Как фундамент способствует устойчивости здания

Обновлено: 04.05.2024

Надёжный фундамент – основа любого дома. От того, насколько правильно был выбран и построен фундамент, во многом зависит срок эксплуатации дома и комфортность проживания в нём. Любая ошибка, допущенная ещё на этапе возведения основания, приводит к печальным последствиям в будущем: фундамент и, в результате – стены, могут треснуть, или фундамент может «приподнять» силами морозного пучения, строение может просесть и перекоситься. Всё это приведёт к необходимости дорогостоящего ремонта.

Чтобы этого избежать, надо выбрать правильный фундамент . Из нашего материала вы узнаете ответы на следующие вопросы:

С чего начинается выбор фундамента.
Для чего нужно проводить геологические изыскания на участке.
Какие нагрузки собираются для расчёта несущей способности фундамента.
Какие типы фундаментов являются наиболее распространёнными.
Какую наиболее частую ошибку допускают застройщики при выборе конструкции фундамента.

Основные факторы, влияющие на выбор типа фундамента

Чтобы понять, как правильно выбрать фундамент, необходимо разобраться в его предназначении.

Фундаментом называется основание любого строения, которое передаёт нагрузку, создаваемую весом сооружения, на нижележащие слои грунта. Правильно спроектированный и возведённый фундамент должен перераспределять на грунт :

вес дома;
вес снеговой нагрузки;
вес полезной нагрузки.

Прежде тем, как приступить к выбору типа фундамента, нужно:

Разработать проект дома и определиться с материалом стен, перекрытий, кровельного покрытия.
Рассчитать предполагаемый вес здания.
Узнать состав грунта на строительном участке и уровень залегания подземных вод.
Выяснить несущую способность грунта.
Произвести расчёт фундамента.

При выборе типа конструкции фундамента и его расчёта первостепенное значение имеет проведение геологических изысканий . В зависимости от несущей способности грунта и материала, из которого изготавливается дом, фундамент может иметь разную глубину заложения и конструкционные особенности.

Многие начинающие застройщики недооценивают необходимость исследования грунта. Это приводит либо к неоправданному усложнению и удорожанию конструкции фундамента, с тотальным перезакладом его прочностных характеристик, либо к чрезмерной экономии, что ведёт к потере качества и надёжности основания дома. О том, к чему приводит подобный подход, наглядно рассказывается в разделе нашего сайта Ремонт и реконструкция фундаментов.

Возведение дома (в первую очередь - каменного) без чёткого понимания типа грунта – это строительство «вслепую», с непредсказуемыми результатами в долгосрочной перспективе.

Т.к. фундамент передаёт нагрузку от здания на нижележащие слои грунта, то зона активного влияния нагрузок от дома распространяется значительно ниже глубины заложения подошвы фундамента. Кроме этого, фундамент может подвергаться негативному воздействию грунтовых вод. Это со временем может привести к заиливанию дренажа или вымыванию песчаной подготовки, что может вызвать неравномерную просадку фундамента.

Гидро- и геологические изыскания следует рассматривать как неотъемлемую часть строительного процесса по возведению фундамента. В ходе таких исследований:

выясняют тип, состав и несущую способность грунтов;
выясняют уровень залегания грунтовых вод;
выявляют наличие «сложного» грунта;
находят пустоты, провалы, участки со слабонесущим, водонасыщенным грунтом.

Все эти меры позволят также разработать необходимый комплекс мероприятий по дренажу и водоотведению влаги от фундамента.

- Геологическое исследование грунтов и вод на участке строительства позволяет проектировщику понять, с какими грунтами ему предстоит работать. Какая отметка уровня грунтовых вод, какие перепады есть на участке. Возможно ли строительство цокольного этажа. После чего разрабатывается архитектурный проект и выбирается тип фундамента.

На этом этапе обычно разрабатывается несколько вариантов конструкций основания. И, в зависимости от технико-экономических показателей и архитектурных решений, выбирается наиболее рациональный вариант фундамента.

- На мой взгляд, наилучший для малоэтажного строительства тип грунта – крупный песок или сухие плотные глины (суглинки и супеси), либо скальные породы низкого залегания. Они дают наилучший по экономике результат, т.к. зачастую для надёжной опоры вполне достаточно отдельно стоящих мелкозаглубленных бетонных блоков или ленточного фундамента, возможно даже сборного из бетонных блоков или полнотелых керамических кирпичей.

- Есть ряд грунтов, которые в большинстве случаев не могут служить основанием сооружений – это торф и заторфованные грунты, неуплотнённые насыпные грунты, водонасыщенные пылеватые пески, растительный слой (чернозём). Такие грунты заменяются, проходятся насквозь, если это возможно (с помощью свай) или закрепляются с помощью специальных технологий .

Есть закарстованные, просадочные, набухающие грунты, вечномёрзлые грунты, обычно требующие специальных мероприятий для устройства на них фундаментов. Во всех остальных случаях, вне зависимости от типа грунтов и его несущей способности, как правило, возможно, применение традиционных типов фундаментов.

Также при выборе типа фундамента необходимо учитывать вероятность возникновения сил морозного пучения.

- Морозное пучение – это процесс, при котором зимой влага, содержащаяся в грунте, замерзает. В результате влагонасыщенный грунт расширяется в объёме, весной и в оттепель происходит обратный процесс. Это может вызвать деформацию фундамента и дома.

