание фундамента при заложении его ниже уровня промерзания; боковой сдвиг фундамента.  
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дефекты и воздействия на фундаменты и способы их устранения.

Фундамент может потерять прочность по нескольким причинам:

• старость;
• некачественные материалы;
• низкое качество строительных работ.

Основной дефект фундаментов  – неравномерное проседание. Внешне это выражается в появлении трещин различной формы и различного направления как на самом фундаменте, так и на стенах дома, а также  различные перекосы самого дома. В  зависимости от конструкции дома и типа фундамента, причинами могут  быть:

• Неправильно выбранная глубина заложения фундамента. Исправить этот дефект очень трудно, а иногда невозможно вообще. Если же проседание незначительно, можно произвести подсыпку грунта по всему периметру фундамента, тем самым искусственно увеличить глубину заложения.
• Подъем грунтовых вод трудно предвидеть, но исправить возможно, устроив дренажные системы или посадить такие сорта растений, которые эффективно отбирают влагу из почвы. Дренажные системы лучше всего закладывать одновременно с фундаментом.
• Неравномерная нагрузка на фундамент со стороны строения. Например, когда основной дом гораздо тяжелее, чем веранда. Если дом уже построен, то во избежание дальнейшей деформации, необходимо разделить фундаменты веранды и дома. Для этого необходимо проложить между фундаментами доски, пропитанные битумом.
• Увеличение нагрузки на фундамент за счет надстройки верхних этажей:
• за счет неправильной оценки возможностей уже существующего фундамента. Устранение данного дефекта обойдется владельцу дома в приличную сумму, и это при том, если обстоятельства вообще позволят провести усиление фундамента путем увеличения несущей площади фундамента;
• неправильно оценена несущая способность грунта. Увеличить ее можно за счет проливки грунта под фундаментом "цементным молоком".
• Недостаточная прочность материалов для фундамента или потеря прочности со временем. Для кирпичных фундаментов, сложенных на известковом растворе, со временем характерно нарушение сцепления раствора с кирпичом (попадание внутрь фундамента влаги, промерзание, нагрузка на фундамент). Необходим капитальный ремонт фундамента, замена на новый. Чтобы это осуществить, нужно разгрузить старый фундамент путем переноса веса дома на временные опоры. Временными опорами служат деревянные брусья. Их располагают рядом со старым фундаментом и посредством остальных балок переносят нагрузку дома на деревянные брусья.

Способы защиты фундамента от воздействий морозной деформации грунта:

• Подошва фундамента на пучинистых грунтах должна быть ниже уровня промерзания грунта.
• Внутри фундамента должен быть заложен арматурный каркас, препятствующий разрыву.
• Боковые поверхности фундамента тщательно выравниваются для уменьшения сцепления с грунтом (хорошо покрыть слоем битума).

Ошибкой застройщиков является убежденность в том, что чем глубже заложен фундамент, тем он надежнее. Это не совсем так. Даже если силы и  не будут действовать на подошву  фундамента, расположенную ниже зоны промерзания грунта, то напряжения в этой зоне могут оказаться столь  значительны, что способны вытащить фундамент вместе с промерзшим грунтом  или оторвать верхнюю часть от нижней.

Наиболее распространенным дефектом фундаментов различных  конструкций является неравномерное  его проседание. Внешне это может  выражаться либо в виде трещин различной  формы и направления, как на самом  фундаменте, так и на стенах домов  либо различными перекосами дома. В  зависимости от конструкции дома и типа фундамента причинами этого  явления могут быть:

1. Неправильно выбранная  глубина заложения фундамента (меньше  глубины промерзания). Исправить  это очень трудно, а иногда  просто невозможно. Однако если  ошибка незначительная, то в данной  ситуации можно посоветовать  произвести подсыпку грунта по  всему периметру фундамента, тем  самым искусственно увеличив  его глубину заложения.

2. Может произойти подъем  грунтовых вод. Это весьма неприятная  вещь, и ее сложно заранее предусмотреть.  Однако и здесь существует  выход. Можно организовать дренажные  системы или посадить специальные  сорта растений, способные эффективно  отбирать влагу из почвы. Кстати, о строительстве дренажных систем  хороший хозяин заботится заблаговременно  - лучше всего дренаж закладывать  одновременно с фундаментом.

3. Неравномерная нагрузка  на фундамент со стороны строения. Например, когда веранда гораздо  легче основного дома или существенная  разница в весе пристройки  и основного дома. Если дом  уже построен, то, чтобы прекратить  дальнейшую деформацию, надо разделить  фундаменты пристройки и дома, проложив между ними доски,  обернутые толем или лучше  пропитанные битумом.

4. Увеличение нагрузки  на фундамент за счет надстройки  верхних этажей. Дефект происходит, во-первых, из-за неправильной оценки  возможностей уже существующего  фундамента. Такой промах может  обойтись хозяину дома в достаточно  кругленькую сумму, и это еще  при условии, что сложившиеся  обстоятельства позволят провести  усиление старого фундамента путем увеличения несущей площади фундамента. Во-вторых, проблемы могут возникнуть в случае, когда неправильно оценена несущая способность грунта. Увеличить ее можно, например, за счет проливки грунта под фундаментом "цементным молоком". Однако этот процесс является очень трудоемким и дорогостоящим.

5. Недостаточная прочность  материалов фундамента или потеря  прочности со временем. Например, для бутовых и кирпичных фундаментов,  сложенных на известковом растворе, со временем характерно нарушение  сцепления раствора и камня.  Этот процесс неизбежен, так  как условия, в которых работает  фундамент, весьма агрессивны (попадание  внутрь фундамента влаги, периодическое  промерзание и оттаивание плюс  постоянно действующая нагрузка  на фундамент со стороны здания).

В ряде случаев необходим  капитальный ремонт (например, перекладка фундамента) или полная его замена на новый. Для этого, прежде всего, необходимо разгрузить старый фундамент путем  переноса веса дома на временные опоры (строители говорят: "вывесить дом"). В качестве таковых могут выступать  деревянные брусья, которые располагают  рядом со старым фундаментом. На них  посредством стальных распределительных  балок и переносят нагрузку, создаваемую  домом. После этой операции можно  спокойно заниматься работами, связанными с разборкой и ремонтом старого  фундамента или возведением нового.

Бутовые фундаменты кладут из крупного бутового камня, подобранного по форме и размерам, при этом желательно выбирать “постелистые”  камни с плоскими гранями. Кладку ведут на цементном растворе, плотно укладывая камни между собой, для чего самые “неудобные” из них иногда приходится раскалывать. Толщину кладки бутового фундамента принимают из конструктивных соображений  независимо от расчета, в пределах 50-70 см. Это самые массивные и трудоемкие из всех видов фундаментов. Поэтому  их применение в строительстве жилых  домов и тем более садовых домиков не оправдано. В виде исключения эти фундаменты можно рекомендовать лишь в тех местностях, где бутовый камень имеется в достаточном количестве, что называется “под ногами”, т. е. является местным материалом. Положительные качества бутового фундамента - максимально возможная долговечность и прочность; кроме того, он устойчив к промерзанию и воздействию агрессивных грунтовых вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способы защиты фундамента.

Чтобы не допустить деформации фундаментов на пучинистых грунтах, необходимо не только расположить их подошву ниже уровня промерзания  грунтов и тем самым избавиться от непосредственного давления мерзлого грунта снизу, но надо также нейтрализовать касательные силы морозного пучения, действующие на боковые поверхности  фундамента. Для этой цели внутри фундамента на всю его высоту закладивают  арматурный каркас, жестко связывающий  верхнюю и нижнюю части фундамента, а основание делают уширенным, в  виде опорной площадки-анкера, которая  не позволяет вытащить фундамент  из земли при морозном пучении  грунта.  
 
 Такое конструктивное решение гарантирует стабильную работу фундаментов при любых вертикальных деформациях грунта, однако практически оно возможно лишь при использовании железобетона. Если фундаменты возводят из камня, кирпича или мелких блоков без внутреннего вертикального армирования, необходимо их стены делать наклонными (сужающимися кверху). Такой способ устройства фундаментных стен и столбов при тщательном выравнивании их поверхностей значительно ослабляет боковое вертикальное воздействие пучинистых грунтов на фундамент.  
 