Популярные сегодня стеновые материалы, такие как: большинство конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов, в особенности газо- и пенобетонные блоки, или поризованные керамические блоки весьма требовательны к качеству фундамента, т.к. они плохо переносят изгибающие нагрузки – работу на излом.

Причём, строительство глубоко заглубленного фундамента, особенно под относительно лёгкие строения, не всегда оправданно. Это происходит из-за того, что касательные составляющие сил морозного пучения, в силу большей площади контакта с заглубленной «стеной» основания, дают больший суммарный эффект воздействия на такой фундамент.

Поэтому во многих случаях, вместо того чтобы зарывать фундамент в землю, разумнее или экономичнее возвести основание неглубокого заложения. При этом может потребоваться предпринять целый комплекс мер, уменьшающих воздействие сил морозного пучения. К таким мероприятиям относится строительство утеплённой отмостки , утепление цокольной части и дренаж фундамента .

Долговечность, надежность, прочность и устойчивость здания во многом зависят от качества фундамента. Выбор материалов, учет характеристики грунта и воздействия сил пучения – это малая часть особенностей, которые необходимо учесть для заложения качественного фундамента.

Каковы требования к фундаментной конструкции

Основные требования к фундаменту:

Высокий уровень прочности. Это самое важное требование, так как от прочности фундамента зависит срок эксплуатации и возможное растрескивание основы.
Минимальная стоимость. Короткий срок заложения и небольшие затраты труда на сооружение.
Вентиляция. Для исключения возможности появления плесени и сырости на фундаменте выполняют устройство вентиляционных труб.
Гидроизоляция. Любой тип фундамента предусматривает гидроизоляцию для надежной защиты от влаги и воздействия грунтовых вод.
Сооружение коммуникационных систем. При установке арматурного каркаса в фундамент монтирую трубы для системы канализационного отвода и проведения проводов.
Влияние отрицательных температур на фундамент.
Соответствие сроку эксплуатации.

Как избежать выдирания фундамента боковыми касательными силами морозного пучения

Чтобы избежать выдирания фундамента боковыми силами морозного пучения при строительстве на всю высоту фундамента устанавливают арматурный пояс. Арматурный каркас изготавливают из металлических прутьев с сечением 12 – 14 мм и закрепляют вязальной проволокой.

Возведение фундамента в виде площадки – анкера не позволит вытащить фундамент из грунта.

Зависит ли устойчивость и надежность фундамента от глубины его заложения

Надежность и устойчивость фундамента во многом зависит от глубины заложения. На неустойчивых, промерзающих грунтах фундамент закладывают глубже уровня действия сил пучения или грунтовых вод. Однако на фундамент с легкой конструкцией могут воздействовать касательные силы пучения, которые вытаскивают фундамент из замерзшего грунта.

Чтобы избежать таких неприятностей, на пучинистых грунтах выполняют монолитный или свайный фундамент, а легкие конструкции возводят на грунте, не подверженному пучению.

Как приготовить качественный бетон для фундамента

Перед тем, как изготовить бетон, необходимо провести его расчет, исходя из веса и этажности здания. Для небольших одноэтажных домов готовить очень прочный бетон не нужно, так как это нецелесообразно из-за увеличения количества цемента.

Бетон изготавливают из цемента, крупнозернового песка и щебня.

Состав бетона: на 1 часть цемента 3 части песка и 4 части щебня. Разбавление водой проводится так, чтобы раствор не становился текучим, а была возможность его заложения и утрамбовки.

Со временем разрушается фундамент практически у каждого строения. Но если при этом сам дом в хорошем техническом состоянии, то проще укрепить фундамент и цоколь, чем строить весь дом с нуля. Но прежде чем выполнять укрепление фундамента старого дома следует выяснить причины повреждения основания, выбрать способ усиливающий основание и повышающий его надёжность.

Главные причины повреждения фундамента

Усиление основания дома потребуется, если фундамент повреждён, а происходит это по следующим причинам:

ветхость здания;
проектирование выполнено с ошибками;
нарушение технологий закладки фундамента;
добавление дополнительных пристроек отрицательно повлияло на конструкцию;
изменение состояния грунта, повышение уровня грунтовых вод из-за продолжительного выпадения осадков;
проведение застройки окружающей местности, прокладка коммуникаций при масштабных земляных работах;
выполнение непредусмотренной при проектировании перепланировки строения, и, не учитывая дополнительную нагрузку на фундамент;
неправильное устройство водостока с последующим подмыванием здания;
существенная вибрация грунта от близлежащей автомагистрали или при взрывных работах;
из-за большой массы строения из кирпича происходит разрушение его основания, в связи с чем требуется укрепление фундамента кирпичного дома.

Подготовительные мероприятия и диагностика перед укреплением фундамента

Каким способом будет проводится укрепление фундамента частного дома зависит от причин, повлекших несоответствие фундамента. Поэтому, предварительно проводится диагностика, предполагающая два действия:

установку маячков на трещинах стен;
обследование фундамента в местах разрушения.

Действия эти выполнить не сложно, а полученные сведения помогут определить способ усиления основания.

Установление маячков

Установление маячков позволит выяснить:

продолжается разрушение или прекратилось;
в случае продолжения, по какому направлению идёт усадка и как быстро;
по каким причинам появились трещины.

Процесс предполагает установку на трещины вверху и внизу маленьких цементных или гипсовых лотков (маркеров). Материал должен быть настолько хрупким, чтобы в случае передвижек, он мог лопнуть. На каждую трещину нужно использовать как минимум два маячка.