 Дополнительными мерами, уменьшающими влияние сил морозного пучения могут быть: покрытие боковых поверхностей фундамента скользящим слоем (отработанное машинное масло, полиэтиленовая пленка), а также утепление поверхностного слоя грунта вокруг фундаментов (шлаком, керамзитом, пенопластом), при котором уменьшается местная глубина промерзания грунта. Последнюю меру можно применить и для ранее построенных мелко-заглубленных фундаментов, нуждающихся в защите от морозного пучения. При строительстве зданий на крутопадающем рельефе приходится учитывать боковое давление грунта, его возможный сдвиг.  
 
 Величина этого давления зависит от многих причин (крутизна откоса, гидрогеологический состав грунта и т. д.) и трудно поддается расчету. Обычно в этих условиях более надежно работают ленточные фундаменты, жестко связанные в продольном и поперечном направлениях. Столбчатые фундаменты в этом случае необходимо жестко объединить поверху железобетонным поясом (ростверком), чтобы все конструктивные элементы работали совместно. В зависимости от формы и способа опирания на грунт фундаменты бывают столбчатыми, ленточными и плитными.

  Защита фундаментов, подверженных воздействию технологических проливов, а также находящихся в увлажненных и закисленных грунтах, должна производиться с учетом трех возможных случаев воздействия на них агрессивной среды. 
1) Случайное попадание агрессивных сред в грунтовое основание; при этом уровень грунтовых вод расположен ниже отметки заложения фундамента. 
2) Постепенное загрязнение грунта агрессивными средами при отсутствии грунтовых вод. 
3) Постепенное загрязнение грунта агрессивными средами при подъеме уровня грунтовых вод выше подошвы фундамента. 
 В первом случае воздействия среды боковую поверхность фундамента покрывают слоем холодной битумной грунтовки и двумя-тремя слоями холодного или горячего битума. При этом щебеночная подготовка должна быть пропитана битумом. Во втором случае боковые поверхности фундамента после нанесения двух-трех слоев битумной окраски оклеивают двухслойной рулонной изоляцией (изолом, гидроизолом и др.) на битумной мастике. В третьем случае воздействия среды боковую поверхность оклеивают двухслойной изоляцией с устройством прижимной или защитной стенки. Эта стенка выполняется из кислотоупорного или клинкерного кирпича на битумной мастике (горячий битумный раствор с песком), а также из обычного или кислотостойкого бетона. 
 Защитные покрытия бетонных фундаментов от агрессивного воздействия грунтовых вод по их надежности предлагается разделять на три группы. 
Группа 1 — покрытия в виде битумно-бензиновой грунтовки (1:2 — 1:3) с последующей окраской за 2—3 раза битумно-бещиновым лаком  
Битумно-бензиновый лак можно заменить на один-два слоя битумного расплава по той же грунтовке. Рекомендуется устраивать глиняный замок в виде набивки жирной глиной слоем высотой 20—50 см между стенками фундамента и котлована. При этом глина должна быть хорошо размята и при укладке тщательно уплотнена. 
Группа 2 — покрытия в виде защитных штукатурок, наносимых по битумной грунтовке. Материал для штукатурного слоя готовится путем разогрева битума с постепенным подмешиванием в него зеленого масла, а также мелкого песка. Общая толщина штукатурки 6—10 мм. 
Группа 3 — покрытия в виде оклеенной изоляции в два-три слоя рубероида на битумной мастике по битумно-бензиновой грунтовке. Кроме рубероида можно использовать бризол, гидроизол или другие стойкие рулонные материалы. В наиболее ответственных случаях возможна наклейка слоя полиизобутилена или поливинилхлорида.

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Архитектура, строительство. Под общей редакцией А.Г. Лазарева.-Изд. 2.-Ростов н/Дону: Феникс

2. Основы архитектуры зданий и  сооружений Е.Н.Белоконев. Изд.2-е Феникс,2005.