Состояние маячков периодически проверяется. Если несколько недель положение маркеров не изменилось, значит, осадка остановилась.

При расширении трещин, можно увидеть какая часть дома просаживается.

Рытьё шурфа

В местах, где расширяются трещины, начинают отрывание фундамента в пределах глубины его залегания, не более. Длина траншеи должна быть небольшая, а ширина – позволять использовать внутри лопату.

В качестве страховки необходимо использование подпорок для поддержания стен при раскопках.

Если на дне траншеи будет вода, то потребуется водоотведение в виде создания дренажной системы.

Определение причин и методов укрепления основания

Собрав сведения при наблюдении за маячками, а также во время рытья шурфа, выясняются причины потрескивания фундамента и стен. Определив причину, можно понять каким способом лучше укрепить фундамент частного дома.

Высыпание цемента

По мере откапывания основания происходит оценка его состояния. Бетон может посыпаться из-за нарушения технологий и его неправильного составления. Изменение кислотности в воде может послужить причиной разъедания стройматериала. В таком случае потребуется водоотвод, удаление осыпающихся частей и укрепление осыпающегося раствора.

Вымывание грунта

Если во время рытья шурфа обнаружилась пустота, это значит, что происходит вымывание грунта из под дома. Тогда в траншее вскоре появится вода, а для исправления ситуации потребуется устройство дренажной системы.

Потом выполняется гидроизоляция, пустоту засыпают грунтом, утрамбовывают, устанавливают отмостку.

Проседание непрочного грунта

В случае значительного проседания при песчаной или супесчаной почве, потребуется укрепление самого грунта. Тогда бурятся скважины, доходящие ниже основания (подошвы), туда заливают цементный или другой укрепляющий раствор.

При явных разломах и сдвигах основания, потребуется долить фундамент или усилить при помощи свай. К подобным повреждениям приводят грунтовые подвижки, изменение загруженности здания (из-за пристроек, цементных стяжек).

Способы укрепления основания дома

Все здания подразделяются на: кирпичные, каменные, деревянные. К примеру деревянный дом можно поднять или передвинуть. Это неприменимо, если встает вопрос как укрепить фундамент кирпичного дома или каменного. Все дома отличаются цоколем, характером ремонтных работ, проводимых в соответствии с проектом постройки.

Укрепление свайного фундамента

Перед тем, как усилить фундамент, нужно определить какие неисправности имеют сваи здания (просели, провалились, изменили форму).

Для выяснения забивают сваю около фундамента, чтобы определить достаточную глубину нахождения основных свай. Потому, что в начале строительных работ заглубление свай могло не достигнуть точки промерзания грунта, и не было упора при их вкручивании. При изменении форм свай, их заглубляют до твёрдого грунта. При обвале, под сваями размещают деревянные или металлические подкладки.

Замена отдельных свай

Чаще всего для старых деревянных построек использовался свайный бревенчатый фундамент. Под долголетним воздействием влаги на эти элементы основания, они повреждались и становились менее прочными. Чтобы произвести замену таких бревенчатых свай, здание приподнимается домкратами, извлекается бревно, а на его место устанавливается новая свая.

Перед поднятием строения, подкладывают прочные доски для упора домкрата, чтобы он не углублялся в землю от нагрузки, а поднимал здание. Между строением и домкратом тоже должна быть прослойка из древесины.

На дно отверстия от извлечённого старого бревна заливают бетон для укрепления новой сваи. Потом, в течение нескольких дней раствор должен засыхать, после этого устанавливается новая опора.

Такой метод подходит, если нужно заменять только отдельные брёвна (2-4 шт.), для замены всего основания используют буронабивные или винтовые сваи. Поэтому перед заменой тщательно изучают состояние фундамента, чтобы вскоре не пришлось и его менять.

Обновление нижних венцов

Усиление фундамента старой деревянной постройки часто выполняется в виде обновления её нижних венцов. Со временем под воздействием осадков и грунтовых вод древесина приходит в негодность.

Определить в каком состоянии находится нижняя часть здания можно по внешним признакам брёвен, лежащих на фундаменте. Если происходит гниение, перекос – требуется замена нижних венцов дома.

Для защиты брёвен от неблагоприятного воздействия внешней среды, влаги, вредителей, древесина пропитывается антисептиками и антипиренами.

Железобетонная опора к ленточному фундаменту

Чтобы укрепить ленточный фундамент выполняется армированная доливка в следующей последовательности:

Обкапывают фундамент здания.
Убирают старый бетон, расшивают отверстия, просверливают основание.
Вставляют в отверстия арматуру.

Убирают насколько можно выступающие части бетона.
На арматурные прутья приваривают каркас.
Делают опалубку (деревянную конструкцию) и заливают бетоном.

Усиление кирпичного фундамента

С целью укрепления кирпичного основания изготавливаются бетонные блоки (быки) для наращивания на углы цоколя, чтобы увеличить площадь опоры и усилить конструкцию.

После крепления бетонных блоков профессионалы иногда могут увидеть, что этого не хватает для усиления. Тогда потребуется комплексное укрепление прямых участков фундамента. Этот процесс отличается от крепления блоков:

стены обкапываются не более чем на 2 м, чтобы не появились трещины и обвал фундамента;
при укреплении фундамента частного дома допускается соединение старого бетона с новым, всё также перевязывается с отдельными участками;
устанавливается гидрозащита между блоков, чтобы не появлялись глубокие трещины, не попадала вода, не расшатывалось, не разрушалось основание.

Буроинъекционный способ укрепления

Буроинъекционные сваи являются разновидностью буронабивных и используются в случаях, когда требуется повышенная прочность свай, а также для предотвращения осыпания почвы со стенок скважины. Изготавливаются буроинъекционные и буронабивные сваи по аналогичной технологии.

Буроинъекционный метод пользуется популярностью у профессионалов и применяется он с помощью специалистов и спецтехники:

через старое основание бурятся скважины с наклоном, с диаметром не более 25 см, до глубины нахождения твёрдых слоёв грунта;
в отверстия заливается раствор, закрепляется арматурный каркас.

Теперь у старого строения появляется укрепление в виде дополнительных свай.

Бетонное усиление

Для укрепления основания используют монолитный каркас, что позволяет заливать бетон сбоку здания:

по всему периметру строения выкапывается траншея;
цоколь очищается от земли и бетона;
сверлятся отверстия для установки анкерных стержней;
в траншее собирают несъёмную опалубку для закрепления там объёмного каркаса;
стягивают его с помощью шпилек и строительных анкер;
на всё пространство заливается раствор, которым заполняют все щели;
после высыхания бетона делается гидроизоляция, возводится прочная отмостка.

Видео описание

Еще такой вид усиления фундамента используется при применении тяжелой облицовки стен:

Укрепление фундамента с одной стороны

В случае проседания здания с одной стороны, перед укреплением строения его делят на несколько частей по 2 м, после чего выполняют следующие действия:

выкапывают траншею более глубокую и широкую;
старый фундамент просверливают для установки арматурных прутов для стяжки старой конструкции;
проделывают канавки в бетоне (штрабы), чтобы увеличить сцепление всей площади строения;
арматурный каркас, прутья вставляют в повреждённое основание и цементируют;
фиксируют опалубку, заливают раствором бетона.

При высыхании бетона выполняют подобные действия на других участках строения. После завершения всех работ все части соединяются арматурой.

Укрепление бутового фундамента

Укрепление бутового основания потребуется в случае менее тщательной забутовки за лицевым рядом, при использовании там менее прочных камней. Камни могли раскрошиться, растворы вымыться, высыпаться.

Если разрушение вызвано грунтовыми водами – потребуется дренаж для отведения воды и отмостка.

При проседании выкрошенных пустот потребуется цементация кадки. Пустоты через трубы заполняются бетоном. Также действуют при отведении вод от размытого грунта.

Торкретирование

Торкретирование является послойным напылением цементных растворов под высоким давлением. Такой способ усиления фундамента частного дома используют при ленточном основании с повреждением только несущей основы. При этой методике происходит усиление цоколя дома, увеличение его водостойкости. Для укрепления слоя укладывают армирующую сетку, заливают её цементным раствором.

Полная замена основания

Замену фундамента делают, если его нельзя уже укрепить или восстановить. Это трудоёмкая и продолжительная процедура. Выкапывается траншея по всему фундаменту глубиной не более 2 м, удаляется старая конструкция, заливается новый бетон.

Чтобы избежать полной замены нужно следить за зданием. Все трещины, перекосы дверей, окон сразу исправлять.

Видео описание

Наглядно про ремонт и замену фундамента смотрите в следующем видео:

Заключение

Основание любого здания можно восстановить, добавив новые элементы в конструкцию. Чётко проделанная работа гарантирует длительную целостность основания дома. И если вы сами не знаете как усилить фундамент в частном доме правильно, то лучше доверить эту работу опытным рукам, чтобы не остаться и без фундамента и без дома.

Фундамент дома — это основа всей конструкции, которая обеспечивает ее прочность. Потеря фундаментом несущей способности приводит к тому, что здание становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. Вот почему на изготовление фундамента закладывают от 25 до 40% всех средств, выделенных на строительство здания.

Грамотно выполненный фундамент служит долго: кирпичный — около 80 лет, монолитный бетонный — до 200 лет.

Тем не менее, наступает момент, когда он начинает нуждаться в ремонте и укреплении.

В каких случаях требуется укрепление фундамента

Есть целая группа причин, из-за которых фундамент приходится укреплять. Некоторые из них связаны с человеческим фактором, другие — с изменением условий эксплуатации. К основному списку причин относятся:

Ошибки, которые были допущены на этапе проектирования и привели к преждевременному разрушению фундамента. Перечень этих ошибок очень широк; он включает такие причины, как неправильно выбранная конструкция фундамента, выбор недостаточно прочного бетона, игнорирование особенностей грунта на строительном участке и другие.
Нарушение технологии при изготовлении фундамента (на любом этапе).
Динамические воздействия в процессе эксплуатации здания (например, вибрация от работающего оборудования внутри, сейсмическая активность или вибрация от железной дороги снаружи).
Изменение характеристик грунта на участке. К ним относятся изменение уровня грунтовых вод, переувлажнение грунта, которое может возникнуть вследствие паводка или выхода из строя дренажной системы.
Прокладка коммуникаций для новой застройки на территории рядом с фундаментом или другие масштабные земляные работы.
Воздействие неблагоприятных внешних факторов (химические вещества, влажность, резкие перепады температур, что обычно учитывается при проектировании фундамента).
Реконструкция здания, которая увеличивает нагрузку на фундамент (например, надстройка дополнительных этажей, замена крыши на более тяжелый вариант).
Разрушение фундамента, связанное с его старением, поскольку любой материал имеет предел прочности.

Как понять, что фундамент требует усиления

Существуют определенные визуальные признаки, которые сигнализируют о том, что фундамент требует внимания:

деформация пола;
трещины в стенах и цоколе;
перекос стен;
провалы почвы, изменение уровня грунта рядом с фундаментом;
разрушение элементов облицовки;
разрушение или деформация элементов отделки интерьера (плитки, панелей).

Точно оценить состояние фундамента можно с привлечением специалистов, имеющих профессиональное оборудование, поскольку существуют также скрытые признаки его разрушения, оценить и заметить которые визуально невозможно.

Последствия разрушения фундамента

В зависимости от степени разрушения фундамента, последствия могут включать как деформацию или трещины стен и полов, разрушение отделки, так крен или опрокидывание здания.

Важно!

Иногда трещины в стенах и деформация отделки могут быть вызваны процессом усадки здания.

В каких случаях требуется усиление фундамента

Согласно СП 427.1325800.2018 «Свод правил. Каменные и армокаменные конструкции. Методы усиления», необходимость усиления конструкции определяется в зависимости от того, насколько снижена ее несущая способность:

Несущая способность снижена на 0–5%. Усиление конструкции не требуется.
До 15%. Усиление требуется при наличии трещин.
До 50%. Усиление требуется.
Снижение несущей способности свыше 50%. Усиление возможно при технико-экономическом обосновании либо при разборке.

Типы фундаментов и способы их укрепления

Как известно, существуют фундаменты четырех основных типов:

Плитный фундамент. Представляет сплошную плиту, на которую равномерно распределяется нагрузка от здания.
Ленточный фундамент. Имеет форму ленты определенной толщины (до 60 см, как правило), которая проходит под всеми внешними и внутренними основными стенами здания.
Столбчатый фундамент — система отдельных опор, расположенных на определенном расстоянии (от 1,5 до 6 м) друг от друга под всеми стенами здания и их пересечениями.
Свайный фундамент — отдельные опоры, выполненные под зданием (свайное поле).

Также фундаменты классифицируются по материалу, из которого они изготовлены. Выделяют фундаменты, выполненные из кирпичной или бутовой кладки, готовых элементов либо монолитные из железобетона. Последние являются наиболее прочными и долговечными. О методах их усиления речь пойдет ниже.

В зависимости от формы фундаментов и материалов, из которых они выполнены, методы их усиления могут различаться.

В целом, работы по укреплению фундамента подразделяются на два основных типа:

повышение несущей способности основания (толщи грунта под фундаментом);
усиление и ремонт самого фундамента.

Важно!

В некоторых случаях работы ведутся по обоим направлениям.

Методы повышения несущей способности основания

Фундамент здания призван распределить равномерно нагрузку от конструкции на основание — то есть, на толщу грунта под ним.

Грунт состоит из различных слоев. Верхние его слои имеют невысокую несущую способность, поэтому фундаменты заглубляют, а уровень заглубления напрямую зависит от следующих факторов:

несущая способность основания;
глубина промерзания;
глубина залегания грунтовых вод;
тип грунта;
вес конструкции.

Основания подразделяют на надежные и слабые.

К слабым основаниям относят грунты, насыщенные водой, сильносжимаемые, теряющие прочность при нагрузке. Это пылевато-глинистые, заторфованные грунты, рыхлые пески. Если грунтовые воды залегают близко, такой грунт еще более теряет свою несущую способность.

Однако надежность грунта — это не абсолютная величина, а относительная, зависящая от габаритов и веса здания. То есть, основание, которое является слабым для многоэтажного дома, может быть вполне надежным для легкого деревянного малоэтажного сооружения.

При проектировании здания особенности грунта должны быть тщательно изучены и учтены.

В зависимости от типа основания, выбирается тип фундамента. Например, на ненадежных основаниях строят на свайных и плитных фундаментах. На влажных грунтах особое внимание уделяется дренажной системе участка и гидроизоляции фундамента.

В некоторых случаях грунт полностью заменяют либо укрепляют его различными методами — армируют, уплотняют при помощи вибрации или взрывов, искусственно понижают уровень грунтовых вод на пылевато-глинистых грунтах при помощи фильтрационных установок. Также применяется закрепление грунта.

Методы укрепления основания применяются и в тех случаях, когда требуется усиление фундамента. Дело в том, что слабый грунт, подверженный пучению, набуханию, осадке постоянно воздействует на фундаменты, вызывая их деформации:

прогибы плитных фундаментов;
крены, перекосы и кручение (крены в разные стороны) зданий;
горизонтальные смещения.

В таком случае, если не воздействовать на основание, в некоторых случаях ремонт фундамента может быть бесполезным.

Для закрепления грунта применяют такие технологии, как цементация, глинизация, битумизация, силикатизация. Эти методы называют также инъекционными, поскольку соответствующие вяжущие растворы нагнетают при помощи инъекторов, которые представляют собой перфорированные трубы, забиваемые в грунт.

Выбор вяжущего раствора зависит от типа грунта:

фильтрующие грунты закрепляют силикатизацией (используется силикат натрия и хлористый кальций);
цементация применяется для грунтов с высокой водопроводимостью.

Важно!

Закрепление грунтов снижает их водопроницаемость и повышает стабильность и несущую способность в десятки раз. По сути, грунт превращается при этом в прочную полускальную породу.

Мероприятия по закреплению грунтов очень дорогие и требуют применения специального оборудования. Поэтому экономия здесь бывает очень кстати.

Для цементации грунта применяется раствор из цемента и воды, иногда с добавлением песка.

Пропорции компонентов выбирают, исходя из пористости грунта; в среднем, на одну массовую часть цемента приходится 10–50 частей воды. На пористых грунтах применяют более густые растворы, на менее пористых — жидкие.

При цементации грунта подвижность цементного раствора имеет важное значение. Повысить ее можно посредством применения специальных суперпластифицирующих добавок, к которым относится CemPlast производства компании Cemmix.

Каталог продукции CEMMIX

CemPlast

Универсальная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка для бетонов.

Применение CemPlast не только увеличивает подвижность цементных растворов, но и обеспечивает дополнительные выгоды:

экономию воды;
снижение расхода цемента благодаря тому, что он становится более активным (экономия может составлять 10–15%);
увеличение срока жизни раствора и предотвращение его расслаивания;
повышение прочности.

Таким образом, применение добавок позволяет не только качественно и надежно выполнить работы по цементации грунта, но и сэкономить материалы и финансовые средства без ущерба качеству.

Методы укрепления фундамента

Есть несколько основных технологий в этой области:

ремонт трещин;
уширение подошвы фундамента;
увеличение глубины заложения фундамента;
инъектирование;
торкетирование;
устройство железобетонной «рубашки»;
усиление сваями;
подведение новых оснований.

Выбор варианта усиления фундамента производится индивидуально, с учетом степени его разрушения, состояния грунта, а также сравнения экономических и технических характеристик каждого решения.

Большое значение имеет также материал, из которого выполнен дом.

Деревянный дом

Эта ситуация считается самой несложной. Деревянный дом легкий, его можно поднять на домкратах и произвести весь необходимый ремонт. Обычно ремонтируют трещины и заливают железобетонную «рубашку».

Кирпичный дом

Дома, выполненные из кирпича, более тяжелые, потому и ремонт фундамента произвести сложнее. Для укрепления фундамента применяют торкетирование, инъектирование, уширение подошвы.

Сваи применяют, если проблема заключается в грунте.

Что нужно сделать, прежде чем приступить к укреплению фундамента старого дома. Разгрузка фундамента

При выполнении работ по укреплению фундамента необходимо обеспечить устойчивость конструкции. Для этого применяют разгрузку фундамента, которая может быть полной или частичной.

Частичная разгрузка фундамента

Чтобы разгрузить фундамент частично, устанавливают временные опоры или подкосы, которые могут быть деревянными либо металлическими.

Временные деревянные опоры изготавливают следующим образом: в подвале дома либо на первом этаже на расстоянии 1,5–2 м от стен укладывают опорные подушки, на которых размещают опорный брус, а на нем устанавливают деревянные стойки. По верху стоек укладывается и закрепляется к ним с помощью скоб верхний прогон, а между стойками и нижним опорным брусом забивают клинья, включая, таким образом, стойки в работу по приему нагрузки со стен на временные опоры. Стойки для большей устойчивости укрепляют раскосами.

Полная разгрузка фундамента

Полная разгрузка фундамента осуществляется с помощью рандбалок (металлических балок), которые заделывают в кладку стены выше обреза фундамента в пробитые штрабы. Для закрепления балок используют цементно-песчаный раствор. Балки стягивают болтами в поперечном направлении, по углам стыки скрепляют сваркой.

Другой вариант — поперечные балки (металлические или железобетонные). В нижней части стены пробивают сквозные отверстия через каждые 2–3 м, в них закладывают балки. Под концами балок снаружи устраивают опорные подушки на уплотненном основании. Таким образом, здание как бы подвешивается на балках, а нагрузка от него передается на подушки. Если состояние стен не позволяет применять этот метод, их предварительно усиливают рандбалками.

Ремонт и усиление фундамента

Ремонт бетонного или железобетонного фундамента включает следующие этапы:

ремонт трещин и сколов;
восстановление отмостки;
гидроизоляция.

Важно!

Работы по усилению фундамента выполняют захватками, протяженность которых не превышает 2 м.

При ремонте трещин фундамент сначала обнажают до подошвы, затем расшивают трещины при помощи молотка, зубила либо болгарки, удаляя рыхлый материал, промывают трещины и заполняют их высокоподвижным цементно-песчаным раствором.

Одним из важных элементов любого здания является его фундамент.

Что такое фундамент, и для чего он нужен

Теоретически, здания можно было бы расположить прямо на поверхности грунта. Однако верхние слои грунта, как правило, имеют невысокую несущую способность и испытывают деформации от воздействия самых разных факторов:

пучения при промерзании;
просадки при оттаивании;
усадки при высыхании;
набухания при увлажнении.

Таким образом, если игнорировать устройство фундамента, постройка не будет прочной. Она постоянно будет принимать на себя нагрузки от деформаций грунта.

Соответственно, любое здание нуждается в устройстве фундамента, заглубленного в грунт.

Важно!

Фундаментом называют подземную часть сооружения, предназначенную для распределения нагрузки от здания на более глубоко залегающие слои грунта. Плоскость фундамента, которая опирается на грунт, называется подошвой; верхняя плоскость, на которую опирается основание наземной части сооружения, а также плоскости на границе между соседними уступами — обрезами. Слой грунта, на который опирается подошва фундамента, называется несущим, а нижележащие слои — подстилающим.

Обрез фундамента обычно располагается выше уровня грунта.

Нагрузка от веса всего сооружения (здания и фундамента) оказывает влияние на нижележащие слои грунта; его называют рабочей зоной основания или сжимаемой толщей.

При проектировании строительных конструкций обязательно производят расчеты деформаций либо расчеты по устойчивости, чтобы не произошла такая ситуация, когда под воздействием нагрузки грунт, на который опирается подошва фундамента, выдавливается в стороны, а основание теряет устойчивость.

Типы фундаментов

Различают следующие основные типы фундаментов:

Фундаменты в открытых котлованах. Фундамент возводится в открытом котловане, а затем засыпается грунтом. В этом случае вся нагрузка от него передается на подошву.
Фундаменты глубокого заложения погружают в грунт посредством использования специальных механизмов. Нагрузка в данном случае передается как по подошве, так и по боковым поверхностям фундамента.
Свайные фундаменты представляют собой группу свай, объединенных сверху плитой или балками.

Перед началом любого строительства, еще до этапа проектирования здания, на будущей строительной площадке проводят инженерно-геологические изыскания, которые позволяют выяснить особенности грунта на этом участке.

Помимо сведений о физико-механических свойствах грунтов и оценки деформативных и прочностных характеристик основания, особое внимание уделяют гидрогеологическим условиям, представленным на участке:

уровню подземных вод;
самой высокой и самой низкой отметкам колебания уровня грунтовых вод;
возможности образования агрессивных сред из-за проникновения в грунт химических веществ.

Каталог продукции CEMMIX

CemBase

Многофункциональная специальная добавка для фундаментных работ.

Также учитываются сейсмические условия, вероятность образования оползней, усадка и набухание грунтов, морозное пучение и другие.

Грунты и их строительная классификация

Выбор типа фундамента напрямую зависит от того, на каком грунте будет возводиться строительная конструкция.

Грунтами называют верхние слои земной поверхности, образованные в процессе выветривания горных пород. Они могут быть связными или несвязными и иметь различные характеристики, из которых для строительства наиболее важны физические и механические.

Грунты можно назвать трехфазными системами, потому что они состоят из твердых частиц, воды и газа. Лабораторные исследования определяют плотность грунта ненарушенной структуры, плотность твердых частиц грунта и его природную влажность, гранулометрический состав и степень его неоднородности, плотность грунта в сухом состоянии, коэффициент пористости, текучесть.

В соответствии с классификацией по ГОСТ 25100–82, различают скальные и нескальные грунты:

Для скальных грунтов характерна жесткая связь между зернами. Различают скальные грунты очень прочные, прочные, средней прочности, малопрочные, пониженной прочности, низкой прочности, весьма низкой прочности. Они подразделяются на размягчаемые и неразмягчаемые. Некоторые скальные грунты могут растворяться в воде, в этом случае должна быть установлена степень их растворимости. Скальные грунты, как правило, считаются надежными основаниями.
Нескальные грунты подразделяются на крупнообломочные (валунные, гравийные, галечниковые) и песчаные (гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые). Крупнообломочные грунты обычно считаются надежными основаниями. Песчаные грунты тоже, в основном, рассматриваются как надежные основания, за исключением рыхлых песков, пылевато-глинистых грунтов, илов, просадочных (дают осадку при увлажнении) и набухающих (увеличиваются в объеме при намокании и уменьшаются при высыхании) грунтов.

Выделяют в отдельные группы:

Засоленные грунты. Могут формировать агрессивную среду и способствовать выщелачиванию бетона.
Биогенные грунты (торфы и сапропели). Характерны высокая сжимаемость, медленно развивающаяся осадка, возможность формирования агрессивных сред.
Насыпные грунты. Высокая степень неоднородности, неравномерная сжимаемость, возможность осадки.
Вечномерзлые грунты (северные районы Сибири, Дальний Восток). При изменении температурного режима возможно оттаивание, которое вызовет дополнительную осадку.

Таким образом, задача грамотного строительства — на основании произведенных исследований и расчетов правильно распределить нагрузку от конструкции на грунт. Для этого вначале проводят испытания грунта на сжатие, на сдвиг, а также на статическую нагрузку. Для получения достоверных результатов испытывают определенное количество образцов, чтобы учесть неоднородность грунта.

Особенности характеристик грунтов

Если говорить о свойствах грунтов, то нужно учитывать, что они существенно отличаются от свойств строительных материалов:

прочность грунта на несколько порядков ниже, чем прочность металла, камня, бетона и других строительных материалов;
деформативность грунта в десятки тысяч раз ниже, чем деформативность строительных материалов;
грунты не работают на растяжение;
грунты воспринимают только нагрузки на сжатие и на сдвиг;
при постоянной нагрузке, даже после прекращения нагружения, деформации грунта нарастают (это объясняется ползучестью и консолидацией грунтов, которые в той или иной степени присущи практически любым грунтам).

Виды деформаций зданий

При проектировании здания и произведении расчетов учитывается структура конструкции и виды деформаций, которые могут быть следующими:

прогиб вследствие изгиба подошвы сплошной фундаментной плиты (характерно для зданий большой протяженности);
крен или поворот относительно вертикальной оси (особенно опасен для высоких зданий);
перекос (из-за неравномерной осадки);
кручение (крены в разные стороны);
горизонтальные смещения (в подпорных стенках).

Большинство этих деформаций вызывается неравномерными осадками грунта, которые могут вызываться рядом причин:

уменьшение пористости грунта после загрузки фундамента;
разуплотнение слоев грунта, залегающих у дна котлована;
осадка выпирания из-за выдавливания грунта подошвой фундамента;
нарушение природной структуры грунтов во время выполнения строительных работ;
осадка во время эксплуатации здания;
осадка в результате набухания или просадки грунта;
неблагоприятные последствия воздействия грунтовых вод и газа.

Методы борьбы с деформациями грунтов и зданий

В строительных работах на этапе проектирования учитывают тип грунта и тип возводимой конструкции, а также способы выполнения работ.

Для уменьшения неравномерных осадок используют специальные конструктивные решения, например, выбирают особые формы фундаментов (ступенчатый, с изменением размеров подошвы), рассчитывают глубину заложения фундамента, устраивают деформационные или осадочные швы, чтобы снизить жесткость конструкции, применяют армированную кладку вдоль стен.

Требования к фундаментам

Фундамент здания должен быть надежным, но эта надежность должна сочетаться с экономичностью. Иными словами, можно заложить в расчетах очень высокую прочность фундамента, но она будет избыточной и приведет к перерасходу материалов, удорожанию работ, увеличению сроков строительства.

Чтобы найти золотую середину, применяют методику расчета по предельным состояниям (по несущей способности и деформациям).

Методы усиления грунтов

При произведении расчетов учитывают характеристики грунта. Обычно под строительные площадки используют участки, непригодные для сельскохозяйственных работ, поэтому качество грунтов может быть разным. Различают слабые и надежные грунты, однако такая классификация достаточно условна и зависит от габаритов и веса возводимого здания.

Слабыми считают сильносжимаемые, насыщенные водой грунты, которые теряют прочность при обычной скорости приложения внешних нагрузок, характерной для строительных работ. К таким грунтам относятся пылевато-глинистые грунты в текучем состоянии, заторфованные грунты, илы и пески в рыхлом состоянии. Однако небольшие и медленно нарастающие нагрузки они могут воспринимать.

Возведение фундамента на таких грунтах — сложное мероприятие. Обычно на слабых грунтах применяют свайные фундаменты либо фундаменты глубокого заложения с полной прорезкой слоев слабых грунтов, но этого бывает недостаточно для того, чтобы повысить несущую способность основания и уменьшить неравномерность осадок, поэтому прибегают к искусственному улучшению физико-механических характеристик грунтов снований:

Снижение влажности грунта для исключения гидростатического и гидродинамического давления. Для этого проводят дренирование подземных вод, регулируют их сток и проводят другие мероприятия.
Конструктивные методы — устройство грунтовых подушек, шпунтового ограждения, армирование грунта.
Уплотнение (вибрацией, взрывами), вытрамбовывание котлованов.
Искусственное водопонижение на пылевато-глинистых грунтах (фильтрационные установки).
Закрепление грунтов.

Закрепление грунтов

Одним из методов усиления грунтов является закрепление, которое производится посредством цементации, глинизации, битумизации, силикатизации, после чего грунты в десятки раз увеличивают несущую способность, превращаясь, практически, в полускальную породу.

Закрепление иногда еще называют инъекционным усилением грунтов, потому что вяжущие растворы нагнетаются в грунт с помощью инъекторов (перфорированных труб, которые забиваются в грунт).

Хорошо фильтрующие грунты закрепляют силикатизацией (растворами силиката натрия и хлористого кальция).

Грунты с высокой водопроводимостью закрепляют цементацией, то есть, инъектированием цементным раствором, после чего их водопроницаемость существенно снижается, а стабильность и несущие способности — повышаются.

В состав цементного раствора для цементации грунта входят обычно цемент и вода, иногда — песок.

Водоцементное соотношение в растворе выбирают в зависимости от пористости грунта: чем меньше пористость, тем более жидкий нужен раствор. Обычно на 1 часть цемента по массе берут от 10 до 50 частей воды.

Современная химическая промышленность выпускает добавки, которые могут повышать эффективность цементации грунта. Это, в основном, пластификаторы и суперпластификаторы. Компания Cemmix производит следующие виды таких добавок:

пластификатор Plastix;
суперпластификаторы CemBase и CemPlast.

Каталог продукции CEMMIX

CemPlast

Универсальная суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка для бетонов.

CemBase

Многофункциональная специальная добавка для фундаментных работ.

Plastix

Многофункциональная пластифицирующая и водоредуцирующая добавка для бетонов.

Основное воздействие пластификаторов и суперпластификаторов — увеличение подвижности цементных растворов без повышения количества воды в них, что особенно ценно при выполнении таких задач, как инъектирование, для которых нужны растворы высокой подвижности. Однако применение пластифицирующих добавок позволяет также решать другие задачи:

экономия воды и цемента (порядка 10%) в растворах, что дает существенный экономический эффект;
повышение прочности и долговечности раствора;
увеличение срока жизни раствора;
предотвращение расслаивания цементного раствора.

Таким образом, работы по цементации грунтов могут быть выполнены более качественно, надежно и экономично.

Применение современных добавок для цементных растворов и бетонных смесей Cemmix позволяет эффективно решать задачи, которые ставит строительство на слабых и просадочных грунтах.

Читайте также: