Текст
/i-
А.И. ПЕРИЧ
ЭКОНОМИЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
И УСАДЕБНЫХ ДОМОВ
‘.i
МОСКВА - 2002
УДК 728.84+624.151.5
Перич А.И. Эффективные фундаменты малоэтажных зданий и усадеб-
ных домов. — М.: ГУП ЦПП, 2002. — 148 с.
Настоящая брошюра имеет целью оказать практическую помощь при
выборе рациональных и экономичных фундаментов, соответствующих типу
здания, геологическим условиям участка застройки и техническим возмож-
ностям подрядчика. Предлагаемые конструкции фундаментов малоэтаж-
ных зданий и усадебных домов обеспечивают сокращение расхода материа-
лов на 25—30 %, а следовательно, построечной трудоемкости и стоимости,
чю очень важно при массовой застройке. Даются рекомендации по устрой-
ству фундаментов на основе исторического опыта и современной практики
строительства.
Для индивидуальных застройщиков приведены рекомендации по выбо-
ру материалов для загородных домов сезонного и постоянного прожива-
ния, а также по сокращению расходов на отопление домов для постоянно-
го проживания.
Предназначена для проектировщиков, строителей и индивидуальных
застройщиков.
А.И. Перич
ЭКОНОМИЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
И УСАДЕБНЫХ ДОМОВ
Зав. изд. отд. Л.Ф. Калинина
Редактор Л.Н. Кузьмина
Технический редактор Л.Я. Голова
Корректор И Н. Грачева
Компьютерная верстка ТА. Баранова
Подписано в печать 05.05.99 Формат 60x841/16
Печать офсетная Усл -печ. л 8,6 Тираж 300 экз. Заказ № 1445
Государственное унитарное предприятие —
Центр проектной продукции в строительстве (ГУП ЦПП)
127238, Москва, Дмитровское шоссе, дом 46 корн. 2
Тел/факс (095) 482-42-65 — приемная;
Тел ' (095) 482-42-94 — отдел заказов,
(095) 482-41-12 — проектный отдел;
(095) 482-42-97 - проектный кабинет
ISBN 5-88111-179-6
© ГУП ЦПП, 2002
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современные тенденции развития строительства характерны зна-
чительным возрастанием объемов малоэтажной застройки. По госу-
дарственной программе «Жилище» было намечено до 2000 г. только на
селе построить одно-, двухэтажные здания общей площадью пример-
но 280 млн. м2.
Корпорация «Подмосковье» разработала и в настоящее время
реализует программу, предусматривающую строительство ежегодно
двух тысяч индивидуальных домов (800 тыс. м2).
Принятая Правительством России 20.06.93 г. программа «Жили-
ще» предусматривает и широкое развитие индивидуального строи-
тельства. Увеличение доли частного сектора, предусмотренное про-
граммой, приведет к преобладанию в структуре застройки малоэтаж-
ных зданий-коттеджей и домов усадебного типа. К 1995 г. было пре-
дусмотрено довести долю индивидуального строительства до 25 %, а к
2000 г. — до 40 %.
Но, как показала практика, относительная стоимость фундамен-
тов малоэтажных зданий значительно выше, чем многоэтажных, так
как в том и другом случае используются одни и те же типовые сбор-
ные блоки, что приводит к неоправданному перерасходу бетона, а
следовательно, — к увеличению стоимости 1 м2 жилой площади.
При традиционных сборных ленточных фундаментах стоимость
нулевого цикла малоэтажных зданий и домов усадебного типа в за-
висимости от климатических и геологических условий составляет
25—45 % общих затрат. Поэтому стоимость 1 м2 жилой площади в
малоэтажных и одноэтажных домах значительно дороже, чем в мно-
гоэтажных зданиях. Это вполне закономерно, так как при мало-
этажной и одноэтажной застройке затраты на фундаменты полностью
ложатся на стоимость жилой площади одного-двух этажей, а в мно-
гоэтажных зданиях — на площадь всех этажей.
Высокая стоимость фундаментов объясняется также тем, что ус-
тройство нулевого цикла по принятой у нас технологии и при су-
ществующем уровне механизации является наиболее трудоемким и
наименее индустриальным этапом строительства. Уровень индус-
триальное™ нулевого цикла значительно отстает от достигнутого
уровня строительства наземной части здания. В связи с этим про-
3
блема совершенствования конструкции фундаментов и технологии
нулевого цикла малоэтажных и одноэтажных домов является весьма
актуальной, а в настоящее время — особенно.
Непременным условием осуществления строительства в корот-
кие сроки, с минимальными затратами средств, материальных ре-
сурсов и труда является максимальное сокращение сроков выполне-
ния работ нулевого цикла. Достигается это применением прогрес-
сивных конструкций и при высоком уровне индустриализации и
комплексной механизации всех видов работ. Но наша страна пока
отстает от развитых капиталистических стран в области применения
современной технологии работ нулевого цикла из-за дефицита вы-
сокопроизводительного оборудования и машин для транспортиро-
вания бетона на стройплощадку и его подачи к месту укладки и т.п.
Ввиду низкой стоимости рабочей силы на развитие специального
строительного машиностроения средств выделялось мало. К этому
следует добавить и недостаточность системной информации и пери-
одической литературы по этой теме, что негативно сказывается при
подготовке специалистов. В учебном курсе по дисциплине «Основа-
ния и фундаменты» разделу о конструкциях фундаментов промыш-
ленных и гражданских зданий должного внимания за последние 50
лет не уделялось. Этот раздел в учебных пособиях фактически от-
сутствует.
Центральный институт информации по строительству и архи-
тектуре тоже не издавал специальных выпусков по опыту примене-
ния эффективных конструкций фундаментов зданий, строящихся в
нашей стране и за рубежом. Отдельные сообщения по этому вопро-
су, помещенные в различных сборниках по другим разделам строи-
тельства, затрудняют поиск и систематизацию нужной информации.
В результате этого строители, проектировщики и преподаватели ву-
зов не имеют достаточного объема информации о состоянии фунда-
ментостроения в нашей стране и за рубежом.
В настоящей брошюре сделана попытка обобщения опыта ус-
тройства фундаментов при строительстве малоэтажных зданий и
домов усадебного типа.
4
ВВЕДЕНИЕ
Острый дефицит жилья в нашей стране на протяжении послед-
них 40 лет стал хроническим явлением. Кардинально изменить сло-
жившееся положение можно только за счет индивидуального строи-
тельства, как это сделано в развитых капиталистических странах.
Например, в США, по данным 1987 г., 192 млн. чел. (80 % населе-
ния) проживали в одноквартирных индивидуальных домах, а в мно-
гоквартирных — около 50 млн. чел.
По примеру мирового опыта правительство нашей страны в
1988 г. приняло решение: 60—65 % потребности в жилье удовлет-
ворять за счет индивидуального строительства.
В настоящее время дачное и коттеджное строительство во мно-
гих регионах страны приобрело такую массовость, особенно в Под-
московье, которая стала значительно влиять на окружающий ланд-
шафт и среду обитания. Доля негосударственного сектора в общем
объеме подрядных работ, поданным Госстроя России, достигла 85 %.
При этом в 1996 г. */3 введенной площади приходилась на индивиду-
альное жилье, построенное гражданами за счет личных средств и кре-
дитов.
Нередки случаи, когда индивидуальные застройщики пытаются
возводить свои дома (коттеджи) по картинкам из буклетов, по при-
митивным эскизам, т.е. фактически без проектной документации.
Результаты такого строительства приводят к печальным последстви-
ям — к аварийным ситуациям иногда еще до полного окончания
строительства.
В последнее время проблеме жилищного строительства уделяет-
ся больше внимания, в частности — совершенствованию конструк-
ций фундаментов. Для мало- и одноэтажных жилых и обществен-
ных зданий разработаны различные эффективные фундаменты, поз-
воляющие значительно сократить расход материалов, трудозатраты,
сроки и стоимость нулевого цикла. К таким эффективным решени-
ям относятся свайные фундаменты на забивных или буронабивных
сваях различной конструкции, фундаменты в вытрамбованных или
выштампованных котлованах, ленточные фундаменты мелкого за-
ложения, фундаменты из грунтоцементных свай, забивных бетон-
ных блоков и т.п. Перечисленные конструкции фундаментов рас-
5
считаны на возможности специализированных строительных органи-
заций и используются в основном только для домов без подвалов.
Отсутствие подвала (или полуподвала — в зависимости от грун-
товых условий) создает определенные трудности, особенно для сель-
ских жителей, так как возникают проблемы с хранением заготовля-
емых на зиму продуктов питания (овощей, фруктов, солений и т.п.).
В этих случаях необходимо предусматривать специальные подсоб-
ные помещения, без которых сельскому жителю не обойтись, так
как развитой торговой сети в сельских районах нет.
О необходимости подвалов в индивидуальных жилых домах убе-
дительно свидетельствует и зарубежный опыт строительства. Сбор-
ные дома из различных материалов, изготовляемые европейскими
фирмами, строятся, как правило, с подвалом и мансардой, так как
это экономически целесообразно и создает определенные комфорт-
ные условия для проживания (Новая строительная газета. — 1991,
№ 44). Кстати сказать, современные жилые и общественные здания
без подвала или технического подполья вообще не строятся, так как
там, кроме подсобных и складских помещений, размещаются инже-
нерные коммуникации, что значительно облегчает их эксплуатацию
и ремонт.
Однако устройство подвалов не всегда и не везде возможно по
геологическим условиям. На скальных грунтах (например, Карелия
или полуостров Мангышлак) и при высоком уровне грунтовых вод
устройство подвалов не рекомендуется. На заболоченных или на-
сыпных территориях Архангельской области жилые дома, ровесники
знаменитого храма в Кижах, в старину строились на подклетах —
срубах, где размещались хозяйственные и складские помещения для
хранения инвентаря и снеди. Пол жилого дома в этом случае подни-
мался примерно на два метра выше земли. Существующие в Каре-
лии музеи под открытым небом — наглядное свидетельство древне-
го самобытного зодчества и высокого мастерства строителей. Умес-
тно было бы отметить, что такой принцип построения жилого дома
получил развитие в современной архитектуре многих стран, в том
числе и в России. Жилые дома с компактной планировкой квартир
в двух уровнях считаются престижными и успешно строятся в раз-
личных регионах нашей страны.
Для строительства домов усадебного типа и садовых домиков
индивидуальные застройщики в настоящее время используют типо-
вые проекты, которые нередко приходится переделывать, приспо-
6
сабливать к имеющимся местным стройматериалам. Чаще всего не-
обходимо изменять конструкцию фундаментов, так как в каждом
конкретном случае требуется принимать свои индивидуальные ре-
шения, соответствующие специфике участка строительства, — его
рельефу и гидрогеологическим условиям. При этом участки для ин-
дивидуального строительства отводятся чаще всего на непригодных
и неиспользуемых землях — на различного рода неудобьях. В связи
с этим индивидуальные застройщики постоянно испытывают труд-
ности при решении проблемы выбора рациональных типов фунда-
ментов для конкретных условий. Причина этого кроется в том, что в
типовых проектах, разрабатываемых зональными проектными ин-
ститутами, для всех регионов для усадебных домов предусматрива-
ется всего 1—2 типа фундаментов (чисто условно) только для опре-
деления ориентировочной стоимости нулевого цикла. При привязке
проектов к конкретным условиям участка эта условная — ориенти-
ровочная стоимость возрастает в 2—3 раза и более в зависимости от
районов строительства.
Трудности, возникающие при выборе конструкции фундаментов
малоэтажных зданий, объясняются еще и тем, что по данному во-
просу почти не издавалось специальной литературы и пособий, ко-
торыми можно было бы руководствоваться при выборе конструкций
фундаментов зданий в зависимости от инженерно-геологических
условий.
Настоящая брошюра имеет целью в какой-то мере оказать по-
мощь при выборе рациональных фундаментов, соответствующих типу
здания, геологическим условиям участка застройки и техническим
возможностям застройщиков.
7
ИЗ ИСТОРИИ ФУНДАМЕНТОСТРОЕНИЯ
Один из самых крупных авторитетов в истории архитектуры италь-
янский зодчий эпохи Возрождения Андреа Палладио утверждал, что
из всех ошибок, происходящих на стройке, наиболее пагубны те,
которые касаются фундамента, так как они влекут за собой гибель
всего здания и исправляются только с величайшим трудом. Именно
поэтому обычно сдержанный Палладио требовал, чтобы архитектор
посвятил «этому предмету все свое внимание»!
Мудрый Рудаки, понимая значение фундамента, также совето-
вал:
«Закладывай крепко основы для зданий:
Основа для зданья подобна охране».
А злые языки современников приписывают «падение» знамени-
той наклонной башни в Пизе тому обстоятельству, что незадачли-
вый зодчий Банануус попросту сэкономил на фундаменте, стремясь
увеличить свой доход.
Фундаментом, как повествует древний трактат, называется ос-
нование постройки, т.е. та часть, которая находится в земле и несет
на себе тяжесть всего здания, видимого над землей. В одним местах
фундаменты даются самой природой, в других приходится прибе-
гать к искусству.
Самые древние египетские храмы, несмотря на свою массивность,
строились так, что их внутренние стены вообще не имели фунда-
ментов. Со временем отношение к фундаментам изменилось. Уже в
IV в. до н.э. не только наружные стены помещений покоились на
солидном основании двух- или трехслойной кладки, уходящей в зем-
лю почти на 1,4 м. Фундамент начали устраивать по всей площади
строения. Знаменитые храмы Рамсеса IV в Дар Эль-Бахри и Некта-
неба II в Эль-Кабе стоят на восьмислойном основании, образующем
массивную платформу. В Древней Греции фундаменты обычно воз-
водились не сплошными, а только под стенами и отдельными опо-
рами.
Многообразны виды фундаментов. Вот, к примеру, хижины из
дерева, веток и листьев в селениях Малонезии на Тробианских ос-
тровах в Океании покоятся на мощных каменных плитах либо на
сваях, возвышающихся над уровнем земли на 2 м. Лишь в Новой
8
Зеландии они слегка углублены в землю. Сегодня 18 тыс. малонезий-
цев живут в домах на сваях, забитых в дно залива.
Иногда жилища располагали на плотах, иногда на особых по-
мостах, поддерживаемых сваями, на насыпях или дамбах среди воды.
Такой тип жилища существует в разных уголках земного шара и в
наши дни у народов, занимающихся рыболовством. Исследователи
выяснили, что подобные и более примитивные жилища европейцы
строили более 16 тысячелетий назад.
Ученые предполагают, что свайные постройки — это элементар-
ная защита от зверей, людей, приливов воды. А полуоседлые охот-
ники использовали в качестве фундамента живые деревья, устраи-
вая на них свои прочные жилища, наподобие птичьих гнезд. Здесь,
пожалуй, действительно преобладала забота о безопасности.
На длинных сосновых и дубовых сваях, соединенных сложной
решетчатой системой, выстроены дома в Венеции. Под основание
только одной церкви Санта Мария делла Салютэ, построенной в
XVII в., использовали ПО тыс. свай. При перестройке Петропавлов-
ской крепости в каменную, начатой 1706 г. и продлившейся с пере-
рывом более 30 лет, было забито около 40 тыс. свай. В XVII в. в
Голландии для возведения фундамента амстердамской ратуши по-
надобилось вбить в насыщенную водой почву свыше 13 тыс. свай.
Дело это было весьма непростым, ведь только в XIX в. сваи в
землю стали забивать паровым копром (за 1 ч 10—15 свай в зависи-
мости от 1рунта), а до этого их забивали только вручную.
Свайные постройки в Европе свидетельствуют не только о стро-
ительных приемах, но и о прочности первобытнообщинных поряд-
ков. Для того чтобы вырубить и заострить каменным топором со-
тни, а иногда и тысячи свай, доставить их к берету озера и вбить в
топкую почву, требовалось огромное количество рабочих рук. Дол-
жен был существовать хорошо организованный коллектив и умелый
«прораб». В те далекие времена подобным коллективом могла быть
только родовая община, спаянная не только кровными узами, но и
коллективным производством.
Их постройки найдены в Северной Италии, Южной Германии,
Югославии, в Северной Европе — от Ирландии до Швеции, их ос-
татки — в Вологодской области и на Урале.
В позднем неолите начали сооружать капитальные фундаменты:
пространство между наружными стенами фундамента засыпали кам-
нем и утрамбовывали глиной.
9
Строительство на сваях, известное с древнейших времен, приме-
няется в самых смелых проектах будущего, например, в проектах
городов, сооружаемых среди моря.
На Руси срубы жилых и общественных зданий еще в XVII в.
чаще всего ставились на землю без фундаментов, в связи с чем ни-
жние венцы рубились из кондовой сосны или лиственницы и опи-
рались в углах на опоры-валуны. Возводились и массивные фунда-
менты из колотого песчаника или известняка на растворе на глуби-
ну 90—120 см, и другие, более сложные, фундаменты. Один из таких
фундаментов возведен под стены уникальной церкви Покрова на
Нерли близ Владимира. Фундамент из булыжного камня заложен на
глубину 1,6 м, и его подошва упиралась на слой тугопластичной
юрской глины. Старые мастера показали хорошее знание строитель-
ной геологии. Под фундаментом возводили в два приема основание
стен высотой 3,7 м из тесаного камня. Снаружи и внутри эти стены
обсыпали глинистым супесчаным грунтом, затем грунт плотно ут-
рамбовали. Таким образом, основание храма оказалось на глубине
5,3 м внутри искусственного холма.
В строительстве Успенского собора в Москве в 1475 г. Фьора-
ванте «по своей хитрости» впервые применил глубокое заложение
фундамента (свыше 4 м), под который предварительно были забиты
дубовые сваи. Спустя 500 лет в Москве соорудили огромную Остан-
кинскую башню высотой 536 м. Башня, вес которой вместе с фунда-
ментом составлял 51400 т, была возведена на монолитном железобе-
тонном кольцевом фундаменте шириной 9,5 м, высотой 3 м и диа-
метром (описанной окружности) 74 м. Фундамент заложен в грунт
всего на глубину 4,65 м.
По распоряжению Петра I составлялись письменные указания,
как класть фундамент. Известны многие старинные сметы на стро-
ительство, в которых описываются фундаменты.
В России первое руководство по выбору оснований и устройству
фундаментов появилось в первой четверти XVIII в.
Для строительства крупных железнодорожных мостов, развер-
нувшегося в конце первой половины XIX в., потребовалось разрабо-
тать научно обоснованные приемы устройства оснований и фунда-
ментов.
Одним из основоположников науки об основаниях и фундамен-
тах в России был инженер М.С. Волков, который в работах «Об
исследовании грунтов земли, производимом в строительном искус-
10
стве» (1835) и «Об основаниях каменных зданий» (1840) дал строй-
ную теорию оснований и фундаментов, схема и основная часть ко-
торой сохранились до настоящего времени.
Первый систематический курс по основаниям и фундаментам,
составленный проф. В.М. Карловичем, был издан в 1869 г.
Определение минимальной глубины заложения фундамента из
условий прочности основания впервые было дано в 60-х годах про-
шлого столетия проф. Г.Е. Паукером. Этот вопрос эксперименталь-
но исследовал проф. В.И. Курдюмов, который установил, что при
вдавливании жесткого фундамента в сыпучий грунт в последнем
образуются криволинейные поверхности скольжения. Опыты Кур-
дюмова описаны в его труде «О сопротивлении естественных осно-
ваний», изданном в 1889 г.
Важной задачей в XX столетии являлось создание теории расче-
та оснований и фундаментов.
В 1914 г. проф. П.А. Минаев на основе экспериментальных ра-
бот показал возможность применения теории упругих тел для опре-
деления напряжений и деформаций в сыпучих телах. Это позволило
использовать теорию упругости в качестве теоретической базы ме-
ханики грунтов. Этому также способствовала работа проф. К. Тер-
цаги «Строительная механика грунтов на физической основе».
В Советском Союзе механика грунтов получила большое разви-
тие в связи с огромными задачами, поставленными перед строите-
лями планами развития народного хозяйства. Для их выполнения
потребовалось решить многие сложные проблемы фундаментостро-
ения.
В 1923 г. вышла работа проф. Н.П. Пузыревского «Расчеты фун-
даментов», в которой описаны проведенные им исследования при-
менения теории упругости к расчету оснований и выведена формула
для определения безопасного давления на грунт.
С 30-х годов механика грунтов выделилась как самостоятельная
дисциплина. В 1934 г. был издан первый учебник по механике грун-
тов проф. Н.А. Цитовича «Основы механики грунтов».
На дальнейшее развитие методов расчета оснований, базирую-
щихся на теории упругости и теории сыпучей среды, большое влия-
ние оказали исследования советских ученых проф. Н.М. Герсевано-
ва, Н.А. Цитовича, В.А. Флорина, В.В. Соколовского, Н.Н. Масло-
ва, М.И. Горбунова-Посадова, В. Г. Березанцева, К.Е. Егорова и др.
В своей работе «Динамика грунтовой массы» (1931—1947) проф.
11
Н.М. Герсеванов разработал теорию уплотнения грунтовой массы,
которая послужила основой для разработки различных методов рас-
чета осадок (эти методы принадлежат проф. Н.А. Цитовичу, В.А.
Флорину, С.А. Розе, Д.Е. Польшину и др.).
Проблемы возведения сооружений в особо сложных грунтовых
условиях решены в трудах проф. Ю.М. Абелева, Н.Я. Денисова,
Г.М. Ломизе (на лессовидных просадочных грунтах), М.И. Сумги-
на, Н.А. Цитовича (на многолетнемерзлых грунтах), Б.Д. Василь-
ева (на неравномерно сжимаемых фунтах), Д.Е. Польшина (на илах)
и в других трудах ученых.
Различные способы искусственного закрепления грунтов разра-
ботаны Б.А. Ржаницыным, В.В. Аскалоновым, И.М. Литвиновым и
В.С. Подьяконовым.
Изучению физико-механических свойств грунтов посвящены,
работы Г.И. Покровского, Н.Я. Денисова, М.Н. Гольдштейна,
И.И. Черкасова и др.
Значительный вклад в развитие фундаментостроения сделал
В.К. Дмоховский — автор известного курса оснований и фунда-
ментов и консультант большинства крупнейших строек первых
пятилеток.
Велика роль отечественных ученых в разработке методов проек-
тирования и строительства фундаментов в открытых котлованах —
Б.И. Долматова, П.А. Коновалова, М.И. Смородинова, Н.А. Цито-
вича, М.Ю. Абелева, Р.А. Токаря, В. И. Крутова и Е.А. Сорочана.
12
I. ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
Основания фундаментов — это грунты, которые находятся под
подошвой фундамента и воспринимают нагрузку от здания. Ос-
нования делятся на естественные и искусственные. Основание на-
швают естественным в том случае, если нагрузка воспринимает-
ся грунтом в состоянии его природного залегания; если грунт пред-
варительно укрепляют, то он считается искусственным основани-
ем.
Грунт естественного основания должен иметь достаточную несу-
щую способность, обладать равномерной и небольшой сжимаемостью.
Несущая способность грунта определяется нагрузкой, при которой
осадка основания не превышает значений, указанных в нормах про-
ектирования.
Осадка основания зависит от степени сжимаемости основа-
ния, нагрузки на него, формы и размеров фундамента. Непод-
вижность грунта зависит от устойчивости основания. При наклон-
ном расположении пластов грунта может быть скольжение одно-
го пласта по другому (оползень), которое приводит к разрушению
здания. Грунты основания не должны подвергаться пучению, не
должны размываться и растворяться грунтовыми водами. Грунто-
вые воды снижают прочность грунта, а иногда оказывают хими-
ческое воздействие, растворяя каменную соль, гипс, известняк и
т.п. В целях борьбы с грунтовыми водами устраивают специаль-
ные ограждающие стенки или искусственно понижают уровень
грунтовых вод.
Грунты подразделяют на скальные и нескальные.
К скальным грунтам относят первичные (изверженные), вторич-
ные (осадочные) и видоизмененные (метаморфические) породы с
жесткими связями между зернами, залегающие в виде сплошного
или трещиноватого массива.
К нескальным грунтам относят:
крупнообломочные — несцементированные грунты, содержащие
более 50 % массы обломков кристаллических пород с размерами
частиц более 2 мм;
песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее
50 % массы частиц крупнее 2 мм и не обладающие пластичностью;
глинистые — связные грунты, для которых число пластичности
0,01.
13
Крупнообломочные и песчаные грунты в зависимости от зерно-
вого состава подразделяют на виды (в воздушно-сухом состоянии):
валунный грунт (с массой частиц крупнее 200 мм, составляющей
более 50 %), галечниковый грунт (с массой частиц крупнее 10 мм,
составляющей более 50 %), гравийный грунт (с массой частиц круп-
нее 2 мм, составляющей более 50 %), песок гравелистый (с массой
частиц крупнее 2 мм, составляющей более 25 %), песок крупный
(масса частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50 %), песок средней
крупности (с массой частиц крупнее 0,25 мм, составляющей более
50 %), песок мелкий (с массой частиц крупнее 0,1 мм, составляю-
щей 75 % и более), песок пылеватый (с массой частиц крупнее
0,1 мм, составляющей менее 75 %).
Глинистые грунты в зависимости от числа пластичности и показа-
теля консистенции подразделяют на супеси, суглинки и глины. Супеси
могут быть твердые, пластичные, текучие; суглинки и глины — твер-
дые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластич-
ные, текучие.
Песчаные грунты состоят из частиц горных пород крупностью от
0,1 до 2 мм. В зависимости от крупности частиц различают пески
гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые.
Песок, залегающий слоем равномерной плотности и достаточной
мощности, если только он не подвергается размывающему дейст-
вию текущей воды, представляет собой хорошее основание для со-
оружений. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он
может воспринять. Сжимаемость плотного песка невелика, а ско- ।
рость уплотнения под нагрузкой значительна. Ввиду этого осадка ]
сооружений, основанных на песке, быстро прекращается. Пески гра-1
велистые, крупные и средней крупности имеют значительную водо-
проницаемость и поэтому не обладают свойством пучения при]
замерзании.
Частицы грунта крупностью 0,05—0,005 мм называют пылеваты-
ми. Если в песке содержится пылеватых частиц от 15 до 50 %, то|
такие пески относят к категории пылеватых. Если в грунте пылева-
тых частиц больше, чем песчаных, то грунт получает название пыле-
ватого. Содержание в грунте пылеватых частиц, как правило, ухуд-1
шает его строительные качества.
Глинистые грунты состоят из очень мелких частиц — меньше
0,005 мм, имеющих обычно чешуйчатую форму. В отличие от песча-
ных грунтов глины имеют тонкие капилляры и большую удельную
14
поверхность соприкасания между частицами. При промерзании глина
пучится, так как поры ее в большинстве случаев заполнены водой.
Пучинистыми называются грунты, которые при промерзании
увеличивают свой объем. Морозное пучение грунтов относится к
физико-механическим процессам, в результате которых промерзаю-
щий грунт приобретает напряженно-деформированное состояние под
действием термодинамических изменений. Напряжения, возникаю-
щие при пучении грунтов, настолько значительны, что могут вызы-
вать деформации фундаментов промышленных и гражданских зда-
ний, опор мостов и линий электропередач, а также разрушение пок-
рытий автомобильных дорог, аэродромов и т.п.
Пучинистыми могут быть практически все виды глинистых грун-
тов, а также пылевидные и мелкие пески.
При строительстве на пучинистых грунтах для малоэтажных до-
мов без подвала применяются малозаглубленные фундаменты, ко-
торые в последние 15 лет получили широкое распространение.
Сжимаемость глинистых грунтов больше, чем песчаных, а ско-
рость уплотнения под нагрузкой у глин значительно меньше, чем у
песка, поэтому осадка сооружений, основанных на глине, продол-
жается длительное время. Несущая способность глинистого основа-
ния в значительной степени зависит от его влажности. Сухая глина
может выдерживать довольно большую нагрузку, тогда как норма-
тивное сопротивление пластичной и особенно разжиженной глин
значительно снижается. Глинистые грунты с песчаными прослойка-
ми (ленточные глины) легко разжижаются и поэтому обладают очень
небольшой несущей способностью.
Суглинки и супеси представляют собой смесь песка, глины и
пылеватых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30 % глинистых час-
тиц, супеси — от 3 до 10 %. По своим свойствам эти грунты занима-
ют промежуточное положение между глиной и песком.
Некоторые разновидности супесей и других мелкозернистых грун-
тов, разжиженных водой, стагговятся настолько подвижными, что
текут, как жидкость, поэтому они получили название плывунов.
Вследствие своей подвижности и незначительной несущей способ-
ности они малопригодны для использования их в качестве основа-
ний.
Лесс относится к группе пылеватых суглинков. Характерный его
признак — наличие крупных пор (макропор), иногда в виде верти-
кальных трубочек. В сухом состоянии лесс способен образовывать
15
вертикальные откосы и может служить хорошим основанием, но
при замачивании водой он размокает и при этом уплотняется, обра-
зуя просадки, поэтому лессовые (макропористые) фунты называют
просадочными. При выборе лесса в качестве основания принимают
меры, устраняющие его замачивание. В отдельных случаях приме-
няют предварительно организованное замачивание лессового осно-
вания по всей его площади.
Грунты с органическими примесями (растительный грунт, ил, торф,
болотный грунт) неоднородны по своему составу, рыхлы, обладают
значительной и неравномерной сжимаемостью, поэтому в качестве
естественных оснований непригодны.
Насыпные грунты, образованные при засыпке оврагов, прудов,
мест свалки и т.д., также обладают неравномерной сжимаемостью и
в большинстве случаев не могут быть использованы в качестве ес-
тественного основания. Исключение составляют регулированные на-
сыпные грунты, которые являются хорошим основанием.
Для определения типа основания в районе строительства произ-
водят инженерно-геологические изыскания с целью определения
видов фунтов, их свойств, положения уровня грунтовых вод, харак-
тера расположения пластов фунта; выбора в случае необходимости
методов улучшения свойств грунтов основания.
Для создания искусственного основания фунты укрепляют раз-
личными способами:
созданием фунтовых, песчаных или фавийных (щебеночных)
подушек;
поверхностным уплотнением с помощью катков, виброплит или
трамбовочных плит;
глубинным уплотнением песчаных фунтов вибрацией или сла-
бых фунтов песчаными сваями;
искусственным закреплением слабых фунтов химическим, элек-
трохимическим, термическим и другими способами.
Поверхностное уплотнение катками, тяжелыми трамбовками
применяется для оснований, у которых фунты просадочные или
они не соответствуют в природном состоянии требуемой проектом
плотности и водонепроницаемости. Песчаные и пылеватые фунты
уплотняют поверхностными вибрагорами. Для глинистых фунтов
вибрирование малоэффективно. Глубинное уплотнение всей проса-
дочной толщи основания производят фунтовыми сваями и предва-
рительным замачиванием фунтов. Закрепление грунтов с целью
16
повышения их прочности, устойчивости и водонепроницаемости
производят цементацией, глинизацией, битумизацией, ci ликатиза-
цией, смолизацией и термическим закреплением.
Цементацию и глинизацию применяют с целью пост янного за-
крепления скальных, песчаных и гравелистых грунтов в основании
зданий и сооружений, а также для устройства противофильтрацион-
ных завес. Суть этих способов заключается в том, что в грунт нагне-
тается жидкий цементный раствор или глина. Проникая в поры грун-
та, этот раствор или глина затвердевает и образует прочный массив.
При битумизации в грунт нагнетается горячий битум или холодная
битумная мастика, при силикатизации — раствор жидкого стекла и
отвердителя, при смолизации — карбамидные смолы.
Битумизация применяется для тампонирования крупных трещин
в скальных грунтах, силикатизация и смолизация (способы посто-
янного закрепления грунтов оснований зданий и сооружений) —
для создания оснований из закрепленного грунта и устройства водо-
непроницаемых завес в песчаных и в просадочных грунтах.
Термическое закрепление применяют для глинистых грунтов с
достаточной воздухопроницаемостью. Осуществляется оно либо на-
гнетанием в грунт под давлением воздуха, подогретого до темпера-
туры 600—800 °C, либо сжиганием топлива в пробуренных для этой
цели и герметически закрытых скважинах. Под действием высокой
1емпературы происходит обжиг глинистого грунта, в результате чего
он упрочняется. Этот способ дорогостоящий и имеет ограниченное
применение.
II. КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ
Фундаментом называют нижнюю (подземную или подводную)
конструкцию здания или сооружения, которая предназначена для
передачи нагрузки от здания или сооружения на основание. Фунда-
менты должны быть прочными, долговечными и устойчивыми, мо-
розостойкими, сопротивляться действию грунтовых агрессивных вод,
н также экономичными.
По конструкции фундаменты бывают ленточные, свайные, столб-
чатые и плитные сплошные. Свайные фундаменты применяют при
необходимости передачи на слабый грунт значительных нагрузок.
По материалу сваи могут быть деревянными, стальными, бетон-
ными, железобетонными и комбинированными. Наибольшее рас-
пространение получили железобетонные сваи квадратного и крут-
17
лого сечений, сплошные и пустотелые. В зависимости от размеров
различают сваи короткие (3—6 м) и длинные (6—20 м). В зависи-
мости от передачи нагрузки на грунт различают сваи-стойки и вися-
чие сваи. Первые проходят через слабые грунты и опираются на
прочный грунт, передавая на него нагрузку; висячие сваи уплотня-
ют рыхлый грунт при забивке и передают нагрузку на него за счет
сил трения, возникающих между боковыми поверхностями свай и
слоем рыхлого грунта.
По способу изготовления и погружения в грунт сваи бывают за-
бивные и набивные. Забивные изготовляют заранее и погружают в
грунт с помощью молота, вдавливанием или вибрацией. Набивные
сваи устраивают на месте путем заполнения скважин в грунте бето-
ном или железобетоном. Поверху сваи соединяют балкой или желе-
зобетонной плитой, называемой ростверком. На ростверк опирают
несущие конструкции здания (сооружения), и он обеспечивает рав-
номерную передачу нагрузок на сваи. Ростверк делают монолитным
или сборным (из железобетонных элементов-оголовников).
По расположению ростверка фундаменты бывают с низким и
высоким ростверком. В первом случае головки свай заглублены ниже
поверхности грунта, во втором — головки свай располагают выше
поверхности грунта. Свайные фундаменты не требуют больших объ-
емов земляных работ, при их устройстве отпадает необходимость в
водоотливе; они экономичны по расходу бетона, индустриальны и
значительно снижают трудозатраты и стоимость строительства.
Глубина заложения фундамента — это расстояние от его подо-
швы до спланированной поверхности грунта, определяемое по нор-
мам. По глубине заложения фундаменты бывают мелкого заложе-
ния — до 4—5 м и глубокого заложения — более 5 м.
По виду материала ленточные фундаменты бывают железобетон-
ные, бетонные (сборные и монолитные), бутобетонные, бутовые.
Ленточные фундаменты являются наиболее распространенными,
так как они применяются при строительстве зданий с несущими
стенами различной этажности. Для зданий жилищно-гражданского
и культурно-бытового назначения применяют, как правило, сбор-
ные ленточные фундаменты из железобетонных плит-подушек (ФЛ)
(ГОСТ 13580—85) и фундаментных стеновых блоков (ФБС) (ГОСТ
13579—78). Плиты-подушки ленточных фундаментов — это элемен-
ты подошвы с относительно небольшой длиной консолей, попе-
речное сечение которых определяется величиной поперечной силы.
18
В этих элементах высокие прочностные свойства и преимущества
сборного железобетона реализованы недостаточно эффективно, что
негативно отражается на стоимости фундаментов.
Стоимость сборных ленточных фундаментов малоэтажных зда-
ний в зависимости от инженерно-геологических и климатических
условий составляет 25—45 % общих затрат на здание. Высокая стои-
мость ленточных фундаментов объясняется тем, что фундаментные
бетонные блоки (ФБС) неэкономичны по расходу бетона, так как
их несущая способность используется примерно на 10 %. Фунда-
ментные блоки способны выдержать нагрузку от веса здания в 14
этажей и более, тогда как в настоящее время в небольших городах
строятся в основном 5—9-этажные здания, а в пригородах и сельс-
ких районах доминирует малоэтажное строительство — коттеджи и
дома усадебного типа.
Столбчатые фундаменты одноэтажных и малоэтажных кирпич-
ных зданий выполняются из типовых бетонных блоков ФБС 9.5 или
ФБС 9.4, устанавливаемых на железобетонные плиты (ФЛ) длиной
1,2 м. Для опирания стен используются типовые несущие перемыч-
ки или фундаментные балки. Шаг столбов для малоэтажных зданий
принимается 2,4—3,6 м, а для одноэтажных производственных зда-
ний — 6,0 или 3,0 м.
Столбы устанавливаются под углами зданий, в местах пересече-
ния стен и под несущими простенками. Применение столбчатых фун-
даментов для малоэтажных зданий экономически целесообразно в том
случае, если прочные грунты залегают на глубине 2,4—3,0 м.
Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании
напряженное состояние и деформирует его. Примерная форма на-
пряженной зоны грунта основания изображена на рис. 1. Как видно
из рисунка, глубина и ширина напряженной зоны значительно пре-
восходят ширину подошвы фундаментов. По мере углубления ниже
подошвы фундамента область распространения напряжений расши-
ряется, но до известного предела, а их абсолютное значение умень-
шается. Например, если напряжение под подошвой фундамента
принять за единицу, то на глубине, равной ширине фундамента,
оно уменьшается до 0,34 для фундамента квадратного в плане и до
0,55 — для ленточного фундамента.
Деформации основания, происходящие, главным образом, вслед-
ствие уплотнения грунтов, вызывают осадку здания. Осадка бывает
равномерная, когда все элементы здания опускаются одинаково на
19
р
Рис. 1. Напряженная зона грунта основания
под подошвой фундамента
b — ширина подошвы фундамента; Р — нагрузка от
здания, передаваемая фундаментом на основание
20
j
всей его площади и в конструкциях здания не возникает дополни-
тельных напряжений, и неравномерная, когда отдельные элементы
здания опускаются на различную относительно друг друга глубину.
.. В этом случае в конструкциях здания могут возник..уть дополни-
тельные напряжения. В зависимости от неравномерности осадки
дополнительные напряжения либо могут быть безопасно восприня-
ты зданием, либо могут вызывать трещины, деформации и даже раз-
рушение здания.
Таким образом, главное влияние на сохранность здания и пред-
охранение его от появления недопустимых для нормальной эксплу-
атации конструкций трещин и повреждений оказывает не столько
осадка основания, сколько ее неравномерность.
Сплошные фундаменты устраивают в виде массивной монолит-
ной плиты под всем зданием. Такие фундаменты обеспечивают рав-
номерную осадку всего здания, защищают подвалы от подпора грун-
товых вод. Их возводят на слабых или неоднородных грунтах при
значительных нагрузках. Монолитную железобетонную плиту устра-
ивают чаще всего сплошной и реже — ребристой.
Фундаменты здания могут выполнять роль стен подвального эта-
жа. Техническое подполье — это помещение, которое используют
для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуни-
каций. Фундаменты, стены и полы подвалов необходимо изолиро-
вать от просачивающихся через грунт поверхностных вод, а также от
капиллярной поднимающейся вверх грунтовой влаги.
Изоляция от грунтовой сырости и грунтовых вод подземных кон-
струкций зданий и сооружений достигается применением плотного
монолитного бетона с пластифицирующими или водоотталкиваю-
щими добавками или устройством гидроизоляции. При использова-
нии обычного бетона или кладки из других материалов (кирпича,
бутового камня и др.) гидроизоляцию делают цементно-песчаной,
асфальтовой, обмазочной (горячим битумом, холодной полимерби-
тумной мастикой-эластимом); оклеечной в несколько слоев (рубе-
роидом, толем, гидроизолом, металлоизолом, борулином). При за-
щите от грунтовой сырости и небольших напорах грунтовых вод
применяют оклеечную или обмазочную гидроизоляцию, которая не
всегда выполняется качественно.
При расположении уровня грунтовых вод ниже уровня пола под-
вала устраивают горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию.
Горизонтальная гидроизоляция создается путем устройства бетон-
21
ной подготовки и водонепроницаемого пола подвала, например ас-
фальтового, прокладкой в двух уровнях в наружных и внутренних
стенах оклеенной непрерывной ленты из рулонных материалов. Пер-
вый оклеенный слой укладывают на уровне пола подвала, второй —
ниже перекрытия подвального этажа. Вертикальную гидроизоляцию
стен подвала производят обмазкой их наружных поверхностей горя-
чим битумом, спецмастикой.
При расположении уровня грунтовых вод выше пола подвала
для гидроизоляции необходимо создавать своеобразную «оболочку»,
способную сопротивляться напору грунтовых вод. При больших на-
порах грунтовых вод гидроизоляцию устраивают по внутренней по-
верхности стен подвала, а поверх гидроизоляции пола укладывают
железобетонную плиту.
В борьбе с грунтовыми водами весьма эффективно устройство
дренажа. Дренаж осуществляют так: вокруг здания на расстоянии
2—3 м от фундамента роют канавы с уклоном 0,002—0,006 в сторону
сборной отводящей канавы. Для стока воды по дну канав проклады-
вают трубы с отверстиями. Канавы с трубами засыпают гравием,
крупным песком, затем грунтом. Вода по дренажным трубам стекает
в реку или в определенное пониженное место, например в овраг.
При строительстве на пучинистых грунтах до последнего времени i
основным мероприятием являлось заложение фундаментов ниже рас-
четной глубины сезонного промерзания. Однако для малонагружен-
ных фундаментов малоэтажных зданий это приводит к их удорожа-
нию на 25—50 %. При увеличении глубины заложения действие нор-
мальных сил на подошву прекращается. Но касательные силы пуче-
ния по боковым поверхностям фундамента значительно возрастают.
В малоэтажных зданиях эти силы обычно превосходят нагрузку,
действующую на фундаменты, вследствие чего последние подверга-
ются пучению, т.е. деформируются. В конечном итоге это приводит!
стены здания в аварийное состояние. Поэтому в настоящее время
при строительстве малоэтажных зданий целесообразно применять
малозаглубленные фундаменты, обеспечивающие:
снижение стоимости за счет сокращения трудоемкости, расхода
бетона и сроков производства работ нулевого цикла;
достаточно полное использование несущей способности грунтов
и материалов фундаментов;
сокращение объема опалубочных, арматурных и земляных ра-
бот;
22
возможность выполнения фундаментов с практически одинако-
вой эффективностью в различных погодных и грунтовых условиях.
Фундаментостроение относится к категории работ повышенной
ответственности, где отступление от требований нормативных доку-
ментов чревато самыми серьезными последствиями. Имеется боль-
шое число примеров, когда нарушение правил проектирования и
производства работ приводили к деформациям строений, а следова-
тельно, к большим материальным издержкам. Как выявила проверка
застройки большого числа коттеджных поселков, их проектирова-
ние, как правило, осуществлялось мелкими проектными конторами
на невысоком профессиональном уровне, а нередко и без предвари-
тельных инженерно-геологических изысканий.
III. ПОНЯТИЕ О НУЛЕВОМ ЦИКЛЕ
Строительство жилого района или промышленного предприятия
нередко начинается с первого колышка или, как говорят, — с нуля.
Поэтому начальный этап строительства назвали нулевым циклом.
Нулевой цикл, как правило, должен начинаться с инженерной под-
готовки территории, устройства подземных и внутриплощадочных
дорог и прокладки всех подземных коммуникаций. В нулевой цикл
входит и весь комплекс работ по устройству фундаментов зданий.
Такая технология, принятая во всем мире, оправдала себя, так как
при этом достигается сокращение общих трудовых затрат при возве-
дении объекта, значительно повышается культура производства ра-
бот при эффективном использовании строительных машин и в ко-
нечном счете снижаются сроки и стоимость строительства. Однако
эта рациональная технология, известная с давних пор, в практике
отечестве!гного строительства, к сожалению, используется не всег-
да. Объясняется это отсутствием специального контроля и соответ-
ствующего административно-финансового механизма, исключающею
возможность нарушения технологии производства работ.
Нарушение технологической дисциплины негативно сказывает-
ся на сроках и качестве строительства, что в конечном итоге приво-
дит к его удорожанию. Многолетняя практика отечественного стро-
ительства это неоднократно убедительно доказывала. Исключение
составили только показательные стройки.
С переходом к рыночной экономике, надо полагать, отноше-
ние к технологической дисциплине резко изменится, так как под-
23
рядчик в целях повышения эффективности будет строже эконо-
мить деньги — в данном случае уже не народные, а свои. Непре-
менным условием успешного осуществления строительства в ко-
роткие сроки с минимальными затратами средств, материальных
ресурсов и труда является опережающее выполнение работ нулево-
го цикла при высоком уровне их индустриализации. Достигнуть
этого можно лишь используя прогрессивные инженерные решения
и современную технологию.
В отечественной практике строительства сложились определен-
ные правила — фундаменты жилых и гражданских зданий выполня-
ются из сборных типовых элементов, а фундаменты промзданий — в
основном монолитными, реже сборными и сборно-монолитными —
в зависимости от возможностей производственной базы подрядчика.
Стоимость сборных ленточных фундаментов многоэтажных зда-
ний в зависимости от инженерно-геологических условий и этаж-
ности составляет примерно 10—15 % общей стоимости здания, при
этом на долю материалов (в основном бетона) приходится пример-
но 75 %.
Устройство сборных фундаментов при кажущейся простоте все
же довольно трудоемко из-за использования ручного труда при за-
полнении швов раствором и при его разравнивании, при выполне-
нии местных заделок кирпичом или бетоном в местах пересечения
стен, а также в местах проемов для вводов коммуникаций и т.п.
Перечисленных недостатков лишены монолитные фундаменты, к
тому же они и дешевле сборных примерно в 1,5 раза.
Сроки строительства зданий и сооружений в значительной сте-
пени определяются темпами и продолжительностью выполнения
работ нулевого цикла фундаментов, подземных сооружений и ком-
муникаций, в наибольшей степени подверженных влиянию клима-
тических и локальных инженерно-геологических особенностей строй-
площадки.
По принятому с древних времен правилу устройство фундамен-
тов следует выполнять в предельно сжатые сроки и преимуществен-
но в весенне-летний период, оберегая при этом грунты основания
от увлажнения и промораживания во время наступления холодов.
Анализируя технологию работ нулевого цикла и конструктивное
решение ленточных фундаментов различных зданий, можно убедить-
ся, что со времен известного римского зодчего Марка Витрувия (I в.
до н.э.) принципиально ничего не изменилось, кроме материала са-
24
мого фундамента — бутовый камень заменили на бето- блоки. В
результате этого снизилась материалоемкость фунда- з, но при
этом конструкция утратила монолитность. Из-за болз количес-
тва швов и местных заделок в подвалы просаливаете Не спа-
сает даже оклеенная гидроизоляция, так как качествеш ^делать ее
не удается из-за неровностей стен подвала, собранных из бетонных
блоков. Совсем иная картина, когда стены подвала выполняются
монолитными бетонными или бутобетонными с использованием ин-
вентарной стальной опалубки.
Сборные ленточные фундаменты применяются только у нас в
России. Таких технических «новаций» во всем мире никто бы себе
не позволил, так как это обходится дороже при значительном ухуд-
шении качества конструкции — нарушается ее целостность (моно-
литность). Строители, как правило, фундаменты выполняют моно-
литными, так как они дешевле и всегда предпочтительнее сборных.
Все процессы их выполнения максимально механизированы (авто-
бетоновозы и бетононасосы).
При современной механизации бетонных работ и при использо-
вании инвентарной опалубки применение массивных и неэконо-
мичных сборных ленточных фундаментов, разработанных 45 лет тому
назад, — нонсенс. Кроме низкого качества всей конструкции в це-
лом, сборные ленточные фундаменты примерно в 1,5 раза дороже
монолитных. Однако специалисты Главгосэкспертизы на это никог-
да внимания не обращали, так как ленточные фундаменты серьез-
ному инженерно-экономическому анализу, видимо, не подвергались.
Считается, что если заводы ЖБК изготавливают типовые сборные
блоки, значит, и фундаменты должны быть сборными, вопреки всем
присущим им недостаткам. Велика сила консерватизма! Мириться с
ним в дальнейшем больше нельзя — необходим новый качествен-
ный технологический скачок в массовом фундаментостроении.
В середине семидесятых годов в странах развитого капитализма
сложилась ситуация структурного скачка, так как в отличие от СССР,
там удалось создать новые ресурсосберегающие технологии во мно-
гих отраслях промышленности. В тот же период времени в СССР
техническое перевооружение промышленности шло значительно мед-
леннее, не считая ВПК. Особенно медленно совершенствовалась тех-
нология и механизировалось строительное производство, где исполь-
зовалась еще значительная доля дешевого ручного труда, несмотря на
то, что в промышленном и гражданском строительстве доминировал
25
принцип сборности. В жилищном строительстве крупнопанельная
идеология породила убогую архитектуру и резкое ухудшение визуаль-
ной среды городов. В застройке доминировали хрущевки.
В связи с этим следует учитывать, что большая часть человечес-
тва пребывает в плену старых консервативных традиционных пра-
вил и технических решений. Невосприимчивость ко всему новому,
прогрессивному объясняется тем, что сила консерватизма очень ве-
лика. Трудно себе представить, например, что устройство фунда-
ментов зданий и их конструкция могут как-то отличаться от тради-
ционно принятой 2000 лет назад и описанной римским зодчим Мар-
ком Витрувием.
От консерватизма страдает экономика, так как неэффективно
используются капиталовложения. Страдает и качество разработок
во многих проектных организациях, так как не всегда используются
имеющиеся резервы для повышения эффективности капиталовло-
жений на стадии проектирования.
Главгосэкспертиза возвращает в настоящее время на доработку
примерно 70 % рассмотренных проектов. Избежать этого возмож-
но лишь в случае высокого уровня квалификации проектировщи-
ков, а также при конкурсном проектировании, которое у нас, к
сожалению, не получило развития, так как средств для этого не
выделяется.
IV. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ
ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ
Чтобы выбрать рациональный фундамент здания, соответствую-
щий геологическим условиям участка застройки, и избежать оши-
бок при строительстве с их возможными последствиями, необходи-
мо знать основные правила и принципы, которыми следует руко-
водствоваться при решении этого вопроса. Каждому строителю-спе-|
циалисту и индивидуальному застройщику полезно знать:
1. Фундамент — весьма ответственная подземная конструкция зда-1
ния, от которой зависит его прочность, долговечность и устойчивость.!
2. Основанием фундаментов должны служить материковые (не-
нарушенные) грунты, желательно плотные. На насыпных и проса-
дочных грунтах, без их предварительного уплотнения, строить дом
не рекомендуется.
3. Приступая к проектированию фундаментов, необходимо иметь
точные данные о грунтах основания (песчаные или глинистые, пу-
26
чинистые или непучинистые, набухающие или просадочные), чтобы
принять конструктивные меры, обеспечивающие надежность кон-
струкции, допустимые равномерные осадки и прочность здания в
целом.
В глубокой древности зодчие придавали важное значение изуче-
нию свойств грунтов основания здания, так как хорошо понимали,
что небрежность в таком деле может привести к деформации строе-
ния и даже к аварии. Недооценивать физико-механические свойст-
ва грунтов и гидрогеологические условия района застройки весьма
опасно. Серьезные аварии, участившиеся за последние 35 лет в оте-
чественной практике строительства, убедительное тому доказатель-
ство.
Еще в I в. до н. э., римский архитектор Марк Витрувий в своих
трудах особое внимание обращал на то, что ошибки и упущения, допус-
каемые при устройстве фундаментов, приводят возводимые сооруже-
ния к тяжелым катастрофическим последствиям.
Архитектор Леон Баттиста Альберти (XV в.) сказал: «Рой на бла-
го и на счастье, пока не дойдешь до твердого, и если в чем другом
допущена ошибка, она менее вредит, легче исправляется и более
терпима, нежели в основаниях, где нельзя допустить никакого изви-
нения в ошибке».
Выдающийся итальянский архитектор и строитель А. Палладио
в трактате, написанном в 1570 г., придавая особое значение вопро-
сам устройства фундаментов на прочном основании, писал: «Из всех
ошибок, происходящих на стройке, наиболее пагубны те, которые
касаются фундаментов, так как они влекут за собой гибель всего
здания и исправляются только с величайшим трудом».
Петр I в «Уложении по строительству» отмечал: «На устройство
подошвы (основания) и поддела (фундамента) ни трудов, ни ижди-
вения жалеть не надо». Однако при проектировании необходимо
использовать наиболее рациональные конструкции фундаментов,
позволяющие сократить построечную трудоемкость, расход матери-
алов, сроки и стоимость производства работ.
Старинным правилом «На фундаментах не экономят» руковод-
ствоваться не следует. Расход материалов на фундаменты определя-
ется расчетом и конструктивными требованиями для каждого кон-
кретного случая. Излишнее количество материалов — это дополни-
тельные затраты овеществленного и живого труда, а следовательно,
неоправданные материальные затраты.
27
Придавая важное значение проблемам ресурсосбережения и со-
кращения затрат живого труда, ученые и инженеры в настоящее время
уделяют серьезное внимание совершенствованию конструкций фун-
даментов для малоэтажных зданий и технологии производства работ
нулевого цикла.
Сокращение расхода материалов, трудоемкости и стоимости ну-
левого цикла одно-, двухэтажных зданий достигается за счет уплот-
нения естественного основания с целью увеличения несущей спо-
собности грунта, а также за счет применения эффективных кон-
струкций фундаментов.
Задачей инженера, проектирующего фундаменты, является на-
хождение эффективного решения. Это возможно только при пра-
вильной оценке инженерно-экологических условий стройплощадки
и работы грунтов основания совместно с фундаментами и надзем-
ными конструкциями, а также выборе способа устройства фунда-
мента, гарантирующего сохранность природной структуры грунтов
основания.
За качество проектов в старину спрашивали строго. Указ Петра I
гласил: «Всем чинам, на службе состоящим, а также мануфактур-со-
ветникам и прочим разных промысловых заведений персонам пом-
нить надлежит — все прожекты зело исправны быть должны, дабы
казну зряшно не разорять и отечеству ущерба не чинить. А кто про-1
жекты станет абы как ляпать — того чина лишу и кнутом драть велю».]
Поэтому и стоят незыблемо добротные, красивые здания, построен-]
ные более 250 лет назад зодчими М.Ф. Казаковым, В.И. Бажено-1
вым, А. Воронихиным, А. Захаровым, С. Чевакинским, Д. Трезини!
К.И. Росси, Ф.Б. Растрелли, А. Ринальди, Монферраном, Кваренги!
Камероном и др.
Совсем иная картина складывается в настоящее время при мас-
совой застройке районов жилыми малоэтажными зданиями.
Как выявила проверка застройки нескольких коттеджных посел!
ков Подмосковья, проектные работы, как правило, выполнялись в
этих случаях неспециализированными организациями и без предва-1
ригельных инженерно-геологических изысканий.
В результате этого фундаменты выполнялись без учета специфик
ки грунтов, их свойств и действующих нагрузок как от несущих кон-
струкций дома, так и от действия сил морозного пучения (нормаль-1
ные и касательные силы).
Не имея профессиональных знаний о грунтах и их свойствах,
28
выбрать рациональную и устойчивую конструкцию фундаментов и
избежать непредвиденных последствий просто невозммлпм.
Многочисленные примеры показывают, что деформации несу-
щих и ограждающих конструкций (стен) домов происходят из за
ошибок, допущенных при устройстве фундаментов и вследствие мо-
розного пучения глинистых грунтов.
Морозное пучение выражается, как правило, в неравномерном
поднятии слоя промерзшего фунта, причем напряжения, возника-
ющие в фунте при пучении, оказывают существенное воздействие
на фундаменты и наземные консфукции здания. Особенно страда-
ют от этого дома с подвалом, стены которого сложены из сборных
блоков.
Сфоительство на песчаных фунтах исключает подобные пос-
ледствия, так как пески относятся к несвязным фунтам, фильтрую-
щим влагу. Поэтому строить проще и дешевле на песках.
На участках с глинистыми фунтами надежным основанием фун-
даментов являются песчаные подушки, отсыпаемые с послойным
уплотнением.
Во всех случаях, прежде чем сфоить собственный дом, нужно
знать геологические условия участка застройки, на какой глубине
залегают прочные фунты и фунтовые воды.
Многие застройщики и сейчас расплачиваются за эти ошибки: у
недосфоенных еще загородных домов поднимаются и деформиру-
ются фундаменты из-за морозного пучения глинистых (пучинис-
тых) фунтов, вследствие чего появляются трещины в стенах, фун-
товые воды заливают подвальное помещение, стены которого сло-
жены, как правило, из сборных блоков, и т.п.
Всему этому одна причина — фундаменты выполнены безфа-
мотно — без учета специфики фунтов, без соблюдения норм проек-
тирования. А это очень важно, так как стоимость фундаментов со-
ставляет примерно */4 расходов на возведение коробки здания.
Застройщикам отдельных коттеджей или усадебных домов, же-
лающим обеспечить надлежащую надежность фундаментов и строе-
ния, необходимо сфого соблюдать сложившиеся веками правила и
порядок сфоительства, не доверяясь при этом случайным лицам.
Застройщику нужно помнить и знать, что проектирование фунда-
ментов начинается с определения:
свойств фунтов основания;
их расчетных характеристик прочности и сжимаемости (несущая
29
способность), только тогда в конечном счете будут обеспечены на-
дежность фундаментов и прочность здания в целом.
Совершенно другая картина складывается в настоящее время при
массовой застройке районоь жилыми малоэтажными зданиями. Ка-
чество строящихся коттеджей и усадебных домов оставляет желать
лучшего.
Нередки случаи, когда дома приходят в аварийное состояние еще
в процессе строительства. Это происходит в том случае, когда инди-
видуальные застройщики пытаются возводить дома по эскизным про-
ектам или пользуются услугами мелких проектных фирм весьма ни-
зкой квалификации, которых развелось сейчас немало.
В печати отмечалось немало случаев, когда в процессе строитель-
ства на стенах домов появлялись трещины ввиду неравномерных оса-
док и деформаций фундаментов, которые выполнялись безграмотно,
т. е. без учета специфики грунтов основания. В основном это проис-
ходит при строительстве на глинистых — пучинистых грунтах, со-
ставляющих примерно 75—80 % территории Подмосковья.
V. ФУНДАМЕНТЫ МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
1. Экономичные фундаменты малоэтажных зданий
и усадебных домов
Причина высокой стоимости фундаментов малоэтажных и одноэ-
тажных домов, строящихся сейчас повсеместно, заключается в том,
что они выполняются из тех же типовых сборных блоков, которые
применяются для фундаментов многоэтажных зданий в 9—12 эта-
жей и более.
Несущая способность бетонных блоков при этом используется
примерно на 10 %, вследствие чего неоправданно возрастает расход
бетона, стоимость фундаментов и 1 м2 жилой площади.
К этому необходимо добавить рассредоточенность и малообъем-
ность работ, а также удаленность объектов от баз строительной ин-
дустрии и низкий уровень механизации строительно-монтажных ра-
бот.
Сокращение расхода бетона и стоимости фундаментов мало-
этажных зданий является весьма актуальной проблемой в настоящее
время, так как только в Московской области до 2000 г. предстоит
построить 145 200 коттеджей общей площадью 16 млн. м2.
30
Ленточные фундаменты жилых и общественных зданий с подвалом,
а также производственных зданий без подвала, являющихся наиболее
распространенными в практике проектирования и строительства вы-
полняются, как правило, сборными вне зависимости от этажности. Од-
нако при этом не учитывается, что сборные фундаменты имеют сущес-
твенные недостатки, весьма негативно влияющие на качество конструк-
ции фундамента в целом. На это никогда не обращали внимание ни
проектировщики, ни строители. Сборные ленточные фундаменты мас-
сивны и неэкономичны, так как по существу — это монолитные фун-
даменты, разрезанные на мелкие элементы-блоки, но только дороже и
хуже качеством, ввиду большого количества швов и местных заделок,
выполняемых вручную. Вследствие этого значительно возрастают тру-
дозатраты на устройство фундаментов, а следовательно — сроки выпол-
нения нулевого цикла в целом. При ленточных фундаментах устройст-
во подвала или подполья в усадебных домах оправдано не только кон-
структивно, но и экономически, так как дополнительные затраты, свя-
занные в этом случае с выполнением цокольного утепленного перекры-
тия, в 3—5 раз меньше тех затрат, которые требуются, чтобы получить
такую же полезную площадь в специально построенном для этой цели
помещении. Высота подвала в этом случае принимается минимальной
-1,8-2,0 м.
По традиционно принятой у нас технологии работ нулевого цикла
сначала возводятся ленточные фундаменты, а потом — бетонная
подготовка под полы подвала по насыпному грунту, так как уровень
пола располагается выше подошвы фундаментов на 75—90 см и бо-
лее (в зависимости от толщины плит, подушек и глубины заложе-
ния). Такая конструкция фундамента и традиционная технология
выполнения работ увеличивают трудоемкость нулевого цикла, так
как это связано с дополнительными трудозатратами на устройство
обратной засыпки котлована с ее уплотнением во избежание дефор-
мации полов подвала в период эксплуатации.
Кроме увеличения трудоемкости такая технология производства
работ не обеспечивает и эксплуатационную надежность полов под-
вала ввиду неизбежности просадок насыпных грунтов, уплотняемых
без применения трамбовок. На наших стройках их нет, и это пагуб-
но отражается на качестве работ по уплотнению грунтов. Деформи-
руемые вследствие этого полы подвала по насыпному грунту зачас-
тую приходится ремонтировать или выполнять их заново, что связа-
но с дополнительными материальными затратами в период эксплу-
31
атации здания и с определенными трудностями. По этой же причи-
не деформируются и отмостки вокруг здания и ливневые стоки за-
мачивают основания фундаментов.
Во всех цивилизованных странах пневматические трамбовки
применяются в строительстве уже более 75 лет. Избежать этих не-
достатков и сократить трудоемкость и стоимость нулевого цикла
можно лишь в случае устройства фундаментов в виде сплошной
железобетонной плиты, выполняющей одновременно функции
фундамента и пола подвала, как это принято для зданий повышен-
ной этажности.
Для деревянных и кирпичных малоэтажных зданий и усадебных
домов стены подвалов целесообразно выполнять бутобетонными пе-
ременного сечения, глубина заложения которых для центральных рай-
онов принимается в 1,30—1,45 м при расположении пола на 0,90 м
или 1,05 м выше уровня планировочных отметок и 1,60—1,75 м при
разнице между полом и землей — 0,75—0,60 м (рис. 2).
Стены подвала, во избежание их промерзания и теплопотерь,
необходимо изнутри утеплить листами пенопласта толщиной 20 мм
на битумной мастике с последующим оштукатуриванием по сетке
рабица. Такие фундаменты на 20—25 % экономичнее традиционных
ленточных по расходу бетона и трудозатратам. Это особенно важно
для индивидуальных застройщиков в современных условиях высо-
кой стоимости стройматериалов.
Усложнение формы цоколя здания в данном случае оправдыва-
ется сокращением расхода материала (бетона) и стоимости, а также
улучшением внешнего вида здания.
Глубина заложения фундамента принимается в зависимости от
глубины сезонного промерзания грунта и уровня грунтовых вод.
Глубина заложения подошвы фундаментов принимается, м: для Ас-
трахани, Минска, Киева и Вильнюса — 1,0; для Курска, Харькова и
Волгограда — 1,2; для Московской области, Воронежа, Санкт-Пе-
тербурга и Новгорода — 1,4; для Вологды, Саратова и Пензы — 1,5;
для Ульяновска, Самары, Казани и Котласа — 1,7; для Актюбинска,
Уфы и Перми — 1,8; для Кустаная, Кургана и Ухты — 2,0 (рис. 3).
Фундаменты предлагаемой конструкции необходимо выполнять
начиная с устройства железобетонной плиты — пола подвала. В
этом случае конструкция пола выполняет еще и функцию несущей
плиты фундамента, на которую опираются стены подвала. Толщи-
на стен подвала в этом случае принимается в зависимости от кли-
32
34
магических районов, но не тоньше 30 см. Стены подвала лучше
всего делать монолитными, так как они почти водонепроницаемы
и почти вдвое дешевле сборных. Бетонирование стен необходимо
выполнять с помощью добротной строганой опалубки, чтобы пос-
ле распалубки не выравнивать поверхности стен штукатуркой или
затиркой. _ „ -
Вертикальная гидроизоляция выполняется битумной мастикои,
которой обмазываются наружные поверхности стен в два приема.
Защитить подвал от попадания влаги (когда это неизбежно) можно
при помощи глиняного замка из мятой глины (см. рис. 1). Этот
способ оправдал себя на протяжении многих столетий и успешно
применяется в настоящее время.
Плита-фундамент принимается толщиной 20—25 см и армирует-
ся сеткой с ячейкой 15x15 см или 10x10 см из арматуры 0 12 А-Ш
ИЛИ0ЮА-Ш.
Бетонирование плиты производится по бетонной подготовке (100
мм) или гидроизоляции из двух слоев толя или рубероида, которая
препятствует поднятию капиллярной влаги и сохраняет цементное
молоко бетонной смеси при бетонировании. В условиях песчаных
или супесчаных грунтов устройству гидроизоляции предшествует
уплотнение грунтов основания щебенкой, политой битумной мас-
тикой. Бетон плиты в этом случае не обезвоживается и сохраняет
свои свойства — прочность и плотность, что очень важно для кон-
струкции фундаментов.
Такое конструктивное решение и рекомендуемая технология воз-
ведения фундаментов малоэтажных домов с подвалом дают возмож-
ность сократить расход бетона на 25 % по сравнению с традицион-
ным решением. Сокращается при этом и объем земляных работ на
20—25 % за счет исключения уширенной части фундамента. В ре-
«ультате значительно сокращаются трудоемкость и стоимость нуле-
вого цикла, что весьма важно для индивидуальных застройщиков.
В отдельных случаях, когда это необходимо, гидроизоляция стен
подвала может быть и оклеечной с прижимной кирпичной стенкой.
В этом случае вначале выкладываются кирпичные стенки толщиной
в полкирпича, которые изнутри обклеиваются 2-3 слоями руберои-
да В дальнейшем выполняются монолитные стены подвала с исполь-
зованием только внутренней опалубки, а в качестве внешней исполь-
.уются кирпичные стенки, оклеенные рубероидом. Такая технология
। прантирует надежность и высокое качество гидроизоляции.
35
Сокращение расхода материалов и трудозатрат нупевого цикла
малоэтажных зданий и домов усадебного типа достигается при вы-
полнении стен подвала сборно-монолитными из блоков толщиной 30
см (ФБС 9.3). Для опирания стен толщиной 51 и 64 см предусматри-
вается монолитный пояс (ростверк) сечением 30x50 или 30x65 см
(рис. 4). Для стен толщиной 38 см монолитный пояс армировать не
требуется, устройство таких фундаментов упрощается, так как при
этом исключаются перевязка швов и местные заделки бетоном или
кирпичом в местах отверстий и проемов, оставляемых для ввода ком-
муникаций. Для ввода различных трубопроводов в монолитных учас-
тках закладываются входные патрубки. Расход бетона в этом случае
сокращается на 33 %, а стоимость — в 1,5 раза по сравнению с вари-
антом из блоков толщиной 50 см, так как более половины сборных
блоков заменяется монолитным бетоном, который значительно де-
шевле сборного. Водопроницаемость стен подвалов при обмазке их
битумной мастикой в этом случае почти исключается.
Утоненные сборно-монолитные фундаменты выполняются по
сплошной железобетонной плите, которая выполняет функцию фун-
дамента и пола подвала (рис. 5). Совмещение функций конструкции
пола подвала и плиты-фундамента экономически целесообразно, так
как при этом не требуется уширения подошвы при минимальной
толщине стены подвала.
Утоненные сборно-монолитные фундаменты технологичны и
эффективны и для 5- и 9- этажных зданий, но по стоимости все же
уступают монолитным. При высокой стоимости материалов такое
решение будет способствовать сокращению их расхода и снижении!
стоимости и сроков нулевого цикла при улучшении качества.
Широкое внедрение ресурсосберегающих технологий и конструк-
ций при массовом строительстве малоэтажных зданий обеспечит вьн
полнение поставленных задач.
Применение ленточных фундаментов целесообразно и для здл-
ний без подвала, строящихся на сухих непучинистых грунтах (на
песчаных грунтах). Глубина заложения фундамента в этом случае,
вне зависимости от климатических условий, принимается менее
1 м. На глинистых или пучинистых грунтах — при глубине заложе|
ния более 1 м ленточный фундамент проще и дешевле выполнить
по песчаной подушке (рис. 6).
Ленточные фундаменты мелкого заложения на песчаной подуш-
ке в последние годы применяются все чаще при строительстве до-1
36
Рис. 4. Сборно-монолитный фундамент с монолитной обвязкой (ростверком) (а) и обвязкой из керамзитобетона
(б), расход бетона — 0,70 м3/м
1 — гидроизоляция — 2 слоя толя (или бетонная подготовка 100 мм); 2 — железобетонная плита — пол подвала; 3 —
блоки ФБС 9.3; 4 — монолитная обвязка (ростверк) или керамзитобетона; 5 — утепленное перекрытие; 6 — утепление
пенополистиролом по сетке рабица
37
u
Рис. 5. Сборно-монолитные фундаменты домов с подвалом
железобетонная плита — пол подвала; 2 — блоки ФБС 9.3; 3 — монолитные участки стен
38
Рис. 6. Ленточные фундамент ы на песчаной подушке
1 — песчаная подушка, 2 — слой толя; 3 — железобетонная лента — 40x20 см; 4
кирпичный цоколь; 5 — утрамбованный грунт; 6 — бетонная подготовка; 7 — кир-
пичный столбик 25x25 см; 8 — слой асфальта — 2—3 см
39
мов усадебного типа и садовых домиков. Фундаменты такого типа
весьма эффективны при строительстве на пучинистых грунтах и при
высоком уровне грунтовых вод. Они отличаются простотой, незна-
чительным расходом материалов и не требуют больших материаль-
ных затрат.
Цоколь и отмостка
Надземная часть фундамента — цоколь, ограждающий подполье
и предохраняющий стену от увлажнения. Цоколь целесообразно
выполнять выступающим на 6—8 см от наружных стен. Такая форма
цоколя хорошо предохраняет от механических повреждений верти-
кальную гидроизоляцию стен подвала и обеспечивает отвод дожде-
вых вод от стен здания.
Такие правила выполнения цоколя были рекомендованы еще в
I в. до н.э. римским архитектором Витрувием. Это продиктовано
было тем, что цоколь — наиболее увлажняемая часть стены, под-
вержена к тому же различным атмосферным воздействиям.
Штукатурка цоколя или его последующая облицовка керами-
ческими плитками выглядит эффектно лишь в первые годы после
отделки, а в дальнейшем в процессе эксплуатации такая отделка,
как правило, требует периодического восстановления и ремонта.
Наиболее практичен и долговечен цоколь из монолитного бетона.
После распалубки цоколь с наружной стороны необходимо зате-
реть жидким цементным раствором. Любая другая отделка недолго
держится на цоколе. Высокое качество выполнения работ по ус-
тройству и отделке цоколя —гарантия его долговечности и xopo-i
шего состояния.
Обратная засыпка пазух котлована выполняется непучинистым
грунтом с тщательным послойным трамбованием.
Для отвода дождевой воды вокруг дома устраивается отмостка
шириной 0,75—1,0 м с уклоном. При хорошем качестве она не толь-
ко служит надежной защитой от проникновения поверхностных вод
к основанию фундаментов, но и является декоративным элементом
внешнего благоустройства, выполняя роль своеобразного тротуара
вокруг дома.
Выполняется отмостка в следующем порядке: сначала укладыва-
ется мятая глина слоем 10—15 см с уклоном, затем по верху глины
насыпают смесь песка со щебнем (или кирпичный бой) и после ее
утрамбовывания заливают цементным раствором (1).
40
Высокое качество выполнения всех элементов здания, в том числе
и отмостки, — залог надежности и долговечности его эксплуатации.
Крыльцо
Крыльцо является одним из основных элементов входа в дом,
но, несмотря на это, застройщики не всегда уделяют его устройству
достаточное внимание и нередко допускают ошибки при его возве-
дении.
Одна из самых распространенных — крыльцо делают в виде при-
ставной конструкции и ставят его к входной двери непосредственно
на грунт. Такое крыльцо быстро приходит в негодность из-за увлаж-
нения.
Кроме того, в зимнее время, когда земля промерзает, оно поднима-
ется на несколько сантиметров, и дверь становится невозможно от-
крыть, так как она упирается в площадку крыльца. Чтобы избежать
этого, крыльцо вместе с площадкой можно установить на 10—15 см
ниже порога двери. Благодаря образовавшейся ступеньке дверь не бу-
дет заклинивать, но ходить станет не очень удобно и даже небезопасно.
Более грамотным будет такое решение, при котором площадку
оставляют на прежней отметке, а ступени лестницы отделяют от нее,
как показано на рис. 7, а. В этом случае лестница опирается на бетон-
ное основание, а площадка лежит на балках пола, выступающих кон-
солью длиной 100—120 см от стены дома. При этом вверх-вниз пере-
мещается только лестница, а площадка остается на одном уровне,
который все-таки следует сделать, на 3—5 см ниже порога двери. Это
нужно на случай ее обледенения и для облегчения уборки.
Чтобы сохранить деревянную лестницу, необходимо по верху
оетонного основания проложить гидроизоляцию из двух-трех слоев
рубероида, а короб-подставку лестницы покрыть горячей олифой и
после высыхания покрасить эмалью или лаком.
Другое возможное решение входного крыльца показано на рис. 7, б.
ту схему применяют при устройстве лестницы на косоурах. Так же,
как и в предыдущем случае, здесь площадка лежит на консольной
части балок длиной 70—90 см. Нижние концы косоуров опираются
на бетонную опору, по верху которой проложена гидроизоляция. Опору
можно сделать из подходящего отрезка толстого бревна, отесанного
на один кант. Перед тем как его уложить, все поверхности бревна
промазываю! битумом или отработанным машинным маслом. Кон-
цы косоуров врубают в опору без гвоздей. Верхние концы соединяют
41
Рис. 7. Варианты устройства крыльца
а — приставное; б — на косоурах, 1 — бетонная подготовка; 2 — гидроизоляция, 3 —
бетонная опора; 4 — балка пола; 5 — площадка крыльца; 6 — входная дверь; 7 -
лестница по косоурам; 8 — опорная доска
42
между собой с помощью опорной доски, которая свободно лежит на
выступах балок. От горизонтального сдвига доску можно закрепить
сквозным шипом. Проступь верхней ступени находится на одном
уровне с площадкой и служит ее продолжением.
В этой конструкции крыльца при пучении грунта в зимнее вре-
мя вверх-вниз будут перемещаться только нижние концы косоуров,
а их верхняя часть остается практически неподвижной.
Учитывая, что конструкции крыльца подвергаются атмосферным
воздействиям, для продления срока их службы необходимо выпол-
нить некоторые условия.
Это, во-первых, тщательный подбор хорошо просушенной дре-
весины, желательно хвойных пород, без трещин и следов гнили.
Поскольку проступи ступеней работают на истирание, то для них
можно использовать доски из более твердых пород дерева, напри-
мер, дуба. Передние кромки проступей желательно усилить метал-
шческими уголками.
Второе важное условие хорошей сохранности конструкций —
падежная защита деревянных поверхностей от намокания. Это, кста-
|и, относится ко всем деревянным конструкциям, находящимся на
oiкрытом воздухе. Для деталей, соприкасающихся с грунтом, при-
меняют пропитку минеральными маслами, промазку битумом или
смолой, а для открытых поверхностей — покрытие горячей олифой
один-два раза с последующей окраской лаками и эмалями. Особен-
но хорошо подходят для этого алкидные эмали (глифталевые и пен-
шфталевые) для наружных работ.
При соблюдении этих условий деревянные конструкции служат
«остаточно долго, до 10—12 лет, не требуя ремонта.
При желании сделать более долговечное крыльцо его вполне можно
выполнить из бетона или кирпича по одной из приведенных схем.
Причем для кирпичного варианта подойдет конструкция, изображен-
ная на рис. 7, а, бетонную лестницу лучше сделать по рис. 7, б.
2. СТРОИТЕЛЬСТВО ИА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
Анализ ошибок проектирования и строительства
Фундаментостроение относится к категории работ повышенной
। чветственности, где отступление от требований нормативных доку-
ментов и технологических правил чревато самыми серьезными пос-
ледствиями.
43
Однако следует отметить, что еще нередки случаи, когда индиви-
дуальные жилые дома возводятся некомпетентными исполнителями,
по примитивным эскизным чертежам, т.е. фактически без нормаль-
ной проектной документации. Такие факты имеют место в Московс-.
ком регионе и во многих других регионах страны и в странах СНГ.
При разработке проектов необходимо знать, что грунты Подмос-1
ковья в основном (примерно на 80 %) глинистые, т.е. пучинистые. На
участках с глинистыми грунтами надежным основанием фундамен-
тов являются песчаные подушки, отсыпаемые с послойным уплотне!
нием. Во всех случаях, прежде чем строить собственный дом, нужно
обязательно знать геологические условия участка застройки и на ка-
кой глубине залегают прочные грунты и грунтовые воды.
При высоком уровне грунтовых вод устройство сборных фунда-
ментов и подвала нецелесообразно, так как в нем постоянно будет
сырость от проникаемой через швы влаги. В этом случае фундамен-
ты выполняют на песчаной подушке, малозаглубленными, получив^
шие в последние годы широкое применение во всех регионах стра»!
ны и в странах СНГ как самые простые, технологичные и эконо-|
мичные.
Не лишним было бы отметить, что с древнейших времен зодчие-
строители придавали важное значение устройству фундаментов и
весьма серьезно относились к изучению грунтов основания зданий
и выбору мест застройки.
Малозаглубленные фундаменты
Пучинистыми называются грунты, которые при промерзаний
увеличивают свой объем. Морозное пучение грунтов относится к
физико-механическим процессам, в результате которых промерзак!
щий грунт приобретает напряженно-деформированное состояние пол
действием термодинамических изменений.
Напряжения, возникающие при пучении грунтов, настолько зна-
чительны, что могут вызвать деформации промышленных и граж<
данских зданий, опор мостов и линий электропередачи, а также раз |
рушение покрытий автомобильных дорог, аэродромов и т.п.
Пучинистыми могут быть практически все виды глинистых грун
тов, а также пылевидные и мелкие пески.
До последнего времени одним из основных мероприятий при
строительстве на пучинистых грунтах являлось заложение фунда
ментов ниже расчетной глубины сезонного промерзания.
44
Однако для малонагруженных фундаментов небольших зданий и
сооружений это приводит к чрезмерному (до 25—50 %) удорожа-
нию. При этом действие нормальных сил на подошву прекращает-
ся, а касательные силы пучения по боковым поверхностям значи-
тельно возрастают.
В малоэтажных зданиях эти силы обычно превосходят нагрузку,
действующую на фундаменты, вследствие чего последние подверга-
ются пучению — деформируются. В конечном итоге это приводит
здание в аварийное состояние. Поэтому в настоящее время при стро-
ительстве на пучинистых грунтах стремятся применять малозаглуб-
ленные фундаменты, обеспечивающие:
снижение до допустимых значений пучения грунтов и тем са-
мым подъема-осадки фундаментов;
достаточно полное использование несущей способности грунтов
и материала фундаментов;
сокращение объема опалубочных, арматурных, земляных работ;
возможность выполнения фундаментов с практически одина-
ковой эффективностью в различных погодных и грунтовых усло-
виях;
снижение стоимости, трудоемкости работ, расхода материала,
(к гона, древесины, топлива на устройство фундаментов.
Пучинистыми могул быть практически все виды глинистых грун-
тов, а также пылеватые и мелкие пески.
Основными специфическими характеристиками пучинистых
зрунтов являются:
абсолютная величина (деформация) морозного пучения h, пред-
ставляющая собой высоту поднятия промерзшего зрунта в данной
ючке;
интенсивность пучения ft, характеризующая изучение элемен-
i ирного слоя промерзающего грунта;
относительное пучение (или коэффициент пучения)/, определя-
емое по формуле
|де df — мощность слоя промерзания зрунта.
По степени пучинистости все глинистые грунты подразделяют-
ся на пять групп (табл. 1). Принадлежность глинистого грунта к
45
одной из этих групп оценивается параметром Ry определяемым по
формуле
Rf = 0,012(1У - 0,1 + —
(2)
где W, Wn, W.
р L
Мо
расчетные значения влажности в слое сезонного
промерзания грунта, соответствующие природ-ной,
на границах раскатывания и текучести, доли ед.;
значение Wопределяется по графику, с. 48;
критическая влажность, доли ед., ниже значения
которой в промерзающем глинистом грунте пре-
кращается перераспределение влаги, вызывающей
морозное пучение; определяется по графику;
безразмерный коэффициент, численно равный
при открытой поверхности промерзающего грунта
абсолютному значению средней зимней темпера-
туры воздуха, определяемой в соответствии со
СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», а
при отсутствии в ней данных для конкретного
района строительства — по результатам наблю-
дений ближайшей гидрометеорологической стан-
ции.
Пучинистые свойства крупнообломочных грунтов и песков, со-
держащих пылевато-глинистые фракции, а также супесей с / < 0,02,
определяются через показатель дисперсности D. Эти грунты
относятся к непучинистым при D< 1, к пучинистым — при D >
1. Изменение показателя D в пределах от 1 до 5 (1 < D < 5) соответ-
ствует группе слабопучинистых грунтов.
Значение D определяется по формуле
D =
К
d2oe0 ’
(3)
где К
ео
Ц)
коэффициент, см2, равный 1,85 х 10~4;
коэффициент пористости талого грунта;
средний диаметр частиц
грунта,
см,
определяемый
по фор-
муле
46
</0 -
P\ p-i Pi
-I
(3)
PVP2, -,Pi — процентное содержание отдельных фракций
грунта, доли ед.;
</01, </02, </01 — средний диаметр агрегатов (частиц) отдельных
фракций, см.
Диаметры отдельных классифицированных фракций определяют-
ся по их минимальным размерам, умноженным на коэффициент 1,4.
За расчетный диаметр последней тонкой фракции принимается ее мак-
симальный размер, деленный на коэффициент 1,4.
Неравномерность морозного пучения грунта по площади характери-
зуется расчетной относительной деформацией пучения = tsh^L, под
которой понимается отношение разности величин (деформаций) пуче-
ния Л/ув двух точках к расстоянию (длине заложения) L межру ними;
величина L назначается в соответствии с конструктивными особеннос-
тями сооружения.
Перемещения грунта в процессе морозного пучения обусловлены
силами пучения, которые в зависимости от воздействия на фундамен-
ты и конструкции сооружения подразделяются на два вида: касатель-
ные силы морозного пучения Тк, действующие вертикально вдоль
боковой поверхности фундамента; нормальные силы морозного пуче-
ния 7Vn, вызывающие давление пучащего грунта на подошву фунда-
мента или иную конструкцию здания.
Если значение удельной силы Тк (силы, отнесенной к единице
площади боковой поверхности фундамента) для средней полосы
страны составляет 40—100 кПа (0,4—1,0 кгс/см2), то значение удель-
ной силы Nn может достигать 800—1200 кПа (8—12 кгс/см2) и
более.
Выбор типа и конструкции фундамента помимо назначения зда-
ния и его наземных конструктивных особенностей определяется сте-
пенью и неравномерностью пучения грунтов основания. При этом на
сильно- и чрезмерно пучинистых грунтах (табл. 1) предпочтение сле-
дует отдавать монолитным железобетонным ленточным фундаментам
или фундаментам-плитам.
Для зданий с малонагруженными фундаментами целесообразно
применять такие конструктивные решения, которые направлены на
снижение сил морозного пучения и деформаций конструкций зда-
47
Значения критической влажности Wcr в зависимости от числа пластичности (%) и влажности на границе текучести
f
Таблица 1
Классификация промерзающих глинистых грунтов по степени пучинистости
Наименование грунта по степени пучинистости
Наименование грунта Практически непучинистый /< 0,01 Слабопучинис- тый 0,01 </<0,035 Среднепучи- н истый 0,05 </<0,07 Сильнопучи- нистый_ 0,07 </<0,012 Чрезмерно- пучинистый /> 0,12
Значение параметра R 102
Супеси с 0,02 < Ур < 0,07 0,14 0,14-0,49 0,49-0,98 0,98-1,69 1,69
Супеси пылеватые с 0,02 < Jp < 0,07 0,09 0,09-0,3 0,3-0,6 0,6-1,03 1,03
Суглинки с 0,07 < /р < 0,17 0,1 0,1-0,35 0,35-0,71 0,71-1,22 1,22
Суглинки пылеватые с 0,07 < Jp< 0,13 0,08 0,08-0,27 0,27-0,54 0,54-0,93 0,93
Суглинки пылеватые с 0,13 < Jp < 0,17 0,07 0,07-0,23 0,23-0,46 0,46-0,79 0,79
Глины с Jp > 0,17 0,12 0,12-0,43 0,43-0,86 0,86-1,47 1,47
Примечание, Значение ^рассчитывается по формуле (2), в которой плотность сухого грунта pd принята равной 1,5 т/м3, при иной плотности грунта расчетное значение Rf умножается на отношение pd/l,5, где pd — плот- ность сухого исследуемого грунта, т/м3.
ний, а также на приспособление зданий к неравномерным деформа-
циям оснований.
Малозаглубленный (незаглубленный) фундамент конструктивно
представляет собой бетонный или железобетонный элемент, уло-
женный, как правило, на подушку из непучинистого материала,
уменьшающего величину и неравномерность перемещений фунда-
мента. Для предотвращения неравномерных подъемов фундамента,
обусловленных действием касательных сил пучения, его боковые
грани рекомендуется выполнять наклонными (угол наклона до 2—
3°) или изолировать от смерзания с грунтом специальными покры-
тиями и смазками.
В качестве материала для устройства подушки может быть исполь-.
зован песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий!
щебень, котельный шлак, а также непучинистые грунты, имеющие
показатель дисперсности D< 1.
В случае необходимости для увеличения несущей способности ос-
нования целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеноч-
ной подушки, состоящей из смеси песка крупного, средней крупности
(40 %), щебня или гравия (60 %).
При высоком уровне грунтовых вод и верховодке необходимо
предусматривать меры к предохранению материала подушки от за-
иливания окружающим пучинистым грунтом. С этой целью воз-
можны обработка грунта по контуру подушки различного вида вя-'
жущими смазочными веществами, использование полимерных мате
риалов и т.п.
Устройство подушек и засыпку пазух и траншей следует выпол'
нять с послойным трамбованием или уплотнением площадочными виб- I
раторами. Во избежание попадания атмосферных вод в подушку ег
пазухи следует гидроизолировать устройством отмосток из асфальта I
тощего бетона и т.п. [7].
При проектировании и строительстве на пучинистых грунтах не
обходимо различать нормативную и расчетную глубину сезонного про
мерзания грунтов.
Для зданий, строящихся на пучинистых грунтах, существует тр>I
типа фундаментов: малозаглубленные, мелкозаглубленные и неза |
глубленные. Малозаглубленными называют фундаменты с глубинен
заложения 0,5—0,7 нормативной глубины промерзания. Хоть это и
противоречит традиционному правилу заложения фундаментов нихк'
глубины сезонного промерзания, но принимаемые конструктивны1
50
меры обеспечивают их надежную работу в условиях неравномерных
деформаций, вызванных пучением грунтов.
К фундаментам мелкого заложения относятся такие, отношение
высоты которых к ширине подошвы не превышает 4.
Незаглубленные фундаменты из монолитных или сборно-моно-
литных плит применяют для зданий с отношением длины их к высоте
менее 4. Фундаментные плиты укладывают на подсыпки (по-душки)
из непучинистых грунтов (песок — крупный или средней крупности,
мелкий щебень или котельный шлак).
Фундаменты мелкого заложения выполняются в виде железобе-
тонных лент с двойным армированием (поверху и понизу) на песча-
ной подушке (рис. 8).
Железобетонные ленты выполняют монолитными или сборно-мо-
нолитными из сборных железобетонных элементов (плит) сечением
400x200 или 500x200 мм и длиной 2,40; 2,70; 3,20 и 5,30 м. Плиты
изготавливают с выпусками арматуры, которые после сварки замоно-
личиваются, в результате чего получается замкнутая железобетонная
рама, способная воспринимать неравномерные деформации при мо-
розном пучении грунтов.
При устройстве таких фундаментов индивидуальным застройщи-
кам экономически целесообразно железобетонную ленту по песчаной
подушке выполнять монолитной, так как это почти вдвое дешевле,
чем из сборных элементов.
При бетонировании железобетонной ленты необходимо на дно опа-
иубки уложить слой толя, чтобы цементное молоко бетонной смеси не
уходило в песок. В противном случае прочность и плотность монолит-
ной ленты значительно снижаются, и бетон будет отслаиваться.
Ценность этого решения определяется тем, что пучинистые грун-
। t.i относительно широко распространены на всей территории страны.
I (апример, в Московской обл. они составляют примерно 80 %.
Проблема сокращения материалоемкости и трудоемкости нуле-
(мио цикла зданий, строящихся на пучинистых грунтах, была ус-
пешно решена специалистами институтов ЦНИИЭПсельстрой и
МосгипроНИсельстрой, которые разработали и внедрили для мало-
♦гпжных зданий мелкозаглубленные ленточные фундаменты.
На таких фундаментах в Московской и других областях за пос-
ИРДиее время построено тысячи домов усадебного типа и садовых
1ОМИКОВ. Широкое их применение позволяет сократить расход бе-
-‘на на 40—80 %, объем земляных работ — на 70—90 %, трудоем-
51
Рис. 8. Малозаглубленные ленточные фундаменты
1 — песчаная подушка; 2 — слой толя; 3 — железобетонная лента 400x200 мм, 600x200 мм; 4 — цоколь; 5 — насыпной
уплотненный грунт; 6 —бетонная подготовка; 7 — кирпичный столбик; 8 — асфальтовая отмостка; 9 — гидроизо
ляция; 10 — кирпичная стена
52
кость возведения подземной части в 2—3 раза, а стоимость нулевого
цикла в 1,5—3 раза. По данным 1986—1989 гг. в системе Росагро-
прома годовой объем внедрения мелкозаглубленных фундаментов
на песчаной подушке составил более 80 тыс. м3, в результате чего
была достигнута экономия более 3 млн. руб. [33].
При проектировании фундаментов для легких сооружений расчет
их выполняется по деформации. Именно такой подход послужил ос-
новой для широкого внедрения мелкозаглубленных фундаментов в
Омской, Саратовской, Рязанской, Тюменской, Ярославской и других
областях России, а также в Кустанайской обл. Казахстана. На мелко-
заглубленных фундаментах строятся школы, детские сады, жилые дома,
административные, производственные и сельскохозяйственные здания.
Мелкозаглубленные ленточные фундаменты успешно применя-
ют в Белоруссии при строительстве домов усадебного типа из газо-
силикатных блоков, изготовленных Могилевским и Бобруйским стро-
ительными трестами. Институт Могилевсельстройпроект разрабо-
тал для этой цели сборные железобетонные плиты сечением 380x220
мм, которые изготавливают в опалубке типовых плитных перемы-
чек по серии 1.038-1-1.
Плиты изготавливают с выпусками арматуры, которые после мон-
тажа сваривают между собой, а стыки замоноличивают. Плиты ук-
ладывают в траншею на песчано-гравийную подушку толщиной 25—
30 см. Верхний обрез плиты размещается на уровне планировочных
отметок участка.
Для увеличения несущей способности таких фундаментов, при
наличии в основании насыпных грунтов, что наблюдается практи-
чески повсеместно, выполняются набивные сваи диаметром 15 см
и»бетона класса В10. Шаг свай определяют расчетом в зависимости
от грунтовых условий и принимают 0,8—1,8 м.
Выштамповка скважин для набивных свай производится с по-
мощью навесного оборудования пневмопробойником, установлен-
ным на экскаваторе ЭО-4321.
При высоком уровне грунтовых вод вместо набивных свай при-
меняют забивные короткие сваи, которые изготавливают в опалубке
типовых брусковых перемычек серии 1.038.1-1. Погружают их с по-
мощью пневмопробойника или другим сваебойным агрегатом [31].
Невысокая трудоемкость и относительно небольшая стоимость
приточных фундаментов на песчаной подушке обеспечили им попу-
Пирность и признание почти всех индивидуальных застройщиков.
53
Рабочие чертежи мелкозаглубленных фундамент» можно полу-
чить в институте Могилевсельстройпроект по адресу: 212009, г. Мо-
гилев, ул. Космонавтов, 19, тел. 26-63-64 и 22-56-62.
Малозаглубленные столбчатые фундаменты
Наиболее простыми и экономичными в условиях пучинистых
грунтов считаются столбчатые фундаменты из уплотненного песка,
заключенного в тонкостенную железобетонную оболочку. Для этой
цели используют кольца сборных типовых колодцев КС 7.9. Глуби-
на заложения фундаментов в этом случае принимается равной вы-
соте типового кольца — 900 мм.
Технология устройства таких фундаментов проста и нетрудоемка:
в отрытые или пробуренные ямобуром ямы диаметром 1,2—1,5 м и
глубиной 900 мм устанавливают железобетонные кольца диаметром
500—700 мм и засыпают до самого верха песком с послойным его
уплотнением. По верху засыпки укладыг-ается железобетонная плита
толщиной 10—12 см, на которую опираются цокольные (фундамент-
ные) балки или типовые несущие перемычки (рис. 9). Длина перемы-
чек принимается 3,0; 3,6 и 6 м в зависимости от шага столбов. Обрат-
ная засыпка ям выполняется непучинистым грунтом (песком). Таким
образом получается столбчатый фундамент круглой формы мелкого
заложения. Расход бетона на один столб диаметром 840 мм и высотой
900 мм составляет 0,27 м3 (0,15 м3 — на кольцо КС 7.9 и 0,12 м3 — на
плиту), т.е. 0,09 м3 на 1 м при шаге столбов 3 м. Столько же бетона
расходуется на цокольные (фундаментные) балки для опирания стен.
Общий расход бетона на 1 м составляет 0,19 м3 [3].
Впервые такие фундаменты были применены вместо ленточных
бутобетонных для строительства двухквартирного дома в Карелии. |
Железобетонные кольца диаметром 440 мм и высотой 600 мм уста-
навливались с шагом 2,40—3,60 м.
Применение фундаментов такой конструкции позволило сокра-
тить расход бетона в 6 раз. Высокая эффективность таких фунда-
ментов обеспечила им широкое применение при строительстве уса-
дебных домов и производственных зданий.
Управление Калининсельстрой построило усадебные дома на
таких фундаментах. Кольца (оболочки) использовались диаметром
510 и высотой 450 мм и устанавливались в ямы диаметром 800 мм. В
совхозах Тверской обл. фундаменты такой конструкции для домов
усадебного типа выполнялись из колец КС 7.5 высотой 500 мм и
54
Рис. 9. Малозаглублсяный столбчатый фундамент
а — для деревянных домов; б — для кирпичных домов;
железобетонное кольцо КС7-9; 2 — песчано-гравийная смесь; 3 —железобетонная плита 90x90 см; 4 и 4а — несущие
перемычки или фундаментная балка; 5 — стены из бруса
55
диаметром 700 мм. Такие фундаменты применялись также при стро-
ительстве жилья в Брянской, Калужской и других областях. Стои-
мость нулевого цикла жилых домов была сокращена на 25 %, а тру-
доемкость — на 45 % по сравнению со столбчатыми фундаментами,
которые предусматривались первоначальным проектом, при этом
объем земляных работ сократился примерно на 90 % [3].
Индустриальные методы устройства фундаментов такого типа
позволяют производить работы нулевого цикла и в зимнее время без
ощутимых дополнительных затрат. Незначительный расход бетона
и возможность механизации земляных работ обеспечили этим фун-
даментам широкое применение как в жилищном, так и в сельском и
промышленном строительстве.
Столбчатые фундаменты мелкого заложения на песчаной подуш-
ке в обойме могут быть использованы и для малоэтажных кирпичных
зданий, строящихся на пучинистых и обычных фунтах. Неравномер-
ные деформации от осадок грунтов воспринимаются в этих случаях
поясом комплексной конструкции сечением 27x40 см, выполняемым
по ходу кладки между стенками в полкирпича (12 см) (рис. 10, а). В
обычных фунтовых условиях вместо пояса комплексной конструк-
ции применяют типовые перемычки или фундаментные балки (рис.
10, б). Фундаменты под колонны каркасных зданий также выполня-
ются на песчаной подушке в обойме. Для заделки колонны использу-
ют подколенники из колец КС 7.9 или КС 10.9, которые заполняют
монолитным бетоном после установки колонны в проектное положе-
ние (рис. 10, в). Расход бетона на такие фундаменты минимальный
при относительно высокой несущей способности, что и определяет
их экономическую эффективность и невысокую стоимость.
Вместо железобетонных колец могут быть использованы обрез-
ки асбестоцементных или некондиционных стальных фуб диамет-
ром 500—600 мм с антикоррозийным покрытием (обмазка битумом).
Усфойство фундаментов в зоне сезонного промерзания фунтов
является новым, перспективным направлением в развитии фунда-
ментостроения, позволяющим ежегодно экономить большое коли-
чество дефицитных материалов — цемента, стали, песка, камня и
т.п. Применение фундаментов такого типа экономически оправды-
вается еще и тем, что их элементы являются освоенной массовой
продукцией заводов железобетонных изделий.
При этом могут использоваться отбракованные кольца КС 7.9 и
КС 10.9, которые обычно отпускаются заводами ЖБИ бесплатно.
56
1
В
3
св
«г
з
X
X
о
§
X
3
X
I s
§1
§
2
О
1
к
I
ю
*
s I
s 1
gvo
U
S'"
IS
I X
3
и
я
X
«
X
с
§
к
я
p. — s
Ibl
" su -
« «
с Я
s £
К
х
к
К
о О °o
g|x
xis
1 Iй
a S
Л
£
1
X
о
I &S£
3
6
2
В
1
£
X
О
3
X
X
<D
г:
£8
р X
S
о
*
я
S
а
§
х
X
X
2
57
ООО? II I ООО?
58
Под легкие щитовые или брусчатые домики фундаменты целе-
сообразно выполнять столбчатыми. Столбы (кирпичные или буто-
бетонные) устанавливают в местах пересечения стен и под углами
здания. Расстояние между столбами принимается от 2,4 до 3,6 м.
Столбы устанавливают на железобетонные плиты размером 60x60 см,
толщиной 10—12 см. Столбчатые фундаменты устраивают преиму-
щественно на однородных песчаных грунтах. Глубина заложения
ленточных фундаментов при песчаных грунтах принимается мини-
мальная — 0,6—0,75 м.
На участках с суглинистыми или глинистыми (пучинистыми)
фунтами фундаменты выполняют столбчатыми на песчаной подуш-
ке в такой последовательности: в траншее устраивается песчаная
подушка толщиной 30—40 см, на которую устанавливается железо-
бетонная плита толщиной 10—12 см размером 50x50 или 60x60 см, а
потом выполняется бетонный или кирпичный столбик сечением 38x38
см с шагом 2,4—3,6 м. Высота столбиков принимается из условий,
что пол домика должен быть на 0,75 м выше планировочных отме-
ток (рис. 11, с).
При слабых, неоднородных сжимаемых или пучинистых грунтах
рекомендуются ленточные фундаменты. По песчаной подушке тол-
щиной 30—40 см выполняется монолитная железобетонная лента
сечением 40x20 см, которая обеспечивает равномерные деформации
дцания. По ленте устраивают бетонные или кирпичные столбики
сечением 38x38 см с шагом 2,4—3,6 м. Глубина траншеи принимает-
ся 0,50—0,60 м (рис. 11, б). В отдельных случаях монолитная желе-
юбетонная лента выполняется по уплотненному щебенкой дну тран-
шеи. Щебенка втрамбовывается в грунт с помощью ручной трам-
бовки. В условиях строительства на скальных или полускальных грун-
тах глубина заложения фундамента принимается минимальной (0,5—
0,7 м) по геологической ситуации.
3. НАБИВНЫЕ СВАИ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ
Проблему сокращения расхода материалов и трудозатрат при
ныполнении нулевого цикла для усадебных домов успешно решили
ученые и специалисты Института горного дела Сибирского отделе-
ния РАН совместно с инженерами треста «Оргстрой» Главновоси-
бнрскстроя.
Они разработали и внедрили технологию устройства свайных
фундаментов на основе применения созданных ими машин импуль-
59
сного действия — пневмопробойников. С помощью пневмопробой-
ника в грунтах пробивают скважины для устройств набивных свай,
усиления фундаментов и оснований.
Набивные сваи выполняются из сухой бетонной смеси влаж-
ностью 6—8 %, которая при повторной проходке скважины вдавли-
вается в боковую поверхность скважин. Эта операция повторяется
многократно, пока не будет получена свая такого диаметра, какого
требуется по расчету.
Скважина от последнего прохождения пневмопробойника запол-
няется литым бетоном, и получается свая [31].
Указанный способ образования скважин (например, диаметром
13 см) способствует получению свай диаметром 20—25 и 30 см, дли-
ной до 5 м с удельной несущей способностью в 2,5—4 раза выше,
чем у буронабивных свай, и в 1,5—2,5 раза выше, чем у забивных
свай сечением 30x30 см при глубине их погружения 7 м.
Применение набивных свай с повышенной несущей способностью
экономически целесообразно для малоэтажных (от 2 до 5 этажей)
каменных жилых и общественных зданий без подвалов, строящихся
в городах и поселках городского типа специализированными строи-
тельными организациями.
При устройстве фундаментов домов усадебного типа и садовых
домиков скважины для набивных свай выполняют также и с по-
мощью бурильно-крановой машины БМ-302Б на базе автомобиля
ГАЗ-66, которая предназначена для бурения грунтов различной ка-
тегории, в том числе и мерзлых. Глубина бурения до 3 м, а диаметр I
скважин при этом может быть 35—50 и 80 см. Такого же диаметра
скважины, но глубиной 2 м можно бурить машиной БМ-205 на базе
трактора «Беларусь» — МТЗ-82Л. В таких случаях наиболее эффек-
тивны фундаменты в вытрамбованных котлованах, стоимость кото-1
рых в 1,5—3 раза дешевле, чем обычных ленточных, столбчатых и
свайных. Можно в этом случае выполнять набивные сваи с уплотне-
нием забоя скважины щебенкой.
Весьма эффективны бетонные набивные сваи, устраиваемые в
вытрамбованном ложе с помощью штангового дизель-молота марки
С-330, смонтированного на тракторе Т-100. Технология производ-
ства работ предусматривает вытрамбовывание скважины на задан-
ную глубину специальным штампом, который забивается дизель-1
молотом с последующим его извлечением с помощью двух гидроци-
линдров, закрепленных на штампе. Выполненная таким методом
60
скважина с уплотненными стенками и забоем заполняется монолит-
ным бетоном. За одну смену устраивают фундаменты для двух двух-
квартирных домов серии 25. Общесменная производительность —
18 скважин диаметром 300 мм и глубиной до 3 м. По сравнению с
пирамидальными забивными сваями общая трудоемкость выполне-
ния свай снижается вдвое, при этом расход цемента сокращается на
30 % и не требуется арматурной стали. Техническую документацию
на технологию устройства таких свай и рабочие чертежи можно за-
казать по адресу: 443096, г. Самара, ул. Мичурина, 52, Агропром-
строй [31].
На участках со слабыми неоднородными грунтами фундаменты
целесообразно выполнять из забивных коротких (до 4 м) свай сече-
нием 30x30 см (рис. 12). В таких случаях исключают трудоемкие
земляные и бетонные работы, вследствие чего сокращаются трудо-
затраты и сроки работ нулевого цикла [8]. При высоком уровне грун-
товых вод сваи могут быть и деревянными.
180 20
Рис. 12. Свайный фундамент деревянных домов
I — железобетонные сваи сечением 25x25 или 30x30 см, длиной 3—4 м (или деревян-
ные диаметром 20—24 см); 2 — обвязка из бревен диаметром 20—22 см или
бруса
61
4. СЕЙСМОСТОЙКИЕ ФУНДАМЕНТЫ ИЗ БУРОНАБИВНЫХ
СВАЙ С УШИРЕННОЙ ПЯТОЙ ДЛЯ МАЛОЭТАЖНЫХ
ЗДАНИЙ
Устройство фундаментов под здания и сооружения в условиях
залегания мощных толщ слабых, водонасыщенных, разнородных
насыпных, оползневых и лессовых грунтов представляет собой один
из сложных и трудоемких строительных процессов. Применение
обычных типов фундаментов в таких геологических условиях связа-
но с необходимостью рыть котлованы и выполнять другие специ-
альные работы, что увеличивает сроки работ, трудозатраты, расход
материалов и стоимость здания или сооружения в целом, особенно
в зимних условиях.
Громоздкость и неэкономичность обычно применяемых конструк-
ций фундаментов потребовали разработки более рациональных кон-
струкций и методов фундирования. Опыт работ последних лет в об-
ласти фундаментостроения показал, что свайные фундаменты в слож-
ных геологических условиях являются наиболее экономичными и
технически целесообразными. Замена, например, столбчатых моно-
литных фундаментов с подушкой из гранулированного шлака в цехе
№ 5 запорожского завода «Днепроспецсталь» на свайные сократила
объем земляных работ на 85 % и снизила стоимость нулевого цикла
более чем вдвое.
Применение свай глубокого заложения показало, что они позво-
ляют полнее использовать несущую способность ствола, опирающе-
гося на уширенную пяту, причем их изготовление не зависит от
особенностей инженерно-геологических условий. Такие сваи мож-
но рекомендовать для применения в фундаментах малоэтажных и
многоэтажных зданий и сооружений при соответствующих техни-
ко-экономических обоснованиях. Эффективны такие фундаменты и
для малоэтажных зданий, строящихся в сейсмических районах. В
этом случае необходимо применять специальные конструктивные
мероприятия. Устройство буронабивных свай для фундаментов ма-
лоэтажных зданий выполняется с использованием специального лег-
кого оборудования — бура.
Фундаменты малоэтажных зданий, строящихся в сейсмических
районах, целесообразно выполнять в виде буронабивных свай диа-
метром 25 см с уширенной пятой.
Скважина для устройства таких свай (столбов) выполняется с
помощью специального бура, вес которого составляет 6 кг, автор
62
этого оборудования Р. Яковлев (113638, Москва, а/я 34, тел. 474-21-
36; 474-70-72).
Наличие уширенной пяты лиаме'*ром 60 см позволяет сократить
количество опор в 1,5—2 раза и более в зависимости от прочности и
плотности грунтов за счет повышения несущей способности.
По верху буронабивных свай-столбов устраивается ростверк се-
чением 30x40 или 30x50 см в зависимости от шага опор (столбов) и
действующей нагрузки. Ростверк (обвязочная балка) рассчитывает-
ся как неразрезная железобетонная балка.
5. МИКРОСВАИ ДЛЯ ФУНДАМЕНТОВ МАЛОЭТАЖНЫХ
ЗДАНИЙ
Известно, что наиболее трудоемкий процесс в сооружении ма-
лоэтажных зданий — возведение фундаментов. На нулевой цикл
тратится 20—25 % времени, приходящегося на весь объем работ. По
сложившейся традиции для фундаментов малоэтажных зданий при-
меняются неэкономичные устаревшие конструкции сборных фун-
даментов, которые используются также и для многоэтажных зда-
ний. При этом расходуются десятки, а то и сотни тысяч кубометров
бетонных блоков. В результате — огромный перерасход материалов,
живого труда, и в конечном итоге получается конструкция фунда-
мента весьма низкого качества, так как при использовании сборных
блоков нарушается монолитность всей конструкции в целом. К тому
же такие фундаменты в условиях глинистых пучинистых грунтов
деформируются, в стенах зданий появляются трещины и они прихо-
дя'” в негодность, так как действующие нагрузки значительно мень-
ше влияния сил морозного пучения. Во избежание перечисленных
недостатков в лаборатории средств механизации фундаментострое-
ния АО «ЦНИИС» (бывший ВНИИ транспортного строительства)
были разработаны новые конструкции и технология сооружения фун-
даментов малоэтажных зданий. Они не требуют предварительного
рытья котлованов и большого расхода материалов. Такие фундамен-
ты выполняются с применением микросвай — железобетонных, пря-
моугольных или трапецеидального поперечного сечения площадью
до 300 см2 и длиной от 2,5 до 5 м.
У микросвай самое экономичное использование материалов, а
1начит, минимальный расход по сравнению со сборными и другими
гиками фундаментов. Этому способствует специфическая форма
поперечного сечения мйкросвай — не круглая или квадратная, как у
63
обычных свай, а вытянутая — прямоугольная или трапецеидальная.
Нагрузка от здания на микросваи передается через распределитель-
ные балки (ростверки). Обычно при строительстве деревянных уса-
дебных домов, дач, коттеджей укладывают нижний обвязочный брус
или бревно прямо на верх микросвай, не используя специальные
ростверки, а это неправильно. Микросваи можно использовать при
строительстве домов с подвалами или цокольными этажами. Соот-
ветствующие рекомендации разработаны ведущим научным сотруд-
ником АО «ЦНИИС» канд. техн, наук А. Макеевым. Для укрепле-
ния грунтовой стены подвала изготавливаются специальные тонко-
стенные (толщиной 100—120 мм) железобетонные закладные пане-
ли, которые опираются на забитые микросваи.
В грунт микросваи погружаются существующими легкими свай-
ными молотами. В институте создана специальная сваебойная ма-
шина на базе автомобиля «ГАЗ-66». Технология устройства фунда-
ментов из микросвай оценена как прогрессивная на секциях НТС
Госстроя РФ и корпорации «Трансстрой».
В результате замены микросваями традиционных сборных или
монолитных фундаментов на естественном основании сокращается
расход бетона в 3,5 раза. Стоимость возведения фундаментов при
этом снижается на 40—60 % при значительном сокращении трудо-
затрат и сроков выполнения нулевого цикла.
Строительство на микросваях можно вести в любое время года
даже на болотистых участках и на насыпных грунтах. Немаловажна
простота индустриального изготовления микросвай в небольших
формах и на легких вибростолах, т.е. на существующем оборудова-
нии заводов ЖБИ. Область применения микросвай не ограничива-
ется только малоэтажными зданиями, их успешно применяют для
фундаментов опор линий электропередачи, устройства откосов зем-
ляного полотна автомобильных и железных дорог, а также при воз-
ведении фундаментов искусственных сооружений, например, малых!
мостов, водопропускных труб и различных сооружений.
Технология микросвай появилась в Европе более 40 лет назад. В
70-е годы микросваи стали применять в США, где в середине 80-х
годов началось их быстрое развитие благодаря таким достоинствам,
как высокая осевая несущая способность, возможность ведения ра-
бот в труднодоступных местах и в сложных геологических условиях. |
Создание концепции микросвай датируется началом 50-х годов в
разрушенной послевоенной Италии, когда шли поиски новых тех-
64
нологий для реконструкции исторических зданий и монументов, в
том числе подведения новых фундаментов под здания — памятники
архитектуры знаменитых зодчих.
6. ЗДАНИЯ НА СПЛОШНЫХ НЕЗАГЛУБЛЕННЫХ ПЛИТАХ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
НА СЛАБЫХ НАСЫПНЫХ И ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
Оригинальный тип фундаментов для жилых и общественных
малоэтажных зданий предложили ученые и специалисты. Хабаров-
ского института инженеров железнодорожного транспорта. Там уже
примерно 12 лет разрабатывается и исследуется принцип устройства
фундамента в виде сплошной железобетонной незаглубленной пли-
ты, считающейся элементом здания [31]. Здание в этом случае рас-
сматривается как пространственная система — «плита — надфунда-
ментное строение». Совместно с Дальневосточным научно-исследо-
вательским институтом по строительству были запроектированы по
>тому принципу проекты одноэтажных жилых домов, гаражей, тран-
сформаторных подстанций, складов и других объектов. Железобе-
тонная незаглубленная плита (фундамент) была принята толщиной
15—20 см из бетона класса В15 и марки по морозостойкости F75.
Для жилых зданий плита выполнялась с цокольными ребрами, что-
бы поднять уровень пола на 60 см относительно планировочных
отметок. Под плитой в зависимости от рельефа предусматривалась
Подсыпка из местного грунта с уплотнением, по верху которой вы-
полнялась песчаная подушка толщиной 12—15 см. Перед бетониро-
ванием по песчаной подготовке настилается слой рубероида или
пленки, чтобы не допустить обезвоживания бетонной смеси.
В жилых домах усадебного типа под плитой предусматривались
подполья для хранения овощей и консервированных заготовок.
Анализ проектных решений различных конструкций фундамен-
тов для одноэтажных двухквартирных домов серии 97 показал, что
возведение зданий на незаглубленной железобетонной плите эко-
номически выгодней даже по сравнению со свайными фундамен-
тами.
Накопленный опыт проектирования и строительства позволяет
сделать вывод, что возведение зданий на незаглубленной сплошной
плите особых технологических трудностей не вызывает и экономи-
чески целесообразно, особенно на слабых грунтах. Кроме того, на-
личие монолитных поясов в уровне перекрытий зданий, строящих-
65
ся на фундаментах, дает возможность строить аналогичные дома в
сейсмических районах без дополнительных конструктивных меро-
приятий.
Предлагаемая Хабаровским институтом инженеров железнодо-..
рожного транспорта гибкая сплошная незаглубленная фундамент-
ная плита в составе пространственной системы «плита — надфунда-ii
ментное строение» обеспечивает восприятие внешних силовых воз-
действий и возможных деформаций грунтового основания и исклю-
чает необходимость применения различного рода мероприятий, пре-
дотвращающих неравномерные деформации грунта, на которые обыч-
но в условиях слабых, песчаных и пучинистых грунтов затрачивают-J
ся значительные ресурсы и которые во многих случаях не гаранти-
руют надежность работы сооружения в течение заданного срока эк-
сплуатации.
Для использования предложенного принципа разработаны ме-
тодика расчета и принципы конструирования. На их основе постро-
ено много жилых и производственных зданий, проведено длитель-1
ное наблюдение их в процессе эксплуатации, которое подтвердило!
надежность работы сооружения.
Применение незаглубленных фундаментных плит позволяет сни-
зить расход бетона на 24—34 %, трудовые затраты — на 38—51 % и
стоимость подземной части — до 50 %.
По всем вопросам обращаться по адресу: 680056, Хабаровск, ул.
Серижева, 47, ХабНИИЖТ, кафедра «Здания и сооружения».
7. МОРОЗОУСТОЙЧИВЫЕ ФУНДАМЕНТЫ МЕЛКОГО
ЗАЛОЖЕНИЯ
Морозоустойчивые фундаменты мелкого заложения представляв
ют собой практичную альтернативу более дорогостоящих фундамен- 1
тов глубокого заложения в холодных регионах с сезонным промер- I
занием грунта и потенциальными возможностями морозного пуче-
ния (рис. 13, 14).
Мелкое заложение морозоустойчивых фундаментов достигается )
за счет устройства теплоизоляции, размещаемой в самых важных I
местах — практически вокруг здания. Таким образом, становится
возможным выполнять фундаменты глубиной заложения 40—50 см
даже в условиях очень сурового климата, например, в большинстве
зон Скандинавии и США. Такие экономичные фундаменты в Рос-
сии, к сожалению, не применяются. Объясняется это тем, что ин-
66
о
±0.00
Рис. 13. Морозоустойчивый фумздиент мелкого заложения (МФМЗ)
Рис. 14. Диаграмма теплового потока для обогреваемого здания с изоляцией
или без изоляции пола
I - холодный воздух; 2— охлаждение от промерзшей земли; 3 — тепловой поток; 4 —
нарытое тепло охлаждения (НО2 в земле); 5 — граница промерзания; 6 — потери тепла
здания через пол*; 7— геотермальное тепло (теплая земля)
* Усиление изоляции пола уменьшает поток тепла к фундаменту и вызывает
>ходимостъ усиления изоляции по периметру МФМЗ.
67
формация о таких фундаментах появилась впервые в России в газете
«Строительный эксперт» только в августе 1997 г. В Швеции уже к
1972 г. было построено на таких фундаментах примерно 50 тыс. жилых
домов, и технология морозоустойчивых фундаментов мелкого зало-
жения получила широкое признание в Скандинавских странах.
Морозоустойчивые фундаменты выполняются в виде монолит-
ной железобетонной плиты толщиной 15—20 см с утолщенными
краями — контурными ребрами, а для защиты от мороза использу-
ют пенопропиленовую изоляцию (пенопласт), рис. 13.
Тепло, уходящее из дома в грунт через фундаментную плиту,
плюс геотермальное тепло заставляют линию промерзания подни-
маться вверх по периметру фундамента.
Специалистам было известно, что тепло от зданий фактически]
уменьшает глубину промерзания по периметру фундамента. Други-1
ми словами, граница промерзания повышается рядом с любым фун-
даментом, если здание обогревается или имеет изоляцию на уровне
земли.
Изоляция по периметру фундамента предотвращает тепловые
потери и передает тепло через фундаментную плиту в грунт под
фундаментом здания. В то же время источники геотермального теп-
ла излучают тепло в направлении фундамента, что приводит к умень-
шению глубины промерзания вокруг здания (рис. 15, 16).
Морозоустойчивые фундаменты мелкого заложения применяют
и постоянно совершенствуют в Европе в течение последних 40 лет.
Главным образом, Скандинавские страны способствовали расшире-
нию применения этих фундаментов, учитывая их преимущества. При-
менение таких фундаментов является обычной практикой во всей
Скандинавии, где за последние 40 лет более миллиона зданий пос-
троено по этой технологии.
При строительстве домов с использованием морозостойких
фундаментов, одна из проблем, с которой сталкиваются строите-
ли, состоит в том, что полипропилен разлагается под действием
ультрафиолетового облучения и имеет недостаточную ударную
стойкость.
Хлорвиниловый пластик в виде рулона шириной 610 мм, длиной
15 м превосходно подходит для этих целей. Верхний наружный край
фундамента оборачивают пленкой начиная с внутреннего края пли-
ты. Пластик легко приклеивается к краю бетона и полипропилено-
вому пенопласту мастикой, совместимой с пенопластом.
68
Рис. 15. Дом на традиционном фундаменте
1 — линия глубины промерзания; 2 — тепло от дома, 3 — фундамент
Рис. 16. Дом на морозоустойчивом фундаменте
1 — линия глубины промерзания; 2 — тепло из дома; 3 — геотермическое тепло;
4 — фундамент
69
Гибкий хлорвиниловый пластик, приклеиваемый на месте, обес-
печивает защиту и от проникновения насекомых, так как известно,
что некоторые из них способны проделывать «тоннели» через пе-
нопластовые плиты. Благодаря пластику и мастике они лишаются J
такой возможности.
Важно отметить экономию затрат при устройстве морозоустойчи- I
вых фундаментов в сравнении с традиционными. Она составляет при- I
мерно 3 % общих обязательных затрат на строительство дома.
Хотя дома на фундаментах мелкого заложения строятся в Скан- I
динавских странах, такие фундаменты могут быть применены и в
российских регионах с аналогичным климатом и даже в районах с
повышенной сейсмической активностью.
Предлагаемое решение фундаментов будет способствовать сокра- I
щению расхода материалов и снижению стоимости и сроков выпол- I
нения нулевого цикла.
Широкое внедрение ресурсосберегающих технологий и конструк-1
ций при массовом строительстве жилых и гражданских зданий долж-1
но быть приоритетным направлением проектировщиков и строите-1
лей.
8. ЛЕНТОЧНЫЕ ПРЕРЫВИСТЫЕ СБОРНО-МОНОЛИТНЫЕ
ФУНДАМЕНТЫ
Ленточные фундаменты жилых и общественных зданий с подва-1
лом, наиболее распространенные в практике проектирования и стро- I
ительства, выполняются, как правило, сборными вне зависимости И
от этажности. Традиционно сложившаяся технология нулевого цик-1
ла зданий с подвалом пока отстает от уровня индустриальности над-1
земной части зданий и приводит к увеличению трудозатрат, расхода О
материалов и стоимости. Стоимость сборных ленточных фундамен- II
тов в зависимости от инженерно-геологических, климатических ус- 11
ловий и этажности составляет примерно 10—15 % общей стоимости II
здания, при этом на долю материалов (в основном бетона) прихо-
дится примерно 65 %.
Причина высокой стоимости нулевого цикла современных зданий
заключается еще и в том, что элементы ленточных фундаментов —
сборные бетонные блоки — неэкономичны по расходу бетона, так как
по существу они происходят от монолитных фундаментов, механичес-
ки разрезанных на отдельные блоки, несущая способность которых
используется чаще всего лишь на 20—30 %. Бетонные блоки способны
70
выдержать нагрузку от стен зданий в 16 этажей и более, тогда как
сейчас в небольших городах в основном строятся здания в 5—9 этажей,
а в пригородах и сельских районах — малоэтажные здания — коттеджи
и дома усадебного типа.
Основная причина перехода на сборные фундаменты в жилищ-
ном строительстве — низкий уровень технологии бетонных работ.
Использование автосамосвалов для транспортирования бетонной
смеси от заводов к строительным объектам приводит к увеличению
потерь и к ухудшению ее качества. Недостаток специальных машин
и оборудования для транспортирования бетонной смеси и ее подачи
к месту укладки постоянно сдерживает применение монолитных
фундаментов и других конструкций.
При устройстве монолитных фундаментов бетон подается к мес-
ту укладки в бадьях с помощью кранов. При такой технологии за-
трачивается примерно 58 % ручного труда (на загрузку и разгрузку
бункеров-бадей, укладку и уплотнение бетонной смеси и т.п.).
Устройство сборных фундаментов при кажущейся простоте все
же довольно трудоемко из-за необходимости использования ручно-
го труда при заполнении вертикальных швов раствором между бло-
ками, при выполнении местных заделок кирпичом или бетоном, где
не размещаются доборные блоки, а также в местах проемов для вво-
дов коммуникаций и т.д. Этот недостаток сборных ленточных фун-
даментов является следствием того, что по техническим условиям
стеновые блоки необходимо укладывать с перевязкой швов. Услож-
няет производство работ также недостаточный объем изготовления
доборных блоков длиной 90 и 120 см. Их приходится нередко заме-
нять кусками раскалываемых по месту блоков длиной 2,40 м. Такая
технология производства работ не обеспечивает надлежащего качес-
тва и герметичности стен подвального помещения. Подвалы неред-
ко затапливаются грунтовыми водами (верховодкой) или вследствие
обводнения участка из-за некачественных стыков трубопроводов
водоснабжения и канализации. Не спасает при этом даже предус-
матриваемая в отдельных случаях оклеечная гидроизоляция, выпол-
няемая зачастую небрежно ввиду неровной поверхности стен.
Следовало бы отметить, что выполнение фундаментной ленты
из сборных типовых плит-подушек не всегда является оптимальным
решением, так как при проектировании расчетная ширина подо-
швы чаще всего не совпадает с шириной типовых плит-подушек
(ФЛ) и при конструировании всегда приходится принимать плиты
71
большего размера. Вследствие этого и бетона расходуется больше, и
несущая способность грунтов используется не полностью.
Этот недостаток сборных фундаментов пробовали исключить за счет
укладки плит-подушек с разрывом, т.е. выполнять фундаменты преры-
вистыми. При устройстве ленточных фундаментов прерывистыми рас-
ход бетона на ленту сокращается примерно на 10 %, трудоемкость — на
4—5 %, а стоимость примерно — на 8—10 %. Однако применение пре-
рывистых фундаментов не всегда приводит к сокращению расхода бе-
тона. Экономия не достигается в случае, когда сплошная лента из плит-
подушек ФЛ-16 толщиной 30 см заменяется прерывистой из плит ФЛ-
20 толщиной 50 см. Вследствие этого прерывистые фундаменты не
получили применения, хотя сама идея считается рациональной [34].
Несмотря на перечисленные недостатки и относительно высо-
кую стоимость, сборные фундаменты применяют в жилищно-граж-
данском строительстве уже более 40 лет. Объясняется это в основ-
ном недостатками в системе ценообразования, планирования и оцен-1
ки деятельности строительно-монтажных организаций. Применяя
дорогие сборные железобетонные конструкции вместо более деше-
вых монолитных, строительные организации улучшают показатели!
производительности труда, получают больший размер фонда зара-|
ботной платы и средств на накладные расходы и плановые накопле-
ния, приходящиеся на одного работника.
Вместе с тем исследования, проведенные в бывшем НИИЭС Гос-
строя СССР при участии ряда институтов, показали, что сборные
ленточные фундаменты по всем технико-экономическим показате J
лям уступают монолитным во многих случаях. Приведенные затраты!
и сметная стоимость сборных ленточных фундаментов кирпичных и
блочных зданий на 50—75 % выше, чем монолитных, а затраты труда
(с учетом изготовления и транспортирования элементов конструкций!
и материалов) — на 30—50 %. Кроме того, на устройство сборных
фундаментов расходуется на 15—20 % больше металла и цемента.
Однако до настоящего времени сборные ленточные фундаменты
остаются доминирующими в жилищно-гражданском строительстве!
так как их применение несколько сокращает построечную трудоем-
кость и сроки. Сокращение сроков объясняется тем, что при изго-|
товлении и устройстве сборных фундаментов занято большее число
рабочих, строительных машин и транспорта. Иными словами, сро-
ки сокращаются не за счет совершенствования технологии, а за сче?
увеличения количества живого труда.
72
Сборные фундаменты зданий с несущими стенами применяют-
ся только у нас — в России. Таких технических глупостей (неле-
постей) во всем мире никто себе не позволяет, так как это обхо-
дится дороже и ухудшает качество конструкции — нарушается ее
целостность — монолитность.
Во всех развитых странах (и даже в развивающихся) с середины
30-х годов бетонные работы механизированы настолько, что приме-
нение монолитных эффективных фундаментов всегда предпочтитель-
нее сборных.
При существующем уровне индустриализации и механизации ра-
бот нулевого цикла повысить экономическую эффективность ленточ-
ных фундаментов можно, если выполнять их прерывистыми и сборно-
монолитными (рис. 17). В этом случае применяются плиты ленточных
фундаментов длиной 1,20 м (ФЛ 12.12, ФЛ 14.12, ФЛ 16.12 и т.п.) и
бетонные блоки длиной 0,90; 1,20 м (ФБС 9.4 или ФБС 12.4 и т.д.).
Тип бетонного блока принимается в зависимости от толщины стены.
Сборно-монолитные прерывистые фундаменты выполняют в сле-
дующем технологическом порядке: 1) по дну котлована раскладыва-
ются плиты-подушки с интервалом 25—60 см (по расчету); 2) над
промежутками плит устанавливают 3—4 ряда бетонных блоков ФБС 9
или ФБС 12 (в зависимости от промежутка между плитами); 3)
устанавливаются щиты опалубки между рядами блоков и произво-
дится бетонирование этих участков бетоном класса В12,5.
Монтаж блоков и подача бетона осуществляются с помощью лег-
ких автокранов, так как вес блоков небольшой. Отверстия для ввода
коммуникаций выполняются в монолитных участках фундаментов,
где предусматриваются патрубки (сальники).
Применение фундаментов такой конструкции дает возможность
сократить количество плит-подушек на 20—30 %, а общую стои-
мость — на 50 % за счет замены более 50 % сборных блоков моно-
литным бетоном, который в 1,5 раза дешевле. Сокращается при этом
и расход арматурной стали.
Такая конструкция стен подвалов значительно упрощает кладку
сборных блоков и сокращает трудоемкость работ, так как при этом
нс требуются перевязка швов и устройство местных заделок кирпи-
чом или бетоном, неизбежных при выполнении сборных стен по
цмдиционной технологии. Вследствие этого сборно-монолитные
• гены подвалов с обмазочной гидроизоляцией обладают меньшей
водопроницаемостью по сравнению со сборными.
73
Рис. 17. Ленточные прерывистые сборно-монолитные фундаменты
ФЛ 16.12; 2 — ФЛ 12 12; 3 — ФБС 12.5; 4 — ФБС 9.5; 5 — монолитные шпонки
74
Следует также отметить, что для устройства таких фундаментов
сборных элементов требуется почти вдвое меньше, что очень важно
в условиях массовой застройки [10, 26, 28].
К положительным качествам ленточных прерывистых сборно-
монолитных фундаментов следует также отнести возможность их
применения при самых разнообразных грунтовых условиях, в том
числе и на просадочных, насыпных или относительно слабых грун-
тах.
В таких случаях увеличение их несущей способности достигает-
ся устройством вытрамбованных котлованов под плитами преры-
вистой ленты до их раскладки. Уплотнение грунта на необходимой
глубине заложения достигается вытрамбовкой или выштамповкой
котлованов с помощью стального штампа-геопробойника, погружа-
емого сваебойным агрегатом с последующим его извлечением и ус-
тройством бетонного или щебеночного фундамента с тщательным
втрамбованном бетонной смеси или щебенки.
Вытрамбованные котлованы выполняются с шагом 1,50—1,90 м
в зависимости от промежутка между плитами (ФЛ). Сечение снаря-
да («торпеды») поверху принимается 90x90 или 120x120 см в зависи-
мости от характеристики грунтов и действующих нагрузок. При шаге
вытрамбованных котлованов 2,40—2,80—3,00 м плиты ленточных
фундаментов (ФЛ) могут быть заменены монолитным поясом-об-
вязкой соответствующего сечения в зависимости от действующей
нагрузки (рис. 18).
Применение монолитной ленты вместо сборных плит-подушек
только увеличивает эффективность таких фундаментов, так как при
пом сокращаются расход материалов и стоимость.
Для устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах спе-
циалистами ВНИИОСПа разработано навесное оборудование, вы-
полняемое на базе копра К-8, установленного на автомобиле КРАЗ-
275К. Масса трамбовки «торпеды» принята 2000 кг, глубина вытрам-
бовывания котлована 1,5—2,0 м.
Такая технология устройства фундаментов эффективна и надеж-
но гарантирует здания от неравномерных осадок и аварийных де-
формаций, участившихся за последние 35 лет в различных регионах
страны.
Перечисленные преимущества фундаментов такой конструкции
дают право на их широкое применение как в районах с просадочны-
ми грунтами, так и при других геологических ситуациях.
75
±0.000
о
G
S
У
3
ж
в
«5
5
|
И
в
3
s
£
О
S
в
о
!
аз
о
S
ж
о
<£
Й
It
I
3
I
Я
я
X
<и
76
9. ЭФФЕКТИВНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ С ПОДВАЛОМ
Устройство сборных ленточных фундаментов жилых и об-
щественных зданий с подвалом по принятой у нас технологии и при
уровне механизации работ нулевого цикла является наиболее трудо-
емким и наименее индустриальным этапом строительства. Это при-
водит зачастую к увеличению расхода материалов, трудозатрат, сро-
ков и стоимости нулевого цикла.
Одно из уродств, оставшееся от эпохи развитого социализма, за-
ключается в том, что строителям стали невыгодны экономичные,
прогрессивные технологии; например, при устройстве нулевых цик-
лов зданий — чем больше зароешь в землю бетона (а это излишние
затраты овеществленного и живого труда), тем выше показатели плана
и заработная плата.
Изменилось ли что-нибудь со времен римского зодчего Витру-
вия (I в. до н.э.) в технологии устройства фундаментов зданий? Ко-
нечно, на смену тяжелому труду землекопов (грабарей) пришли мощ-
ные машины — экскаваторы, а вместо бутовых фундаменты выпол-
няются из сборных железобетонных и бетонных элементов (блоков).
Но принцип устройства фундаментов по существу не изменился.
Ухудшилось только качество конструкции — нарушена ее монолит-
ность, и грунтовые воды заливают подвалы.
По принятой с древних времен технологии сначала возводятся
ленточные фундаменты по естественному основанию, а потом полы
подвала (бетонная подготовка) — по насыпному грунту, послойно
отсыпаемому с уплотнением выше уширения подошвы фундамента
па 75—90 см и более (в зависимости от толщины плит (ФЛ)).
Такая технология производства работ, кроме увеличения трудозат-
рат за счет обратной засыпки и ее уплотнения, не обеспечивает и эк-
сплуатационную надежность полов подвала ввиду неизбежности про-
садок насыпных грунтов, уплотняемых без применения трамбовок,
которых у нас на стройках нет. Вследствие этого полы приходится за-
частую ремонтировать или выполнять заново, что сопряжено с допол-
нительными материальными затратами при эксплуатации зданий.
Просадки полов по грунту и отмосток вокруг здания стали обыч-
ным явлением, приводящим нередко к аварийным ситуациям, де-
формациям несущих и ограждающих конструкций, которые за пос-
ледние 40 лет обошлись государству в копеечку. Тем не менее трам-
бовки так и не появились на стройках, хотя во всех странах они
применяются последние 70 лет почти повсеместно.
77
Сократить расход материалов, трудозатраты и стоимость фун-
даментов для домов с подвалом можно только за счет рациональ-
ных конструктивных решений и прогрессивной технологии.
Достигается это в том случае, если вместо ленточных фунда-
ментов из сборных плит-подушек (ФЛ) выполнить сплошную мо-
нолитную плиту, которая будет служить одновременно и фунда-
ментом здания и полом подвала (рис. 19).
Эффективность такой конструкции фундаментов бесспорна, так I
как при этом исключается обратная засыпка котлована грунтом с I
его уплотнением. Сокращается и объем земляных работ за счет I
уменьшения общей высоты фундамента на 75—90 см и более.
Толщина плиты фундамента принимается 15—20, 30—40, 60—80 см I
и более в зависимости от этажности здания и геологических условий I
участка.
Бетонирование фундаментной плиты необходимо выполнять по I
бетонной подготовке или по гидроизоляции (из двух слоев рубероида I
или гидроизола), которая сохраняет цементное молоко бетонной смеси I
и препятствует поднятию капиллярной влаги из грунтов основания.
Стоимость монолитной плиты будет примерно в 1,5 раза де- I
шевле по сравнению с традиционным вариантом — с применением |
сборных элементов.
Такая технология устройства фундаментов домов с подвалом I
широко применяется за рубежом как для зданий повышенной этаж- I
ности, так и для малоэтажных зданий. Хорошо отработана и осво- I
ена эта конструкция и отечественными строителями, но только I
для зданий повышенной этажности.
При строительстве мало- и многоэтажных зданий такие фунда- I
менты у нас, к сожалению, не применяются. Эффективность широ- I
кого применения таких фундаментов за рубежом обусловлена про-
грессивной технологией бетонных работ с использованием специ- I
альных машин и оборудования (автобетоновозов и бетононасосов) и
легкой инвентарной опалубки, значительно сокращающих трудозат- ’
раты и стоимость строительства.
Применение такой конструкции фундаментов для 9-этажного
дома сокращает расход бетона на 25 %, не считая бетонной подго- |
товки. (Расход бетона на подготовку составляет 15 м3 на 100 м2 пола
подвала). (Рис. 19, б) [29].
При современной технологии и механизации бетонных работ и
наличии инвентарной опалубки применение устаревших массив-
78
Рис. 19. Конструкции фундаментов многоэтажных домов с подвалом
а — типовое решение; б — рекомендуемое решение; 1 — бетонные полы, 200 мм; 2 — насыпной грунт; 3 — железобе-
тонная плита; 4 — гидроизоляция; 5 — монолитные стены из бетона марки 100; 6 — утепление стены пенопластом с у =
= 40 кг/м3
79
ных и неэкономичных сборных ленточных фундаментов, разрабо-
танных 45 лет тому назад — нонсенс. Кроме низкого качества всей
конструкции в целом, сборные ленточные фундаменты примерно
в 1,5 раза дороже монолитных. Мириться с этим в дальнейшем
больше нельзя — необходим новый технологический скачок в мас-
совом фундаментостроении.
10. СТОЛБЧАТЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Фундаменты малоэтажных жилых и общественных зданий, а также
одно-двухэтажных кирпичных зданий подсобно-производственного
назначения, входящих в большом количестве в комплекс промышлен-
ного и сельского строительства, чаще всего выполняют ленточными из
сборных бетонных блоков вне зависимости от характеристики грунтов
основания. Такие фундаменты неэкономичны по расходу материалов,
а стоимость их составляет от 15 до 25 % общих затрат ввиду необходи-
мости выполнения большого объема земляных работ, особенно в рай-
онах с большой глубиной сезонного промерзания грунтов. Примене-
ние сборных ленточных фундаментов для зданий такого типа, несмот-
ря на кажущиеся преимущества, экономически неоправданно вследст-
вие их высокой стоимости, а также из-за незначительного использова-
ния несущей способности сборных блоков. При замене сборных лен-
точных фундаментов монолитными, что нечасто имеет место в практи-
ке строительства, их стоимость сокращается почти в два раза.
Стоимость нулевого цикла одно- и малоэтажных кирпичных зда-
ний можно еще уменьшить, если ленточные фундаменты зданий
заменить столбчатыми, на возведение которых требуется меньшее
количество материалов и трудозатрат.
Столбчатые фундаменты одно- и малоэтажных кирпичных зда-
ний выполняются из типовых бетонных блоков ФБС 9.5, ФБС 9.4,
устанавливаемых на железобетонные плиты ФЛ 12.12; ФЛ 14.12; ФЛ
16.12. (рис. 20,21). Для опирания стен чаще всего используются ти-
повые несущие перемычки или фундаментные балки.
Для производственных одноэтажных зданий шаг столбов прини-
мается 6,0 или 3,0 м в соответствии с шагом несущих простенков, а
для жилых малоэтажных зданий — 2,40—3,60 м. Столбы устанавли-
вают под углами зданий, в местах пересечения стен и под несущими
простенками.
Применение столбчатых фундаментов для малоэтажных зданий
целесообразно в том случае, если прочные грунты, которые могут
80
3
Рис. 20. Столбчатые фундаменты из типовых
злеменгов
1 — блоки-подушки железобетонные; 2 — бетонные
блоки ФБС 9.5; 3 — несущие перемычки БУ-28-1;
4 — скрутка
служить основанием, залегают на глубине 2,4—3,0 м. При необходи-
мости более глубокого заложения фундаменты выполняют свайными.
Сборные столбчатые фундаменты имеют следующие преимущес-
тва перед ленточными.
1. Столбчатые фундаменты в зависимости от шага опор при оди-
наковой глубине заложения примерно в 1,5—2 раза и более эконо-
мичнее ленточных по расходу материалов и стоимости.
2. Применение сборных столбчатых фундаментов значительно
сокращает построечную трудоемкость, дает возможность использо-
вать малую механизацию, вследствие чего сокращается объем ручно-
го труда и продолжительность работ нулевого цикла примерно вдвое.
3. Стоимость столбчатых фундаментов можно сократить еще при-
мерно в 1,5—2 раза, если столбы выполнять монолитными в инвентар-
ной опалубке, уменьшив их сечение вдвое по сравнению со сборными.
81
Рис. 21. Столбчатые I
фуидамсш м на песчаной
водуипа- с круглой
подошвой
1 — железобетонное коль-
цо КС 15.6 (КС 20.6),
2 — сборные блоки ФБС
9.5(ФБС9.4); 3 - несу,
щие перемычки
4. Столбчатые фундаменты для зданий с внутренним каркасом
выполняются с опорными башмаками стаканного типа д ля установки
колонн.
Столбчатые фундаменты под колош гы каркаса, выполненные из сбор
ных элементов, метут быть использованы в случае малых эксцснтриси»
тетов нагрузки. Это условие выполняется, если величина эксцентриситет]
та не превышает */6 ширины опорной части подколенника (башмака)
Столбчатые фундаменты имеют еще положительное качество, ко
торое заключается в том, что грунты основания под отдельно стоящи*
ми опорами работают лучше, чем под сплошными ленточными, вслед»
ствие чего и осадка под ними при равных давлениях на грунт значи
тельно меньше, чем у ленточных.
Снижение величины осадки дает возможность соответственно
повысить давление на грунт на 20—25 % и, следовательно, уменьшить
общую площадь фундамента.
82
I
Надежность устройства сборных столбчатых фундаментов, не облада-
ющих достаточной жесткостью в продольном направлении гарантируется
тем, что при строительстве на однородных супесчаных и песчаных грун-
тах неравномерные осадки и деформации сооружения весьма незначи-
тельны. Применение сборных столбчатых фундаментов на площадках с
неоднородными, сжимаемыми или пучинистыми грунтами без специаль-
ных конструктивных мероприятий не рекомендуется.
Для одно- и малоэтажных зданий различного назначения с кир-
пичными или панельными стенами могут быть рекомендованы столб-
чатые фундаменты с круглой подошвой, выполняемые из сборных
стеновых бетонных блоков ФБС 9.5 или ФБС 9.4, устанавливаемые
па песчаные подушки, заключенные в железобетонные кольца колод-
цев КС 15.6 или 20.6 диаметром соответственно 1,5 и 2,0 м. Песок или
песчано-щебеночную смесь необходимо послойно уплотнять трамбов-
кой с проливкой каждого слоя водой. В качестве рандбалок могут быть
использованы типовые несущие перемычки или типовые фундамент-
ные балки в зависимости от шага столбов. Стоимость таких фундамен-
тов значительно сокращается за счет исключения дорогостоящих сбор-
ных железобетонных плит-подушек (ФЛ).
Применение фундаментов с круглой подошвой дает возможность
механизировать трудоемкие земляные работы при помощи буриль-
но-крановых машин БИ-7, БИ-7М или бурового станка МБС-1,7,
разработанного НИИ транспортного строительства для бурения сква-
жин диаметром 1,70 м на глубину 20 м. С помощью этого станка
Исполняются также скважины с уширением до 3,5 м для устройства
монолитных столбчатых фундаментов. Как показал опыт, примене-
ние буровых машин более чем вдвое сокращает продолжительность
работ нулевого цикла. Бурильно-крановые машины могут быть и
гругих марок, мощность которых обеспечивает возможность разра-
ботки котлованов диаметром 1,7 м и глубиной до 3,0 м. Преимущес-
। пом такого метода является возможность выполнения земляных работ
круглогодично, так как бурильная машина способна разрабатывать
и мерзлый грунт.
Такая конструкция фундаментов обеспечивает возможность их
чплубления на 1,6; 2,20; 2,80 м и более за счет установки железобе-
1ПННЫХ колец друг на друга. Увеличение глубины заложения фунда-
ментов в этом случае незначительно влияет на расход стали и бето-
ии, так как на кольцо КС 15.6 высотой 60 см расходуется 0,27 м3
юна и 5,0 кг стали.
83
Увеличение несущей способности фундаментов достигается ис-
пользованием колец большего диаметра, например, колец КС 20.6
или КС 25.6 диаметром соответственно 2,0 и 2,5 м. Такие фунда-
менты могут выполняться также с использованием подколенни-
ков круглой формы (рис. 22) или типовых сборных подколенников
стаканного типа ФК-10 высотой 700—900 мм по отмененной серии
ИИ-04-01 или Ф13 серии 1.020.1 (рис. 23), а также сборно-моно-
литными из колец колодцев диаметром 0,7 из 1,0 м и высотой 90
см (рис. 24).
-0.150
-1.950
0 2200
Рис. 22. Круглый фундамент на песчаной подушке
1 — колыю КС 20.6; 2 — утрамбованный песок, 3 — круглый башмак
0 2200
1-1
84
Рис. 23. Фундамент на песчаной подушке
1 — железобетонные кольца КС 15.6; КС 20.6; 2 — песчаная подушка; 3 — типовой
подколенник ФК10
Большой интерес представляют фундаменты, выполняемые из же-
лезобетонного подколенника (башмака) круглой формы, устанавли-
ваемого на уплотненную гравийно-песчаную подушку, заключен-
ную в железобетонную оболочку-кольцо разного диаметра (см. рис.
22). Фундаменты такого типа обладают большой несущей способ-
ностью (в 2—4 раза превышающей обычную) и имеют незначитель-
ные осадки. Надежность таких фундаментов объясняется повышен-
ным сопротивлением грунта в обойме, трением, возникающим меж-
ду стенками оболочки и грунтом и участием большого объема грунта
в сопротивлении выпиранию.
Круглые фундаменты на песчаной подушке, заключенной в обой-
му (оболочку), имеют следующие преимущества:
1. Они устойчивы к сейсмическим воздействиям, так как песча-
85
Рис. 24. Фу.ишмент на песчаной полушке со сборно-мини i итным
П<», 1К<к.ЮИМИЫ*М
1 — железобетонные кольца КС 15.6; КС 20.6; 2 — песчаная подушка, 3 — сбор»
монолитные подколенники из типовых колец КС 7.9 или КС 10.9 (вариант для
складских зданий с рампой)
ная подушка является своего рода амортизатором, смягчающим воз-
действие при подземных толчках всех направлений.
2. Имеют минимальное число не только типоразмеров, но и ма-
рок в номенклатуре изделий, так как усилия в кольцах зависят от
глубины заложения, а армирование подколенников зависит только
от их размера и рассчитывается на нормативное давление на песча-
ную подушку 4—4,5 кгс/см2 — 6,0 кгс/см2.
3. Пригодны для любых грунтов, которые могут служить естес-
твенным основанием и при любой глубине заложения, за исключе-
нием просадочных грунтов, когда применение песчаных подушек
86
возможно лишь после предварительного уплотнения или замачива-
ния грунтов на глубину сжимаемой толщи.
Фундаменты такого типа успешно применяются в Японии. Пос-
троенные в Токио, Йокогаме и других районах четырехэтажные зда-
ния с такими фундаментами не имеют каких-либо повреждений от
землетрясений, а осадки их незначительны [2].
Отмеченные преимущества фундаментов такой конструкции дают
право на их широкое применение как в обычных районах строи-
тельства, так и в сейсмических районах.
11. СТОЛБЧАТЫЕ ФУНДАМЕНТЫ НА НАСЫПНЫХ
И ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ
Область применения столбчатых фундаментов может быть рас-
ширена с помощью дополнительных конструктивных мероприятий,
обеспечивающих равномерность осадки фундамента и эксплуатаци-
онную надежность сооружения. Такие фундаменты с дополнитель-
ными конструктивными мероприятиями, учитывающими работу при
неравномерной осадке, можно рекомендовать при строительстве на
насыпных сжимаемых грунтах, а также на просадочных грунтах I
типа. Учитывая, что просадочные грунты занимают более 35 % тер-
ритории европейской части страны, этот вопрос становится весьма
актуальным. При строительстве на просадочных грунтах фундамен-
ты должны возводиться после устранения просадочных свойств ос-
нования в пределах сжимаемой толщи не менее 1,50 м с помощью
трамбовок или предварительного замачивания.
Для обеспечения надежности конструкции фундаментов и ус-
тойчивости самого здания целесообразно проектировать ленточно-
столбчатые сборно-монолитные фундаменты с учетом неравномер-
ной осадки опор, так как полностью исключить неравномерную осад-
ку не всегда представляется возможным.
При строительстве зданий на просадочных грунтах I типа лен-
точно-столбчатые фундаменты выполняются в виде монолитной
железобетонной ленты, на которую устанавливают столбы из сбор-
ных блоков ФБС 9.4 или ФБС 9.5, соединяемых поверху монолит-
ным железобетонным поясом либо поясом комплексной конструк-
ции (рис. 25). Верхний обвязочный пояс может быть выполнен из
। и новых несущих перемычек, над которыми устанавливается арми-
рованный шов толщиной 4—5 см |9].
87
510
Рис. 25. Ленточно-столбчатые фундаменты из типовых элементов
1 — монолитная лента или пояс; 2 — сборные бетонные блоки ФБС 9.5; 3 — пере-
мычки (ненесущие); 4 — пояс комплексной конструкции; 5 — лента из типовых
железобетонных плит (ФЛ)
88
Ширина нижней монолитной ленты определяется расчетом, с тем,
чтобы в основании фундаментов давление не превышало расчетного
для данной категории фунтов. Толщина ленты определяется расчетом,
но принимается обычно не менее 30—35 см. При расчете монолитной
ленты и определении необходимого количества арматуры особую важ-
ность приобретает вопрос определения дополнительных усилий, воз-
никающих в ленте при неравномерной осадке опор. Очень важно при
этом отметить, что усилия, возникающие в неразрезных монолитных
лентах вследствие деформации основания, могут достигать значитель-
ной величины, и пренебрегать влиянием этих деформаций нельзя.
Простейший приближенный метод расчета нижней монолитной
железобетонной ленты заключается в определении изгибающих мо-
ментов в пролетах (в промежутках между столбами) и над опорами
(над столбами), как в неразрезной балке с равными пролетами от
равномерно распределенной нагрузки. Нагрузкой на балку в данном
случае является реактивный отпор грунта от действующих погонных
нагрузок. Определение расчетных изгибающих моментов в этом слу-
чае производится с учетом перераспределения усилия (по пласти-
ческим деформациям) (Инструкция по расчету статики неопреде-
ленных железобетонных конструкций с учетом перераспределения
усилий. — М.: Стройиздат, 1961).
При значительных величинах усилий от осадки опор фундамент-
ную ленту можно проектировать монолитной или сборно-монолитной
конструкции (по сборной лете из плит ФЛ-10 или ФЛ-12 устраивает-
ся монолитный железобетонный пояс толщиной не менее 30 см). При
расчете рандбалок столбчатых фундаментов, возводимых на насыпных
нли просадочных грунтах, необходимо учитывать просадку отдельных
опор. При проектировании сборно-монолитных рандбалок ленточно-
столбчатых фундаментов (армированный шов по сборным несущим
перемычкам) необходимо обеспечить надежное соединение сборных
перемычек между собой. Для этой цели подъемные петли смежных
перемычек соединяют с помощью коротышей арматуры диаметром 8—
10 мм на сварке. Расчет сборных перемычек производится как одноп-
|млетных балок с шарнирным закреплением концов, а подбор допо-
лнительной арматуры, укладываемой по верху перемычек в слой це-
ментного раствора толщиной 4—5 см, для восприятия усилия от про-
садки опор производится по опорному мометпу неразрезной системы.
Применение ленточно-столбчатых фундаментов возможно так-
же и для двух-трехэтажных кирпичных зданий при условии учета
89
возможных осадок и обеспечения необходимых конструктивных
мероприятий. Применение такой конструкции фундаментов в соче-
тании со специальными мероприятиями по устранению просадоч-
ности грунтов не противоречит указаниям по строительству на про-
садочных грунтах, так как наличие монолитных поясов понизу и
поверху обеспечивает надлежащую продольную жесткость и устой-
чивость фундаментов и всего сооружения. Расчет основания и фун-
даментов требуется в этом случае производить по деформации в со-
ответствии со строительными нормами и правилами. Однако лен-
точно-столбчатые фундаменты в условиях просадочных и пучинис-
тых грунтов лучше всего выполнять монолитными, так как они на-
дежно защищают здания от неравномерных деформаций и нежела-
тельных последствий. При этом необходимо отметить, что практик;
строительства последних лет убедительно показала,
что оптималь-
ной конструкцией фундаментов зданий, строящихся на насыпны
или просадочных грунтах, являются фундаменты в вытрамбованньи
котлованах. Принятая технология их устройства относительно про-
ста, и при этом обеспечивает сокращение расхода материалов, тру-
доемкости и сроков выполнения работ нулевого цикла.
12. ФУНДАМЕНТЫ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ
В последние годы получил распространение эффективный ме
тод устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах. По это
му методу котлованы разрабатывают не экскаватором, а вытрамбо
вывают специальным снарядом-трамбовкой на необходимую глуби
ну. В результате происходят одновременно уплотнение грунта и об
разование котлована с устойчивыми стенками, который заполняет
ся бетонной смесью. Вытрамбование котлованов осуществляете;
путем многократного сбрасывания с высоты 3—8 м трамбовки, име
ющей форму будущего фундамента. Таким образом, получается столб
чатый фундамент (рис. 26). Это позволяет значительно увеличить не
сущую способность основания, устранить его просадочные свойств;
(если грунты просадочные) и сократить размеры фундамента, а следо
вательно, расход бетона и стоимость.
В зависимости от способа повышения несущей способности по грун
ту основания фундаменты в вытрамбованных котлованах могут быт
без уширенного основания с плоской или заостренной подошвой или
с уширенным основанием, получаемым втрамбовыванием щебня, гра-
вия, шлака или песчано-гравийной смеси. При вытрамбовывании в
90
Рис. 26. Фундаменты в вытрамбованных котлованах
о — под колонны; б — под стены; 1 — бетонный столб; 2 — фундаментная балка; 3 —
гидроизоляция
плотных грунтах и средней плотности целесообразно днище котлована
делать с заострением в 90—120°, в результате чего обеспечивается более
интенсивное выпирание грунта в стороны и повышается эффектив-
ность вытрамбовывания котлована. Массу трамбовки для эффективно-
го вытрамбовывания котлована назначают исходя из того, что среднее
статическое давление по основанию трамбовки должно быть не менее
0,03 МПа — для фундаментов неглубокого заложения и 0,05 МПа —
для фундаментов с уширенным основанием.
91
Вначале такие фундаменты предусматривались для применения
в лессовых просадочных грунтах I и II типов просадочности при
степени влажности < 0,7 и плотности скелета у = 1,60 т/м3. Простая
технология выполнения и экономичность таких фундаментов поз-
волили расширить область их применения.
Фундаменты в вытрамбованных котлованах по существу представ-
ляют собой разновидность свай-опор, выполняемых в предварительно
уплотненном грунте (авторское свидетельство № 314856 ВИ 1971 г. №
28). Впервые сваи-опоры были внедрены трестом «Каховсея встрой» на
строительстве Каховской промбазы. Такие фундаменты для каркасныж
зданий с нагрузками на колонну до 200 т и бескаркасных — с нагрузка-
ми 20—40 т/м были разработаны НИИОСП им. Герсеванова в начале
70-х годов и в настоящее время применяются многими строительными!
организациями в различных регионах страны.
Внедрение фундаментов в вытрамбованных котлованах позволя-2
ет сократить почти вдвое объем земляных работ, исключить опалу-1
бочные работы, уменьшить на 20—45 % расход железобетона и в 3—
4 раза — трудовые затраты по сравнению с монолитными или сбор-
ными традиционными фундаментами.
Такая высокая экономическая эффективность достигается за счет
уплотнения и упрочнения грунтов основания с помощью трамбовки
с заострением длиной 1,5—1,8 м («торпеды»), весом 3—7 т, сбрасьнй
ваемой с высоты 4—8 м. Для использования навесного оборудова
ния «торпеды» приспосабливают экскаваторы Э-1252 или Э-10011.
Трамбовки выполняют в виде усеченной пирамиды с максималь-
ным сечением 0,90x0,90 или 1,20x1,20 м и длиной 1,3—2,1 и 2,7 м
Для вытрамбовывания котлована глубиной 1,5—2,5 м требуется oi
10 до 30—35 ударов в зависимости от грунтов, на что затрачивается*
12—35 мин. Уширение и дальнейшее уплотнение основания, если
это необходимо, достигается втрамбованием в дно вытрамбованного
котлована щебня фракции 20—40 мм (примерно 0,5 м3), после чего
производится бетонирование образовавшейся полости и устройство
монолитных фундаментов (см. рис. 26).
Подколенники (ростверки) можно выполнять сборно-монолит
ными. Плитная часть в этом случае выполняется монолитной, а под'
колонник стаканного типа — сборным.
Ленточные прерывистые фундаменты в вытрамбованных котло-
ванах впервые были внедрены в 1975—1976 гг. трестом № 9 Минет
роя при строительстве 5-этажных жилых крупнопанельных домов i
92
г. Пугачеве (Саратовская обл.)- Столбчатые фундаменты с уширен-
ным основанием были внедрены производственным объединением
Камгэсэнергострой Минэнерго в 1977 г. при строительстве 9-этаж-
ных крупнопанельных жилых домов в г. Набережные Челны.
Красноярским институтом ПромстройНИИпроект Минуралсиб-
строя разработана технология устройства фундаментов в вытрамбо-
ванных котлованах. Навесное оборудование для вытрамбования кот-
лована приспособлено к экскаватору Э-10011. Глубина вытрамбов-
ки котлована достигает 2,80 м, а его объем — до 2,0 м3. При этом
достигается экономия (в расчете на 1 м3 фундамента) цемента до 100
кг, арматуры — 25 кг, а трудозатрат —1,10 чел.-дн. Объем земляных
работ сокращается в 2 раза, а сроки выполнения работ нулевого
цикла — в 1,5—2 раза.
При такой технологии устройства фундаментов устраняются про-
садочные свойства грунтов, что значительно увеличивает их несу-
щую способность.
На рассредоточенных сельских объектах для устройства фундамен-
тов в вытрамбованных котлованах успешно используется навесное обо-
рудование на базе копра КО-8, установленного на автомобиле КРАЗ-
257К. Котлованы глубиной 1,8 м трамбуются с помощью специальной
I трамбовки массой 2 т при максимальной энергии удара 157 кДж.
Технология возведения фундаментов в вытрамбованных котло -
ванах весьма проста и быстро осваивается строительными организа-
циями. Перечисленные качества фундаментов в вытрамбованных
котлованах дают основание считать, что такие фундаменты являют-
ся наиболее прогрессивными и перспективными.
Новые технологии возведения фундаментов в вытрамбованных кот-
лованах, разработанные АП ЦНИИОМТП, позволяют выполнять ну-
левые циклы практически в любых грунтовых условиях. Несущая спо-
собность фундаментов, выполняемых по предложенной технологии,
повышается в 5—6 раз по сравнению с традиционными — столбчаты-
ми и свайными. При этом стоимость нулевого цикла сокращается на
30—40 % за счет сокращения расхода бетона и объема земляных работ.
13. ГРУНТОЦЕМЕНТНЫЕ СВАИ
Для домов усадебного типа и для малоэтажных жилых и общес-
твенных зданий без подвала оптимальными фундаментами считают-
ся такие, на устройство которых расходуется минимальное количес-
тво стройматериалов (в основном цемента) и затрачивается мини-
93
мум живого (ручного) труда. Только при таких условиях его стои-
мость будет относительно невысокой. К такому типу фундаментов
относятся грунтоцементные сваи, предложенные примерно 30 лет
назад. Их разработкой и внедрением в настоящее время заняты ин- I
женеры НПТО «Белстройнаука» (г. Минск).
Для изготовления таких свай предложена специальная установ-
ка. Она состоит из базовой машины со стрелой и направляющей
мачты, на которой подвижно смонтирован шнек с приводом. В ни- I
жней части мачты установлен бункер для приготовления грунтоце-
ментной смеси. Высокое качество свай обеспечивается возможностью I
оперативного контроля перемешивания грунтоцементной смеси, а
отсутствие вертлюга для подачи суспензии вяжущего обеспечивает I
высокую надежность работы.
Низко расположенный загрузочный бункер обеспечивает удоб-
ство его загрузки необходимыми компонентами, а также повышает
устойчивость установки при ее перемешивании.
Установка защищена авторским свидетельством СССР по заявке I
№ 429497/33. Сваи изготавливают в устойчивых необводненных грунтах I
путем извлечения грунта в бункер, тщательного его перемешивания 1
со связующим с добавкой необходимых компонентов с последующей
подачей в пробуренную скважину [31].
Качество изготовляемой сваи диаметром 500 мм гарантируется I
дозированным количеством цемента, подаваемого в лидерную сква- I
жину, и равномерным перемешиванием его с грунтом по глубине с
одновременной подачей воды.
Оборудование включает в себя бурильно-крановую машину БМ- |
205 со сменным технологическим оборудованием и трактор МТЗ-80 с
прицепом, на котором расположен питатель цемента с загрузочным I
механизмом и емкостью с устройством для забора и дозированной
подачи воды, привод которых осуществляется от гидросистемы трак-
тора. Технология устройства грунтоцементных свай разработана проф.
А.Н. Токиным — ЦМИПКС (Москва, ул. Трифоновская, 57).
14. ВИЛЛА-РОТОНДА - КРУГЛЫЙ ДОМ - ДЕШЕВЛЕ
Построенные в 1995 г. на Каширском шоссе сборно-монолит- I
ные 25-этажные дома круглой формы с наружными стенами из на-
весных панелей — убедительное тому доказательство.
Зарубежный опыт строительства индивидуальных одноквартир-
ных домов круглой формы убедительно свидетельствует об их эф-
94
фективности в сравнении с обычными прямоугольными до-
мами.
Причиной создания таких проектов послужили соображения чис-
то экономические. Стены круглого дома обходятся дешевле, чем пря-
моугольного — это всем известно из школьного курса геометрии.
Известно также, что самая короткая кривая, охватывающая наиболь-
шую площадь, есть окружность.
Для строительства круглого дома стеновых материалов понадо-
бится на 20 % меньше, чем на традиционный привычных очертаний.
Уместно заметить, что идея создания круглых строений приходила в
головы многим архитекторам и прежде — вспомним, например, зна-
менитый дом Мельникова в районе Старого Арбата в Москве или
древнее — жилище народов Средней Азии — юрту.
Что же касается кривизны стены, то при радиусе дома 5 м и более
она оказывается совершенно незаметной. Интересен эффект: через
несколько секунд пребывания внутри такого дома перестаешь заме-
чать отсутствие углов. Общая полезная площадь 2-этажного дома мо-
жет быть различной в зависимости от диаметра.
На участках с благоприятными грунтовыми условиями под до-
мом целесообразно предусмотреть подвал или полуподвал, где мо-
гут разместиться гараж и хозпомещения.
Стены подвала (фундамент) целесообразно выполнить ленточ-
ными сборно-монолитными или ленточно-столбчатыми из моно-
литного бетона (см. рис. 2 и 4), которого потребуется на 20—25 %
меньше, чем на традиционные. На пучинистых грунтах фундаменты
выполняются ленточными (монолитными или сборно-монолитны-
ми — см. рис. 6) на песчаной подушке. В зависимости от уровня
грунтовых вод можно предусмотреть подвал или полуподвал.
Дом может быть выполнен и в форме многогранника. При диа-
метре 10 м — в виде 10-гранника эффект достигается такой же, но
кладка стен упрощается.
15. ВЫВОДЫ
Современные тенденции развития жилищного строительства ха-
рактерны значительным возрастанием объемов малоэтажной застрой-
ки. Однако практика строительства последних лет убедительно до-
казала, что стоимость нулевого цикла малоэтажных зданий, коттед-
жей и домов усадебного типа, в зависимости от климатических и
геологических условий, неоправданно высока и составляет 25—45 %
общих затрат на здание.
95
Причина высокой стоимости фундаментов малоэтажных и одноэ-
тажных домов, строящихся сейчас повсеместно, заключается в том,
что они выполняются из тех же сборных блоков, которые применя-
ются для фундаментов многоэтажных зданий в 9—12 этажей и более.
Несущая способность бетонных блоков при этом используется при-
мерно на 10 %, вследствие чего неоправданно возрастает расход бето- ।
на, стоимость фундаментов и как следствие —1м2 жилой площади. |
Несмотря на это, объемы строительства домов усадебного типа и кот-
теджей из года в год увеличивается, даже при резком удорожании И
строительных материалов.
Увеличивается и объем строительства садовых домиков вблизи I
индустриальных центров, больших и малых городов на участках, от- I
водимых под садово-огороднические товарищества. При этом участ-
ки отводятся чаще всего на непригодных и неиспользуемых землях, 1
на различного рода неудобьях, что значительно усложняет устройство
нулевого цикла.
В связи с этим строители и индивидуальные застройщики посто- I
янно испытывают трудности при решении проблемы выбора рацио- I
нальных типов фундаментов. Причина этого кроется в том, что в типо-
вых проектах усадебных домов для всех регионов предусматривается
всего один-два типа фундаментов — (число условно) только для опре-
деления ориентировочной стоимости нулевого цикла. При привязке 11
проектов эта условная ориентировочная стоимость возрастает в два- 1
три раза и более в зависимости от климатических районов. Поэтому I
очень важно выбрать такой фундамент, который соответствовал бы ге-
ологическим условиям участка и конструктивной схеме здания.
Если на отведенном участке грунты песчаные (крупно- или средне- I
зернистые пески), а грунтовые воды расположены на 2 м и более от
поверхности земли, то глубина заложения ленточных фундаментов в
любой климатической зоне может не превышать 70—80 см вне зависи-
мости от глубины промерзания. Устройство подвалов в таких случаях |
не вызывает осложнений и значительного удорожания строительства.
Кроме того, это экономически оправданно, так как застройщик
при незначительных дополнительных затратах получает подсобную
площадь для своих хозяйственных нужд. J
Ленточные фундаменты жилых и общественных зданий с подва-
лом, наиболее распространенные в практике проектирования и стро-
ительства, выполняются, как правило, сборными, вне зависимости
от этажности.
96
Избежать недостатки и сократить трудоемкость и стоимость ну-
левого цикла можно лишь в случае выполнения утоненных фунда-
ментов по сплошной железобетонной плите, выполняющей однов-
ременно и функцию пола подвала, и несущей конструкции для стен
(см. рис. 2,4 и 6). Плита основания принимается толщиной 15—20 см
и армируется сеткой с ячейкой 15x15 или 10x10 см из арматуры 0
10A-III или 0 6A-III.
Стены подвала лучше всего делать монолитными или сборно-
монолитными, так как они почти водонепроницаемы и значительно
дешевле сборных.
Бетонирование стен необходимо выполнять с помощью сталь-
ной или добротной строганой опалубки, чтобы после распалубки не
выравнивать поверхности стен штукатуркой или затиркой.
Вертикальная гидроизоляция выполняется битумной мастикой,
которой обмазываются наружные поверхности стен в два приема.
Защитить подвал от попадания влаги (когда это неизбежно) можно
при помощи глиняного замка из мятой глины.
Этот способ оправдал себя на протяжении многих столетий и
успешно применяется в настоящее время.
При высоком уровне грунтовых вод, на заболоченных или пучи-
нистых грунтах односемейные (усадебные) дома дешевле и проще
строить без подвала.
В таких случаях фундаменты выполняют малозаглубленными —
|сголбчатыми или ленточными на песчаной подушке.
На скальных грунтах (Карелия или п-ов Мангышлак) и мелко-
лсрнистых и пылеватых водонасыщенных грунтах устройство подва-
лов также не рекомендуется. Да и кто станет строить дома с подва-
лом, например, на заболоченных или намываемых территориях Ар-
хангельской области?
Жилые дома, ровесники знаменитого храма в Кижах, строились
а гех регионах на подклетах-срубах (помещениях для хранения ин-
вентаря и снеди), располагаемых под домами. Пол жилого дома в
ггом случае подымался примерно на 2 м выше земли.
Существующие музеи под открытым небом — наглядное свиде-
тельство того древнего самобытного зодчества и высокого мастерст-
hn строителей того времени.
Кстати сказать, такой принцип построения жилого дома полу-
чил развитие в современной архитектуре многих стран, в том числе
И в России.
97
Жилые дома с компактной планировкой квартир в двух уровнях
считаются престижными и успешно строятся в различных регионах
страны. Применяемые для таких домов фундаменты мелкого зало-
жения на песчаной подушке обходятся сравнительно недорого по
отношению к традиционным.
Такой принцип устройства ленточных фундаментов и техноло-
гия их выполнения не вызывают особых затруднений. Малозаглуб-
ленные фундаменты считаются безусловно прогрессивными и за-
служивающими внимания проектировщиков и строителей.
Практика строительства последних лет убедительно доказала, что
оптимальной конструкцией фундаментов зданий, строящихся на
насыпных и просадочных грунтах, являются фундаменты в вытрам-
бованных котлованах.
Принятая технология их устройства относительно проста, и при
этом обеспечивает сокращение расхода материалов, трудоемкости и
сроков выполнения работ нулевого цикла. Технология их выполне-
ния освоена строителями различных регионов страны, где домини-
руют указанные грунты.
Существенное сокращение расхода материалов и трудозатрат
достигается при устройстве морозоустойчивых фундаментов мелко-
го заглубления.
Успешное решение намеченной программы малоэтажного стро-
ительства и сокращение его стоимости достигаются за счет приме-
нения экономичных фундаментов, а для наружных стен — эффек-
тивного пустотелого кирпича и колодцевой кирпичной кладки сов-
местно с эффективным утеплителем. Следует отдать предпочтение!
и легким трехслойным панелям на основе эффективных утеплите-
лей, обеспечивающих большую экономию топлива при эксплуатгЯ
ции.
Морозоустойчивые фундаменты мелкого заложения (МФМЗ)
являются альтернативой для регионов, где применяются более до-
рогие фундаменты глубокого заложения в зависимости от глубины
сезонного промерзания грунтов.
Фундаменты мелкого заложения, глубиной 45—50 см, применя-
ют в большинстве зон Скандинавии и США с суровым климатом.
Такие экономичные фундаменты в России, к сожалению, не приме*
няются.
Морозоустойчивые фундаменты выполняют в виде монолитной
железобетонной плиты толщиной 15 см с утолщенными краями
98
контурными ребрами, а для защиты от мороза используют пенопро-
пиленовую изоляцию (пенопласт).
Тепло, уходящее из дома в грунт через фундаментную плиту,
плюс геотермальное тепло заставляют линию промерзания подни-
маться вверх по периметру фундамента.
Морозоустойчивые фундаменты мелкого заложения (МФМЗ)
предусматривают особое расположение изоляции, позволяющее
уменьшить глубину промерзания вокруг здания путем регулирова-
ния потерь тепла.
Специалистам уже известно, что тепло от зданий фактически
уменьшает глубину промерзания по периметру фундамента. Другими
словами, граница промерзания повышается рядом с любым фунда-
ментом, если здание обогревается или имеет изоляцию на уровне земли.
Изоляция по периметру фундамента предотвращает тепловые
потери и передает тепло через фундаментную плиту в грунт под
фундамент здания. В то же время источники геотермального тепла
излучают тепло в направлении фундамента, что приводит к умень-
шению глубины промерзания вокруг здания.
99
Приложение 1
РЕКОМЕНДАЦИИ ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ЗАСТРОЙЩИКУ
В последнее время в нашей стране все шире разворачивается-
строительство малоэтажных домов, как капитальных, так и для се-
зонного проживания. Все больше подрядчиков, солидных фирм и
небольших бригад предлагают свои услуги желающим обзавестись
коттеджами или дачным домиком. И тут появляется соблазн при-
бегнуть к услугам тех, кто продает свою рабочую силу подешевле.
Но чудес не бывает: дешевле стоит менее квалифицированный труд, ।
и потому в «дешевых» стройфирмах чаще всего оказываются люди
случайные, имеющие весьма посредственные навыки в строительст-
ве и отделке, не говоря уже о проектировании.
С другой стороны, в условиях рынка потребитель всегда будет
стремиться выбрать исполнителя работ с более низкими ценами, и
это вполне естественно. Главное, правильно оценить соотношение
«цена—качество» в каждом конкретном случае. А для этого заказчик!
сам должен быть довольно «ушлым» в строительном плане, чтобы!
взять на себя функции технического контроля. И не стоит оболь-
щаться по поводу того, что фирма дает гарантию на год или два"
дома строятся на десятилетия, а действительно серьезные просчеты!
могут как раз проявиться гораздо позднее обозначенной «гарантии».
Настоящие рекомендации помогут заказчику правильно сориен-
тироваться в процессе строительства малоэтажного дома, оценить
правильность действий строителей и тем самым свести к минимуму
риск строительного брака.
Прежде чем приступить к строительству дома, нужно провести
целый ряд подготовительных работ, невнимание к которым обяза-
тельно обернется как увеличением затрат при строительстве и эк-
сплуатации здания в дальнейшем, так и снижением комфортности
проживания в нем.
Итак, что же нужно сделать в подготовительный период?
Прежде чем начать строительство собственного дома, нужно вое
пользоваться многочисленными каталогами различных проектор
односемейных домов. Собранные в них рекомендации содержат lie
обходимые сведения для индивидуальных застройщиков, решивших
строить дом собственными силами либо с привлечением бригад стро
ителей-профессионалов, но ни в коем случае не шабашников, таких
«строителей» нужно опасаться.
100
В каталогах представлены материалы, отражающие особенности
размещения дома на выбранном участке, характер природно-клима-
тических условий, конструктивные решения фундаментов, облег-
ченных кирпичных стен, перегородок, перекрытий, крыш и т.п. Сто-
имость комплекта рабочих чертежей обойдется застройщику отно-
сительно недорого — в пределах 1 % общей стоимости строительст-
ва дома (ЦНИИЭПграждансельстрой, ЦНИИЭПжюшща, Мосгипро-
НИсельстрой; фирма «Зелакс»—ВВЦ — бывшая ВДНХ; салон-магазин
«Строим дом», тел. 530-10-01 и др.).
Однако следовало бы отметить, что еще нередки случаи, когда
индивидуальные жилые дома возводятся по картинкам из буклетов,
по примитивным эскизам, т.е. фактически без проектной докумен-
тации. Такие факты имеют место во многих регионах страны и в
странах СНГ, где застройщики дорого за это расплачиваются.
Как выявила проверка застройки нескольких коттеджных по-
селков Подмосковья, проектные работы, как правило, выполня-
лись в этих случаях неспециализированными организациями и без
предварительных инженерно-геологических изысканий. В резуль-
тате этого фундаменты выполнялись без учета специфики грунтов,
их свойств и действия сил морозного пучения (нормальные и каса-
тельные силы).
Необходимо знать, что грунты Подмосковья в основном (при-
мерно на 80 %) глинистые, т.е. пучинистые. Не имея профессио-
нальных знаний о грунтах и их свойствах, выбрать рациональную и
устойчивую конструкцию фундаментов и избежать непредвиден-
ных последствий просто невозможно.
Многочисленные примеры показывают, что деформации несу-
щих и ограждающих конструкций (стен) домов происходят из-за
ошибок, допущенных при устройстве фундаментов и вследствие
морозного пучения глинистых грунтов. Морозное пучение выра-
жается, как правило, в неравномерном поднятии слоя промерзше-
го грунта, причем напряжения, возникающие в грунте при пуче-
нии, оказывают существенное воздействие на фундаменты и на-
земные конструкции здания. Особенно страдают от этого малоэ-
тажные дома с подвалом, стены которого сложены из сборных бло-
ков.
Строительство на песчаных грунтах исключает подобные пос-
ледствия, так как пески относятся к несвязным грунтам, фильтрую-
щим влагу. Поэтому строить проще и дешевле на песках, которые
101
залегают вдоль Казанской ж.д., в Ивантеевке и в прилегающих рай-
онах. На участках с глинистыми грунтами надежным основанием
фундаментов являются песчаные подушки, отсыпаемые с послой-
ным уплотнением. Во всех случаях, прежде чем строить собствен-
ный дом, нужно знать геологические условия участка застройки, на
какой глубине залегают прочные грунты и грунтовые воды.
При высоком уровне грунтовых вод предусматривать подвал не-
целесообразно, так как в нем будет сырость от проникаемой влаги. В
этом случае фундаменты выполняют неглубокого заложения на пес-
чаной подушке (малозаглубленные), получившие в последние годы
широкое применение во всех регионах страны и в странах СНГ как
самые простые, практичные и экономичные. Нелишним было бы от-
метить, что зодчие-строители с древнейших времен придавали важ-1
ное значение устройству фундаментов и весьма серьезно относились
к изучению грунтов основания зданий и выбору мест застройки.
Очень важно определиться с конструкцией стен и площадью дома,
имея в виду, что каждый дополнительный квадратный метр заметно
увеличивает строительные затраты (иными словами, площадь жи-
лых помещений должна быть оптимальной).
Во-вторых, выяснить возможность подключения к инженерным
сетям (водопровод, электричество, газ, канализация и т.д.), если ко-
нечно же, таковые имеются, или же продумать возможность созда-
ния автономных систем непосредственно для своего дома или в ко
операции с соседями.
В-третьих, решить вопрос о проектировании дома и, в-четвер-
тых, продумать его привязку — ориентацию непосредственно ни
участке с учетом дорог, проездов, существующих и перспективных
коммуникаций, расположения относительно сторон света и т.д.
Что касается конструкции стен, то в России в силу традиции
наиболее распространены малоэтажные дома из бруса (бревен), кир-
пича или комбинированные, где первый этаж имеет кирпичные сто
ны, а второй — из древесины.
Повсеместно распространенные за рубежом каркасные дома ит
древесины с заполнением стен эффективными теплоизоляционны
ми материалами находят и у нас широкое применение. Именно тп
кие конструкции являются в настоящее время наиболее экономии
ными и перспективными для малоэтажного домостроения.
Выбрать проект дома — дело серьезное. Прежде всего, необхо
димо знать, как человек собирается эксплуатировать свой дом. Если
102
он будет в нем постоянно жить, то дом может быть кирпичным,
хотя стоимость кирпича не всем по карману; если только летом, то
лучше деревянным.
Самый дешевый и экономически чистый природный материал —
древесина.
Вопрос проектирования — один из самых существенных на дан-
ном этапе.
Чтобы проектировщик смог начать работу, обычно для него со-
ставляют техническое задание. Нужно его составить и вам, незави-
симо от того, будете ли вы строить по индивидуальному проекту
или остановитесь на типовом.
В задании необходимо в произвольной форме сформулировать
основные требования и пожелания относительно будущего дома. Это
нужно сделать даже в том случае, если вы собираетесь строить не-
сложный садовый дом сезонного проживания.
Сформулировав (прежде всего для себя) все эти требования, вы
можете далее обратиться к готовым проектам, которые обычно
можно найти в специализированных или региональных проектных
институтах и выбрать что-то подходящее из них.
Другая возможность — просмотреть иллюстрированные ката-
логи отечественных и зарубежных изданий, в которых обычно пред-
ставлены один-два фасада и поэтажная планировка, и подобрать
наиболее подходящий потребностям вашей семьи вариант.
Затем совместно с фирмой-подрядчиком или с проектировщи-
ком доработать этот вариант для ваших конкретных условий. Пер-
вый и второй способы выбора проекта являются гораздо менее до-
рогостоящими, чем третий — заказ проекта специалистам, облада-
ющим соответствующей лицензией на этот вид деятельности.
Стоимость индивидуального проекта может составить примерно
5—10 % сметной стоимости дома. Такой вариант дает наилучшие
результаты, поскольку учитывает как потребности семьи и будущего
дома, так и конкретные условия участка застройки, особенности его
рельефа, грунтов и т.д.
Приобретая или заказывая проект, вы должны знать, что в пол-
ном объеме он должен состоять из следующих частей: архитектур-
но-строительная (АС), отопление и вентиляция (ОВ), водоснабже-
ние и канализация (ВК), электрооборудование (ЭО), смета.
Наличие проекта в полном объеме позволяет избежать лишних
«грат, осуществлять контроль за качеством строительства, а смета —
103
заранее рассчитать финансовые потребности и, при необходимос-
ти, вести работы поэтапно. Например, первый этап — фундамент
и заготовка основных строительных материалов стен, второй —
возведение дома под кровлю с заполнением оконных и дверных
проемов, третий — внутренние коммуникации и отделка, четвер-
тый — наружные коммуникации, подключение к ним и благоус-
тройство территории.
В смете обязательно приводятся объемы выполняемых работ, что
позволяет самостоятельно заранее заготовить основные и дорого-
стоящие материалы, экономя на накладных расходах и прибыли фир-
мы-подрядчика.
Очень ответственный момент, от которого будет зависеть ком-
фортность проживания в течение всего срока эксплуатации дома, —
привязка проекта к отведенному участку застройки. Как часто, про-
явив поспешность на этом этапе и недостаточно обдумав ситуацию,
не приняв в учет возможность дальнейшего расширения дома или
необходимости тех или иных более поздних пристроек, люди потом
горько сожалеют об этом, не в силах что-либо исправить. Поэтому
следует руководствоваться советами проектировщиков.
Старайтесь сориентировать дом таким образом, чтобы фасад с
окнами в спальню и гостиную выходили на южную, солнечную сто-
рону, а фасад, который обращен к северу, должен иметь минималь-1
ное число окон и дверей. Желательно, чтобы с этой стороны дом
был защищен от ветров зелеными насаждениями.
Встроенный или пристроенный гараж, котельная должны разме-
щаться так, чтобы проезд к ним с основной дороги был наиболее
коротким и удобным. Нужно также иметь в виду, что длина шланга
бензовоза, с которого обычно заполняют емкость дизельным топли-
вом для отопительного котла, не превышает десяти метров.
Рельеф местности можно использовать не только с эстетичес-
ких, но и с практических позиций: в частности, природные овраги
являются естественной дренажной системой, и это нужно учиты-
вать при размещении здания.
Ну и конечно же, следует заранее определить возможное направ-
ление (и наличие места на земельном участке) дальнейшего расшире-
ния дома, сооружения более поздних вспомогательных построек —
сарая, бани, беседки, летней кухни и т.д. Обязательно обратите вни-
мание на то, чтобы был обеспечен естественный отвод атмосферных
и талых вод от дома, а трубы, удаляющие стоки из здания, имели
104
естественный уклон в сторону магистрального коллектора или авто-
номного отстойника.
Определившись с проектом и решив все перечисленные пробле-
мы, можно приступить к следующему, не менее ответственному эта-
пу: выбору подрядчика.
Приложение 2
ИЗ ЧЕГО ПОСТРОИТЬ дом
Повышение требований к теплозащитным свойствам ограждаю-
щих конструкций зданий вызвало необходимость улучшения тепло-
технических свойств стеновых и теплоизоляционных материалов.
Стеновые материалы, как известно, подразделяются на две группы:
первая — штучные стеновые материалы, а вторая — индустриальные
изделия для полносборного строительства.
Повышенные требования предъявляются, прежде всего, к пер-
вой группе, в состав которой входят керамические стеновые матери-
алы, силикатный кирпич, стеновые блоки из ячеистого бетона (пено-
и газобетона), блоки из естественного камня (ракушечника, извес-
тняка), гипса, а также крупные блоки. К этим материалам, кроме их
конструктивных характеристик, предъявляются повышенные требо-
вания по теплоэффективности. Актуальность этих проблем возрас-
тает еще более в связи с растущими объемами малоэтажного строи-
тельства как в различных регионах России, так и в странах СНГ, для
этого, главным образом, используются мелкоштучные стеновые ма-
териалы. Кирпич — идеальный материал, без которого трудно пред-
ставить себе любое строительство. Дома, построенные из кирпича,
хорошо сохраняют тепло, долговечны и красивы при соответствую-
щей отделке (штукатурка, облицовка).
История кирпичного производства уходит в глубь веков — наши
предки, выкладывая очаг из камней и обмазывая их глиной, заметили,
что после высыхания на огне глина сама спекалась в камень. Со време-
нем люди научились обрабатывать, высушивать, обжигать глину и по-
лучать кирпич нужной формы. Уже в X—XII вв. были мастера, знав-
шие секреты производства удивительного по своим свойствам матери-
ала. На российской земле еще сохранились церкви и храмы, построен-
ные из кирпича в те давние времена. С годами совершенствовались
способы производства и формы кирпича, о чем красноречиво и вели-
чественно свидетельствуют стены и башни Кремля, здания Историчес-
105
кого музея, Государственной Думы (бывшего музея Ленина) и многие
другие памятники архитектуры знаменитых зодчих В. И. Баженова,
М.Ф. Казакова, Жилярди, О.И. Бове, Ф.Б. Растрелли, К.И. Росси,
А. Ринальди, Кваренги, А. Воронихина, А. Захарова, и многих других _
великих мастеров эпохи классицизма. Таким образом, сама исто-
рия наглядно свидетельствует, что кирпич является одним из ос-
новных стеновых материалов. О популярности кирпича убедитель- I
но свидетельствуют объемы его производства. В 1997 г. было выпу- i
щено 10 млрд. шт. (в условном кирпиче). Таким образом, среди I
стеновых материалов лидирующее место занимает строительный Я
кирпич — как конструктивный, так и облицовочный, выпускав- I
мый различными заводами.
Наибольшее распространение в строительстве жилых зданий в
России получили кирпичные стены. Кирпичные стены выполняют- (
ся, как правило, в виде сплошной кладки как для многоэтажных I
зданий, так и для малоэтажных. Если в первом случае это оправды-
вается действующей нагрузкой, то в случае малоэтажного строитель- I
ства — это абсолютно неоправданно, так как стоимость такого дома
увеличивается, что нежелательно для индивидуальных застройщи-
ков. В малоэтажном строительстве целесообразно применять для стен
легкие материалы или облегченную колодцевую кладку с использо-
ванием утеплителя, гранулированного шлака, пенобетона или ке-
рамзита. При наличии огромных шлаковых отвалов ТЭС использо-
вание дешевого (дармового) шлака — не проблема. Уместно при
этом отметить, что стоимость кирпичного дома не каждому по кар-
ману, так как стоимость кирпича по сравнению с 1991 г. увеличи-
лась в 3500 раз. Если дом строится только для летнего (сезонного)
проживания, то кирпич применять не стоит, так как он сильно ох-
лаждается и у него большая тепловая инерционность. Такой дом
при периодических зимних наездах протопить будет невозможно, и
нем будет холоднее, чем на улице. Кроме того, сейчас в связи с
удорожанием энергоресурсов и доведением цен на них до уровня
мировых внесены изменения в СНиП П-3-79* «Строительная теп-
лотехника». В них предусмотрено повышение уровня теплозащиты
зданий в 1,5—1,7 раза на первом этапе (до 2000 г.) и в 3,0—3,5 раза —
на втором этапе — с 2000 г. Это значит, что стены из полнотелого
кирпича толщиной 51—64 см в нашем регионе для достижения тре-
буемой теплозащиты необходимо выполнять толщиной 1,80 м, но
это же нонсенс!
Значительно сократить стоимость строительства малоэтажных зда-
ний и расходы на их эксплуатацию (отопление) можно, если кирпич-
ные стены выполнять колодцевой кладкой, предложенной более 75 лет
назад. Расход кирпича в этом случае сокращается в 2—3 раза в зависи-
мости от климатических условий района строительства (рис. 27—29).
Существует и другой радикальный и разумный выход — делать
не из глины кирпичи, отличающиеся низкими теплозащитными свой-
ствами, а из золошлаковых отходов, которые мало утилизируются.
Они только отравляют окружающую среду — реки, водоемы и воз-
душные бассейны городов и поселков, нанося вред здоровью людей
и природе.
Проблемы использования золошлаковых отходов ТЭЦ в промыш-
ленности строительных материалов существует уже давно. Электро-
станции, работающие на угле и торфе, ежегодно дают примерно 190
млн. т шлаков и пылевидной золы. Около каждой ТЭС отвалы шла-
ков и золы занимают площади в 400—800 га.
Ежегодные затраты на сооружения и эксплуатацию золошлако-
вых отвалов составляют свыше 100 млн. руб. А ведь шлаки и зола —
это ценнейшее и бесплатное сырье для производства дефицитных
строительных материалов.
Ценные технологические свойства шлаков и золы позволяют по-
лучить из них легкие и тяжелые заполнители, цемент и минераль-
ные добавки. Теперь эти отходы, загрязняющие окружающую среду,
пытаются использовать с пользой, чтобы как-то улучшить экологию
ряда регионов страны.
В 1997 г. Челябинский зольный завод произвел уже 32 млн. изде-
лий и вышел на уровень самого мощного тогда на Южном Урале
завода силикатного кирпича — Новосинеглазовского. При этом, как
и предсказывали зарубежные и российские ученые, по прочности
зольный ничем не уступает кремнеземистому и может соответство-
вать любой сертификации, кончая маркой 150. К тому же он моро-
зостоек, способен выдержать 25 циклов, легок, изящен внешне, де-
шев. Достоинств у челябинского силикатного кирпича, как говорят
строители, хоть «Вавилонскую башню» клади, но главное его досто-
инство — теплоэффективность, коэффициент которой соответству-
ет 0,34, когда у всех прочих мелкоштучных стеновых материалов:
красных, серых и белых — 0,46.
Столь относительно высокие теплозащитные свойства в сово-
купности с прочими, о которых сказано выше, позволяют южно-
106
107
Рис, 27. Виды кладок
, ™₽нняя кирпично-бетонная; б - с уширенным швом; в, г, д - с облицовкой
а - облегченн плитами; е - общий вид кирпично-бетонной кладки; 1 - кир
теплоизоляционныйпли ш1укдаа; 4 _ ПЛИТНЬ1Й 5 _ наружная
пич; 2 л™ивка. 6 _ воздушный зазор; 7 - деревянный каркас
108
уральским и западно-сибирским строителям использовать челябинс-
кий зольный силикатный кирпич и в качестве ограждающего, и в
качестве забутовочного как в малоэтажном, так и в многоэтажном
строительстве. Даже после первого этапа ужесточения требований,
действующего СНиП И-3-79*, он продолжает оставаться в регионе
одним из самых теплоэффективных.
На Южном Урале наружные стены домов выполнялись в два кир-
пича, т.е. толщиной 51 см. Увеличиваем теплозащиту согласно новым
требованиям СНиПа и получаем толщину стен 75—80 см или в три
кирпича. Нетрудно подсчитать, что произойдет после 2000 г., когда
ужесточение требований к теплопроводности возрастет в 3—3,5 раза.
А ничего страшного не произойдет! Если использовать, конечно, че-
лябинский зольный кирпич. Благодаря коэффициенту его теплопро-
водности стены (уже по новым строительным нормам и правилам) из
него можно класть толщиной не в 80 см, а всего лишь в 64 см.
Специалисты завода разработали новый вид кирпича на основе
тех же отходов челябинской ТЭЦ-2, который буквально в унисон
будет перекликаться со вторым этапом требований СНиПа П-3-79*
«Строительная теплотехника». По-разному именуют новый матери-
ал на заводе. И «термолюкс», и «сверхтеплый силикатный», а то и
просто «кирпич-термос». Суть же одна: тот же силикатный камень,
но пустоты его расположены в шахматном порядке, имеют прямо-
угольную форму и длиннее обычных, которые мы привыкли видеть
в красном кирпиче. Они служат поперечной преградой воздушным
массам. Таким образом, доселе вездесущие мостики холода попада-
ют в лабиринт продольных пустот и там как бы исчезают. Расчеты
показывают, что коэффициент теплопроводности такого кирпича
составляет 0,14—0,20. Практически, как у сосны, а толщина наруж-
ных стен в те же два с половиной кирпича, 64 см, будет полностью
соответствовать требованиям СНиПа. А это значит, что только при
обогреве одной квартиры площадью 45 м2 ее владелец сможет эко-
номить 320 руб. в год. Из произведенного заводом за год сверхтеп-
лого кирпича можно построить 90 девятиэтажных секций типовой
85-й серии, в каждой из которых 54 квартиры общей площадью 2412
м2. Суммарная экономия тепла пяти отопительных сезонов в этом
случае составит почти 16,5 млн. руб.
Новый вид теплоэффективного кирпича, разработанный Челя-
бинским заводом, одобрен в соответствующих инстанциях, и сдела-
на заявка на патент. С установкой германского гидравлического
109
Рис. 28. Облегченная колодценая кладка
а — кладочный план угла; б — кладочный план примыкания внутренней стены к
наружной
НО
в, г — заделка плиты чердачного покрытия в наружную стену; 1 — поперечная
вертикальная диафрагма; 2 — засыпной утеплитель (у — 80 кг/м3)
111
пресса мощность предприятия возрастает сразу до 60 млн. шт. кир-
пича в год. При этом ожидается экономия технологической энергии
(пара, электричества и т.д.). В этом случае и без того недорогой
челябинский зольный кирпич станет еще дешевле.
Весьма эффективный кирпич производит и реализует НПО «Ке-
рамика» (рис. 29). (192241, Санкт-Петербург, Южное шоссе, 55, тел.
106-00-76, факс 106-0079). Применение этого кирпича обеспечивает
без увеличения толщины стен и применения утеплителей выполне-
ние требований изменений к СНиП П-3-79*. Кирпич керамический
изготавливается методом пластического формования из смеси кем-
брийской глины и отощающих добавок и обжигается в туннельных
печах при t = 980—1000 °C.
Экономическая эффективность
Применение эффективного кирпича НПО «Керамика» по сравне-
нию с традиционным керамическим кирпичом снижает себестоимость
строительства на 50—90 % за счет:
уменьшения толщины стен с 1 м до 64 см за счет уникальной
теплопроводности кирпичной кладки (0,35—0,36 Вт/м2-°С);
использования кладки из однородного материала, кирпича без
утеплителей и монтажных приспособлений;
уменьшения массы каждого кирпича на 1 кг, что приводит к
снижению массы 1 м3 кладки в 1,7 раза (вес кирпича — 2,2 кг, плот-
ность — объемная масса — 1100—1150 кг/м3);
увеличения количества единовременно перевозимого кирпича на 40—
60 % в результате увеличения емкости поддона с 250 до 300—400 шт.;
уменьшения складских территорий до 60 % (за счет увеличения
емкости поддона);
стабильно низких цен при высоком качестве выпускаемого кир-
пича.
Кирпич керамический эффективный выпускается прочностью
(марка) 100, 125 и 150, пустотностью (форма пустот квадратная,
количество пустот от 30—36) — 43—45 %. Морозостойкость — 25 и
35 циклов. Теплопроводность кладки при 2 %-ной влажности —
0,35—0,36 Вт/м2-°С . Водопоглощение — 6—8 %.
Эффективным стеновым материалом считается ячеистый бетон,
пенобетон, газобетон (пористый бетон). В состав газобетона входят
известь, кварцевый песок, алюминиевая пудра, цемент и вода. При
смешивании этих компонентов в емкости происходит вспучивание
112
Рис. 29. Эффективный керамический кирпич
(кипение) материалов. Застывшая потом масса подается на конвей-
ер, где распиливается на отдельные блоки, которые потом помеща-
ются в сушильные камеры — автоклавы для пропаривания. Готовые
блоки запаковываются и отправляются на стройку. 1 м2 газобетон-
ной стены в 2—3 раза дешевле кирпичной, так как кирпич требует
больших затрат топлива на обжиг и при этом выделяются токсич-
ные продукты.
Акционерное общество «ПЗСП» (Пермь) изготавливает изде-
лия из ячеистого бетона-газобетона. Его небольшой объемный вес
(500 кг/м3) позволяет снизить транспортно-монтажные расходы.
Стандартный мелкий блок из ячеистого бетона (ГОСТ 21520—89)
размером 300x188x575 мм марки плотности Д500 имеет массу до 20
кг и может заменить в ограждающей стене толщиной 640 мм 28
кирпичей, вес которых 120 кг. При этом сокращается трудоемкость
кладки. Вместо 28 кирпичей достаточно уложить один блок, т.е.
процесс кладки ускоряется в 4 раза, а расход раствора уменьшается
в 5—7 раз. Прекрасные теплофизические качества позволяют яче-
истобетонным домам хорошо удерживать тепло и делают теплыми
на ощупь поверхности стен. Газобетон достаточно морозостоек. Это
объясняется резервной пористостью, куда вытесняются при замер-
зании расширяющийся лед и вода без разрушения материала. Па-
113
ропроницаемость ячеистых бетонов обеспечивает быстрое удале-
ние построечной влаги из материала и поддержание нормального
режима воздуха в помещениях, способствует сохранению в поме-
щениях свежего воздуха. Ячеистые газобетоны биостойки, дома со
стенами из газобетона пожаробезопасны.
Для возведения малоэтажных и многоэтажных домов (до 9 эта-
жей) с внутренними несущими стенами или каркасом инвестицион-
но-строительная компания «Честэм» из поселка Новосинеглазово
Челябинской области предложила мелкие стеновые блоки из ячеис-
того бетона. Этот бетон не имеет в своем составе органических со-
единений: только песок, цемент, известь и алюминиевую пудру.
Блоки легко подвергаются механической обработке, их можно пи-
лить, строгать рубанком, фрезеровать, калибровать и получать изде-
лия достаточно точных размеров с выемками и пазами. Неоспори-
мым преимуществом блоков является их малый вес, а коэффициент
теплопроводности бетона такой же, как у сосны.
Современный теплый и уютный дом можно быстро и недорого
построить, используя панели типа сандвич, которые выпускает фирма
«Сервис-строй». Дом состоит из деревянного каркаса и ограждаю-^
щих стеновых панелей, из экологически чистых материалов: водо-
стойкой фанеры, ЦСП, гипсоволокнистых плит, а в качестве утеп-
лителя используется пенополистирол. Дома такой конструкции от-
личаются высоким качеством, быстротой возведения и надежностью:
в них хорошо сохраняется тепло. Жители Аляски, Канады и других
северных стран утверждают, что тепловая эффективность стен соот-
ветствует кирпичной стене толщиной 1,5 м. Дома из панелей отде-
лываются виниловой рейкой (сайдингом), лицевым кирпичом, де-
ревом или другим декоративным материалом.
Сегодня уже всем стало ясно, что строить жилые дома нужно из
легких материалов. Одним из них — очень эффективным во всех
отношениях и хорошо пригодным для любых видов малоэтажного
домостроения является пенобетон. Один кубометр пенобетона об-
ходится в 2,0—2,5 раза дешевле кирпичной кладки или керамзито-
бетона такого же объема. Благодаря высоким теплозащитным свой-
ствам пенобетона наружные стены могут быть в 1,5—2 раза тоньше
кирпичных, 1 м2 стены из него будет в конечном счете в 3—3,5 раза
дешевле. При этом микроклимат в таких зданиях такой же, как в
деревянных. Неавтоклавный пенобетон можно применять для изго-
товления штучных изделий — стеновых блоков и устройства моно-
114
литных конструкций стен и перекрытий. Успешное решение про-
граммы малоэтажного строительства и сокращение его стоимости
достигаются за счет применения экономичных фундаментов, а для
наружных стен — колодцевой кирпичной кладки совместно с эф-
фективным утеплителем пенобетонных или газобетонных блоков или
панелей-сандвичей с эффективным утеплителем.
Лучший мировой опыт малоэтажного строительства
Самарский комбинат по производству и монтажу изделий из
ячеистого бетона для малоэтажного строительства АО «Коттедж»
выпускает стеновые блоки, перемычки, панели перегородок, плиты
перекрытий и покрытий по известной технологии немецкой фирмы
«Итонг».
Состав изделий из ячеистого бетона: известь, песок, цемент и вода.
В целом этот материал создает благоприятный климат в помещении.
Прекрасные теплоизоляционные свойства, малый вес, негорючесть,
высокая прочность, точность изготавливаемых изделий, легко подда-
ющихся обработке (пилятся, фрезеруются и гвоздятся), обеспечивают
ячеистому бетону высокую экономичность. Стена из ячеистого бето-
на толщиной 30 см по теплотехническим свойствам соответствует
кирпичной — толщиной в 2,5 кирпича — 64 см! (Представительство
АО «Коттедж» находится в Москве, тел. 247-98-42).
Термоизоляционные блоки
Такие блоки изготавливаются по новейшей технологии, совме-
щенной с красотой настоящего кирпичного строения. Каким бы не
был проект здания, термоизоляционные блоки — превосходное сред-
ство для отделки наружных стен. Они удовлетворяют всем требова-
ниям для строительства новых и особенно для реставрируемых зда-
ний — сокращают теплопотери, гарантируют долговечность, про-
чность и привлекательный внешний вид, не сравнимый ни с каким
отделочным или облицовочным материалом (рис. 30).
Производимые термоизоляционные блоки состоят из трех слоев
различных строительных материалов: водостойкой фанеры, пенопо-
пиуретановой изоляции и керамической фасадной плитки. Для про-
изводства блоков используется полиуретан двухкомпонентной сис-
темы.
Применяемая фасадная керамическая плитка предлагается из семи
цветов и их комбинаций. Эти различные строительные материалы
115
Стена
а — стена
с__термоизоляционный блок
а — стена
b — деревянный брус
с — термоизоляционный блок
Рис. 30. Термоизоляционные блоки
Фанер
Пенополиуретан
Пластиковая втулка
(дюбель)
Саморез
Керамическая
—^-плитка
Рубероид
связаны в один строительный элемент — теплоизоляционный блок,
тепловое сопротивление которого — R = 1,5 м2 • °С/Вт соответствует!
тепловому сопротивлению кирпичной стены толщиной в 3,5 кирпи-
ча — 90 см! I
Для того чтобы оторвать керамическую плитку от полиуретано-
вой основы, необходимо приложить усилие величиной 320 кг. Офи
циальный представитель в России: 123481, Москва, ул. Свободы, 81.
корп. 4, тел. 463-08-45, факс 463-08-45. 1
Из чего же построить дом недорого? Вопрос, конечно, инте-
ресный и к тому же весьма актуальный в настоящее время. Такой
вопрос никогда не возникал у персонажей старой английской сказки
«Три поросенка», так как они точно знали, что хорошие теплые
дома строят из дерева или из кирпича. Каждый выбирает по свое-
му вкусу и согласно возможностям в соответствии со спецификой
местной сырьевой базы того или иного региона. Обязательное ус-
ловие при этом — достаточное количество недорогих стройматери
алов.
Стены комбинированной конструкции и деревянные
Что касается конструкции стен, то в России в силу традиции
наиболее распространены были малоэтажные дома из бруса (бре-
вен), кирпича или комбинированные, где первый этаж — подклет
имел кирпичные стены, а второй — рубленные из древесины. Пов-
семестно распространенные за рубежом каркасные дома из древеси-
ны с заполнением стен эффективными теплоизоляционными мате-
риалами находят и у нас широкое применение. Именно такие кон-
струкции являются в настоящее время наиболее экономичными и
перспективными для малоэтажного индустриального домостроения.
При этом необходимо помнить, что цены на лесоматериалы с 1991 г.
возросли всего в 2650 раз. Это сказано к тому, чтобы стало ясно:
самый дешевый материал на сегодняшний день — древесина. Для
индивидуального дома лучшего желать не нужно. Дерево испокон
веков считалось одним из лучших строительных материалов, спо-
собных долго сохранять тепло в доме, и к тому же это самый эколо-
гически чистый природный материал, хорошо поддающийся обра-
ботке.
Рекомендуя строить дома-дачи из бруса, следует выяснить —
оптимальна ли такая конструкция по расходу материалов и стои-
мости. И чем хуже каркасные дома? — простота сборки, надежность
и невысокая стоимость и т.п. Дома из бруса как капитальные соору-
жения строят редко, так как брус лишен естественной структуры
твердой оболочки и имеет только мягкую сердцевину: вследствие
чего его «ведет», чего не происходит с бревном. Поэтому чаще всего
брус используют для временных зданий, садовых и дачных домиков,
хозпостроек и сооружений III класса.
Так, например, временные поселки для геологов и нефтяников
на севере Тюменской области в конце 50-х годов были застроены
2-этажными домами из бруса (Геолстройпроекг). Проживание в та-
ких домах не обеспечивало требуемой комфортности даже при тол-
щине бруса 18 см. В этом пришлось убедиться мне самому, будучи
там неоднократно в командировках. Дома обогревались за счет ин-
тенсивного отопления — благо, что нефти и газа в тех районах было
больше, чем предполагала геологическая разведка. Теперь на месте
этих поселков выросли города: Урай, Сургут, Нефтеюганск, Нижне-
вартовск, Надым, Уренгой, Ноябрьск и др. А брусовые дома снесли
как непригодные для жилья, годные лишь для хозпостроек, сараев,
гаражей и сооружений III класса.
117
116
Строить капитальные дома лучше всего из бревен, как это было
принято на Руси. Уместно вспомнить, что Москва рождалась 850
лет назад деревянная, рубленная из добротных бревен — ибо в эко-,
логическом понятии лучшего жилья не существует.
При бережной и правильной его эксплуатации такой дом про-
служит долго. Доказательством тому сохранившиеся древние дере-
вянные постройки в Карелии, где из дерева все: избы, бани, амбары,
часовни, колокольни, а также знаменитые Преображенская и Пок-
ровская церкви. Церковь Преображенская — двадцатидвухглавая в
Кижах — неповторимое чудо строительного искусства древних зод-
чих и мастеров-плотников, построивших ее в 1714 г. без единого
гвоздя. Все сопряжения и соединения бревен были выполнены ис-
ключительно на врубках.
В настоящее время для сокращения трудоемкости и сроков стро-
ительства престижные деревянные дома собирают из оцилиндро- I
ванных бревен. Оструганные оцилиндрованные бревна улучшают
внешний вид дома, придавая ему совместно с резными наличника- I
ми окон архитектурную выразительность и привлекательность.
Для обработки бревен используют специальное технологическое
оборудование: ствол дерева проходит через систему фрез и превра-
щается в идеальный цилиндр со струганой поверхностью. Необхо-
димые пазы и чаши имеют математически выверенную форму. В
результате венцы из таких бревен имеют минимальные зазоры. Оци-
линдрованное бревно сохраняет естественную структуру, твердую
оболочку и мягкую сердцевину.
Стены из оцилиндрованных бревен имеют идеальную гладкую
поверхность и сохраняют всю теплоту и прелесть живой древесины. ]
Появившиеся на рынке специальные составы позволяют защищать
древесину от гниения и огня. Такие дома строят московские фирмы
«Конлее» (Дмитровское шоссе, 71), «Строительный двор» (ул. Барк-
лая, 13), русско-канадская лесопромышленная фирма «Брасканы»
(г. Братск) изготавливает по американской технологии и на амери-
канском оборудовании фрезерованные бревна (кругляк) для дере-
вянных коттеджей различной жилой площади (3—6-комнатных) и
небольших летних домиков.
Высокое качество обработки деталей (бруса), изготовленных с
помощью компьютеризированного оборудования, позволяет быстро
и качественно собрать коттедж на строительной площадке и не тре-
бует после сборки выполнения отделочных работ. Фирма поставля-
118
ет комплект деталей из фрезерованного бревна для коттеджа любых
планировочных решений в соответствии с требованиями заказчика.
Стоимость таких домов из кругляка диаметром 250 мм составляет
100—150$ за 1 м2 общей площади.
В настоящее время объем строительства деревянных домов со-
ставляет примерно 15 %. Это безусловно мало, если учесть, что
наша страна богата лесом, который мы даже экспортируем за гра-
ницу. В США, например, строится 75 % деревянных домов. При-
чем строят в основном каркасные дома с эффективным утеплите-
лем легких деревянных панелей с различными видами облицовки,
иногда с имитацией под кирпич, мрамор и т.п. Дерево — незаме-
нимый материал для сурового климата. По прогнозам специалис-
тов, использование легких каркасных конструкций к 2000 г. увели-
чится в 3—4 раза.
По сравнению с рублеными деревянные каркасные дома требу-
ют меньшего расхода древесины, проще в строительстве и энерго-
экономичнее в эксплуатации. При строительстве дома не требуется
применение подъемных механизмов, которые необходимы при подъ-
еме бревен или брусьев. Поэтому самым привлекательным и опти-
мальным вариантом считается каркасная конструкция — панели из
досок с утеплителем внутри либо поэлементная сборка.
Каркас дома состоит из верхней и нижней обвязок, подкосов,
ригелей и стоек, между которыми устанавливаются блоки оконных
и дверных проемов. Несущие стойки каркаса устанавливают с ша-
гом 0,6—1,5 м в зависимости от расположения окон и дверей. Несу-
щие стойки принимают сечением 120x120 мм, а промежуточные —
60x120 мм. Обвязку делают в 2—3 венца, так как в нее врубают бал-
ки пола. Для утепления стен используют минераловатные плиты,
шлакобетон с плотностью 200—400 кг/см3, пеностекло, цементный
фибролит, а также гранулированный шлак, опилки, торф, льнокостру
и т.п. Засыпка укладывается послойно (20—30 см) с уплотнением.
В любом случае по внутренней стороне внешней обшивки про-
кладывают толь или рубероид (ветрозащита). Такой дом можно пос-
троить своими руками, если человек на все руки мастер или мастер
«золотые руки». Не имея соответствующего навыка, знаний и опыта
плотницкого мастерства, лучше всего пригласить специалиста — плот-
ника либо строительную фирму.
Теплый дом каркасной конструкции можно построить из эле-
ментов заводского изготовления. Так, например, на Бокинском ком-
119
Рис. 31. Стеновая панель каркасной конструкции
/ — цементно-стружечная плита 12 мм; 2 — полиэтиленовая пленка 0,2 мм; 3 —
деревянный каркас с минеральной ватой 144 мм; 4 — цементно-стружечная плита
12 мм; 5 — внешнее проветривание; 6 — стена из кирпича
бинате полносборного домостроения налажено изготовление ограж-
дающих конструкций стен малоэтажных домов. В основу производ-
ства таких домов были заложены технологии германских домостро-1
ительных фирм Streif и Bison. Стеновые панели каркасной конструк-1
ции изготавливаются на автоматизированной линии, поставленной
и смонтированной фирмой Streif. Высокая заводская готовность стро-
ительных конструкций обеспечивает не только ускоренный темп
сборки домов, но и высокую степень теплоизоляции (рис. 31).
Удельный расход тепла в таком доме в 1,8 раз меньше, чем в
кирпичном, и в 1,5 раза меньше, чем в доме из керамзитобетонных
панелей. Практика строительства таких домов последние 5 лет убе-
дительно доказала, что быстрее, чем АО «Тамбовагромонтаж» в Рос
сии никто не строит. Строительство малоэтажных зданий Бокинс-
ким комбинатом осуществляется в 22 областях Российской Федера-
ции и ближнего зарубежья, от Подмосковья до зоны землетрясения
в Армении. Для придания дома капитальности и разнообразия внеш-
него вида по желанию заказчиков наружные стены облицовывают
лицевым эффективным кирпичом различных оттенков.
Для массового производства конструкций каркасных домов в мае
1998 г. вступил в строй действующих ДСК в Одинцове 12-й по счету
комбинат в Московской обл. По своему статусу этот завод малоэтаж-
ного строительства — структурное подразделение «Корпорация Под
120
московье». Для Одинцовского ДСК выбрана технологий немецкой
фирмы «Штрайф», имеющей 20-летний опыт работы в России.
Контракт с немецкими поставщиками предполагает производст-
во 1000 домов в год. При разработке проектов домов учитывался
опыт Скандинавских стран, признанных корифеев в обЛасти мало-
этажного строительства. В домах такой конструкции м<?жно будет
жить даже в условиях Крайнего Севера. Стены домов панели с
деревянным каркасом и эффективным уплотнителем, внутренняя
обшивка — гипсокартонный лист. Наружная облицовка предусмат-
ривает три варианта: облицовка кирпичом, штукатурное покрытие
или деревянные доски. Кровля — черепица по деревяннь>м стропи-
лам.
Эффективны и недороги также дома, которые строит ЗА® «Стро-
им» из бруса, изготовленного из композитных материалов. Эт° смесь
трех экологически чистых компонентов — измельченной Древеси-
ны, минерального огнеупора (магнезита) и природного рассола (би-
шофита). При определенных условиях эта смесь прессуеТся и Фор-
муется в непрерывный брус сечением 25x10 см, который t*a выходе
режется на отрезки заданной длины.
Каждый компонент придает брусу свои качества: основной на-
полнитель, древесная масса, — низкую теплопроводность? морозо-
устойчивость, способность легко обрабатываться любым иНС1РУМен-
том (пилой, топором), хорошо держать гвозди, шурупы и эстетичес-
кую привлекательность «живого» дерева. Магнезит сообщДет брусу
высокую прочность и отличные огнестойкие качества. £ишофит
используется как проклеивающая, связующая среда не тоЛ>ко в са-
мом материале, но и сборке сооружений из бруса, что дозволяет
получать стены, по прочности не уступающие кирпичным, только в
отличие от них значительно более легкие и идеально гладкГие-
Профиль бруса типа «шип-паз» позволяет быстро мон^иР°вать
любые постройки по принципу детского конструктора в теч^ние не-
скольких дней. При этом никакого дополнительного укрепле/1ИЯ стен
не требуется.
Достаточно просто обмазать связующим раствором из би< ш°фита
и магнезита стыки брусьев, которые склеиваются намертво, образуя
ровную поверхность: хоть обои потом наклеивай. В таком дом<е в бук-
вальном смысле «легкая» атмосфера, поскольку бишофит прО/Дается в
аптеках для лечения легочных и суставных заболеваний. самое
главное достоинство — стоимость строительства домов из так<Рго бру-
121
са обходится в 2—3 раза дешевле, чем из обычных традиционных
материалов. ЗАО «Строим» выполняет весь комплекс работ — от про-
ектирования до сдачи объекта «под ключ» — круглогодично.
Автор этой технологии по обработке вторичных отходов в
стройматериалы — академик М.В. Бирюков Объединения «Вто-
родрев» (г. Балабаново Калужской области, ул. Московская, 5а)
запатентовал свои технологии в США, Канаде, Бразилии, Китае
и Мексике.
Блоки из древесных отходов
Эффективный стеновой материал — элстар изготавливают в
г. Сыктывкаре (Республика Коми). Блоки для стен выполняются с
использованием древесных отходов: стружки или щепы, цемента и
жидкого стекла. Материал этот можно пилить обычной пилой без
особого труда. Стоимость таких блоков в 2—3 раза дешевле кирпич
Эффективные стеновые блоки для строительства усадебных до
мов изготавливают в колхозе «Карпаты» Черновицкой области. Смеа
опилок с цементом, жидким стеклом и гашеной известью разлива
по формам, а потом прессуют. Один блок по величине заменяет
девять кирпичей и не уступает им по прочности.
Кирпичи из древесных отходов
Материалом для таких кирпичей служит арбозолитобетон. Его
основа — деревянные отходы: кора, ветки (измельченные) полусгнив-
ший сухостой, хвоя, опилки. Технологию его получения разработал
новосибирский ученый Е. Лавин. В 1995, 1996 гг. из арбозолита были
построены первые коттеджи и дачи на севере Байкала. Новый мате-
риал не гниет, не горит и весьма морозоустойчивый. Северобай- I .
кальское частное предприятие «Добрынин и К°» освоило техноло-
гию изготовления арбозолитобетона, а также проектирование и стро-
ительство домов «под ключ». Применение такого чудо-материала в
лесных районах России весьма эффективно и перспективно, так как
не требует больших затрат.
Человек стремится построить свой дом надолго и «для души». Это
значит, что архитектурный облик дома, его внутренняя планировка и
интерьер должны находиться в полном согласии с индивидуальными
особенностями каждой семьи. Сегодня именно такой подход стано-
вится приоритетным при строительстве индивидуальных домов.
122
Приложение 3
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ФАСАДОВ ЗДАНИЙ
В последние годы в России резко возросла доля затрат на энерго-
носители в промышленности и коммунальном хозяйстве. Поэтому про-
блема энергосбережения стала одной из самых актуальных. Основной
путь экономии топливно-энергетических ресурсов — уменьшение по-
терь тепла через ограждающие конструкции зданий и сооружений.
Давно уже известно, что в России для отопления жилых домов в
зимнее время тепла тратится в 2,5—3 раза больше, чем в Финляндии,
Германии и Скандинавских странах. Расход условного топлива на
бытовые нужды в настоящее время составляет примерно 370 млн. т,
из них 120 млн. т употребляет жилищно-коммунальное хозяйство.
Расход тепловой энергии на отопление многоквартирных жилых до-
мов Средней полосы России составляет до 600 кВт-ч/м2 в год, а на
такие же дома в Скандинавских странах и в Финляндии расходуется
тепловой энергии всего 135—150 кВт-ч/м2, т.е. в 2 раза меньше. Глав-
ная причина такого большого расхода энергоресурсов заключается в
том, что стены наших домов не соответствуют современным требова-
ниям теплозащиты и пропускают холод, особенно в домах крупнопа-
нельных с керамзитобетонными панелями. Помимо большого коли-
чества швов на фасадах, пропускающих тепло из дома, до 60 % тепла
выдувается через окна и балконные двери. Специалисты подсчитали,
что сквозь стекло и оконные притворы тепла вылетает в 3—4 раза
больше, чем через стены. Поэтому и было принято решение о сносе
5-этажных крупнопанельных жилых домов — «хрущеб» в Москве,
которые устарели как физически, так и морально. Сегодня весь жи-
лищный фонд состоит из домов, наружные стены которых даже в
кирпичных домах не соответствуют европейским теплотехническим
стандартам. Таким образом, расходы на отопление жилых домов в
настоящее время достигают более 100 трлн. руб. ежегодно, часть из
которых, к сожалению, — на отопление улиц.
Необходимость рационального использования топливно-энерге-
тических ресурсов, повсеместное ухудшение экологической обста-
новки, качественно новые требования к проектированию и строи-
тельству современного жилья привели к разработке государствен-
ной программы и нормативно-технических документов, направлен-
ных на решение задачи энергосбережения и снижения эксплуатаци-
онных затрат в строительстве.
123
Согласно постановлению Минстроя РФ № 18-81 от 11.08.95
«О принятии изменения № 3 к СНиП II-3-79* «Строительная теп-
лотехника» общее термическое сопротивление ограждающих кон-
струкций для реконструируемых и вновь строящихся зданий долж-
но составлять, например, для Москвы не менее 3,2 м2 °С/Вт. Вы-
полнение этого требования традиционными методами строительства
(увеличением толщины ограждающей конструкции) вызывает зна-
чительные, зачастую непреодолимые трудности, которые в странах
Европы в основном решаются применением систем наружной тепло-
изоляции зданий.
Изменения к СНиП «Строительная теплотехника», требующие
значительного увеличения термического сопротивления ограждаю-
щих конструкций гражданских и промышленных зданий, вызвали
необходимость их утепления.
В связи с удорожанием энергоресурсов и доведением цен на
них до уровня мировых Минстрой РФ ввел в России с 1 июля 1990 г.
изменения к СНиП, которые предусматривают значительное по-
вышение уровня теплозащиты на двух этапах. Это значит, что тол-
щину стен 51—64 см из полнотелого красного кирпича, принятую
для большинства российских регионов, необходимо довести на
первом этапе до 141 см, а на втором — до 242 см. Само собой
разумеется, что такой вариант неприемлем ни по каким соображе-1
ниям.
Теплотехнические и технико-экономические расчеты, мировой
опыт показывают, что при необходимости повышения в несколько
раз теплозащиты зданий эффективным является только наружное
утепление.
Одна из таких конструкций «Фассолит» — система фасадного
утепления, которую предлагает на российский рынок производствен^
но-коммерческое предприятие ТОО «Санд» (С.-Петербург).
Предприятие выполняет комплекс работ по строительству, ре-
монту, отделке объектов, начиная с технико-экономического обос-
нования, проектирования и до сдачи объекта «под ключ».
Система «Фассолит» разработана на основе минеральных тепло
изоляционных плит URSA (Россия—Германия) и силикатных шту-
катурных материалов BAUMIT (Австрия). Ее особенность — уни
версальность, т.е. она пригодна для использования на всех поверх
ностях: бетоне, дереве, кирпиче, керамзитобетоне и других матери-
алах, как на новых, так и реконструируемых объектах.
124
Главный слой системы «Фассолит» — это плиты для утепления,
изготовленные на основе стеклянного штапельного волокна кон-
церна «Флайдерер-Чудово». Они соответствуют всем санитарно-ги-
гиеническим требованиям, примятым в России, отнесены к группе
негорючих материалов (НГ) и рекомендованы для использования в
жилищном и гражданском строительстве.
И, конечно же, соответствуют СНиП П-3-79* «Строительная теп-
лотехника», поскольку расчетный коэффициент теплопроводности
составляет до 0,037 Вт/(м2 °C). Возможно применение теплоизоляци-
онных материалов и других производи! елей.
Следующий слой — сцепляющий раствор, который служит для
приклеивания плит утепления к поверхности любого фасада. Он
представляет собой смесь из цемента, песка и различных добавок.
Вся эта масса замешивается на воде и наносится на плиты по их
периметру, и обязательно делаются две «точки» из раствора в центре
плит. Дополнительно плиты крепятся специальными дюбелями.
Армирующий слой — это стеклотканая сетка, сделанная из ще-
лочестойкого волокна. Она накладывается на свежий слой раствора
и утапливается так, чтобы волокно находилось посередине вырав-
нивающего слоя. И, наконец, последний, завершающий этап рабо-
ты — нанесение отделочного слоя, состоящего из минеральной шту-
катурки на силикатной основе и потому обладающего высокими
водоотталкивающими и паропроводными свойствами.
Сама штукатурка имеет разнообразные декоративные качества,
позволяющие придать фасаду не только необычную фактуру, но и
своеобразный цветовой оттенок. «Фассолит» дает в руки архитекто-
ру и дизайнеру еще одну возможность создать оригинальную и кра-
сочную теплую одежду для жилых, общественных и промышленных
зданий. Как уже было сказано, «Фассолит» обладает большими пре-
имуществами. Одно из главных — значительная экономия затрат на
отопление помещений и ремонт здания, более качественная изоля-
ция стен от внешнего шума уличного транспорта, высокая проводи-
мость водяного пара, что предотвращает образование конденсата,
негорючесть, устойчивость к воздействиям агрессивной внешней
среды, делающая фасад более долговечным. Предполагается эколо-
гическая чистота всех составляющих, кроме того, достигается зна-
чительное облегчение ограждающих конструкций (толщина 40 мм),
которые по эффективности теплоизоляции заменяют кирпичную
кладку в 2,5 кирпича.
125
Система «Фассолит» прошла успешные испытания на ремонтных
и строительных объектах России. В частности, работы по наружной
теплоизоляции спортивного комплекса «Энергетик» (Мурманская обл.)
подтвердили высокие теплоизоляционные и звукоизолирующие свой-
ства новой технологии. Утеплительные плиты (толщина 60 мм), смон-
тированные на кирпичных стенах (толщина 510 мм), позволяют не
только надежно сохранять тепло, но и снижать затраты на отопление
здания в 3,2 раза.
Этот опыт свидетельствует о том, что даже в самых сложных и
неблагоприятных климатических условиях предлагаемая система
позволяет достичь отличного теплоизоляционного эффекта, отчего
весьма ощутимо экономятся энергоресурсы и снижаются затраты на
отопление.
Фасадные теплоизоляционные системы
Тонкостенные новостройки, коттеджи в «полкирпича» и садо-
вые домики в «полбревна» — это, конечно, экономия, но только на
первый взгляд.
На Западе к проблеме экономии подходят более грамотно: ис-
пользуют фасадную теплоизоляцию . С ее помощью даже наши «хру-
щевки» можно превратить во вполне комфортабельные жилища. Что
до утепления частных домиков, то оно скажется на здоровье домо-
владельцев, на их бюджете.
Подсчитано, что при использовании фасадной теплоизоляции в
течение только одного отопительного сезона экономится 8 литров
жидкого топлива на каждый квадратный метр поверхности стены
здания...
У фасадной теплоизоляционной системы есть свои тонкости. J
Во-первых, не всякий материал подходит для теплоизолирую-
щего слоя. Из всего многообразия предлагаемых на мировом рынке
материалов используются только два — полистирол и минеральная^
каменная вата.
Во-вторых, необходимы специальный клеящий состав, армиру-
ющая сетка и специальные крепежные элементы (дюбели, уголки из
стекловолокна, уплотнительная лента, цокольные профили) для на-
дежного закрепления теплоизоляционной системы на стене.
В-третьих, это окончательная отделка декоративными состава-
ми. В качестве отделочных материалов можно использовать декора-
тивные штукатурки (в том числе с мраморной крошкой), которые
126
а)
снаружи -
+30,0°
-14,5°
-15,0°
летом —
+27,5е МЦ
+22,0°
зимой
+ 18,3°
изнутри
+21,7°
20,0°
+ 18,5°
б)
снаружи —
изнутри
+30°
+48,8°
летом
-12,8°
-15,0°
+27 5°
+ 11,8°
м
3 2 1
+26,5°
+20,0°
+12,9°
4 3 2 1
Рис. 32. Стены
а — утепленная стена; б — неутепленная стена
сейчас можно найти везде. Эти составы должны быть атмосферо-
стойкими, обладать водоотталкивающими свойствами и одновремен-
но «дышать». Для таких целей подходят минеральные штукатурки и
тукатурки на основе синтетических смол.
В настоящее время среди профессиональных строителей более
ли менее известна фасадная теплоизоляционная система, предав-
аемая немецкой фирмой Tex-Color. Это своего рода «сандвич» из
слоя теплоизоляционных плит, армирующего слоя (клеящая масса и
сетка из стекловолокна) и слоя декоративной штукатурки.
Tex-Color предлагает теплоизоляционные системы двух классов:
негорючую — А2 и трудногорючую — В1. В негорючей системе А2
используются теплоизоляционные плиты из минеральной каменной
ты и минеральная штукатурка. В системе В1 используются тепло-
изоляционные плиты из полистирола с полимерной штукатуркой в
качестве декоративного слоя. В зависимости от выбранного типа
системы цены колеблются в пределах от 37 до 45 немецких марок за
I м2 без учета стоимости теплоизоляционной плиты и крепежных
не ментов.
На первый взгляд дороговато. Но посчитайте в перспективе — в
Цл-ждый отопительный сезон в городском доме экономится прибли-
127
зительно 30 % энергоносителей, в загородном — экономия составля-
ет около 60 %. При температуре внутри помещения, равной +20 °C,
система позволяет поддерживать постоянную температуру внутрен-
них стен (даже при очень низких наружных температурах до —40 °C)
в интервале от 18 до 20 °C. И никаких сквозняков вдоль стен, ника-
кой сырости (рис. 32).
Навесные вентилируемые фасады фирмы
«ЭТЕРНИТ АГ» (Германия)
В последнее время в Москве развернулась грандиозная рекон-
струкция. Дефицит жилья в России в короткие сроки не может быть
ликвидирован только за счет нового строительства, поэтому огром-
ное значение приобретают реконструкция и модернизация имею-
щегося жилого фонда, значительную долю которого составляют 5- и
9-этажныс здания.
Огромный опыт по реконструкции таких зданий накоплен в
Восточной Германии (бывшей ГДР). В отличие от неэффективной и
трудоемкой технологии оштукатуривания и перекрашивания отлич-
но зарекомендовала себя система навесных вентилируемых фасадов
фирмы ЭТЕРНИТ АГ. Фасадные панели изготавливаются из совре-
менного материала — волокнистого цемента с прочным водооттал-
кивающим покрытием.
Крупноформатные панели для отделки фасадов многоэтажных
зданий «Пеликолор» и «Изоколор» крепятся на металлический кар-
кас заклепками в цвет.
Мелкоформатные плитки «Пеликолор» и «Колорфлекс», исполь-
зующиеся для малоэтажных строений, крепятся на деревянной под-
конструкции специальными гвоздями имеют различную форму и
способы укладки.
Аргументами в пользу навесных вентилируемых фасадов отде-
ланных панелями фирмы ЭТЕРНИТ АГ являются:
экономия энергии на отопление;
увеличение срока эксплуатации здания;
установка в любое время года;
простой и быстрый монтаж;
создание благоприятного микроклимата в помещениях;
обеспечение звукоизоляции;
улучшение архитектурного облика здания.
128
Эксклюзивная цветовая гамма фасадных изделий фирмы ЭТЕР-
НИТ АГ включает 127 расцветок. Невыцветающее стойкое покры-
тие панелей и плиток гарантирует аккуратный, чистый, яркий и свер-
кающий облик здания.
Продукцию фирмы ЭТЕРНИТ АГ можно приобрести по адресу:
125047 Москва, ул. 2-я Брестская, 6.
Тел/факс: (095)937-55-75, 937-55-53.
Утепление стен снаружи
Для утепления стен зданий снаружи польская фирма «Атлас» пред-
лагает свой фирменный и «легкий» метод (рис. 33).
С помощью материалов и технологии фирмы можно утеплить
кирпичные, железобетонные или другие оштукатуренные стены.
Работы начинаются с прикрепления к очищенной стене пенопо-
листирольных плит с помощью клеевого раствора АТЛАС СТОП-
ТЕР К-ГО. Раствор поставляется в виде готовой сухой смеси, в ко-
торую добавляется соответствующее количество воды.
+20,0 °C
+ 13,9 °C
-12.8 иС
0 °C
—11,7 °C
+12,0 °C
—15,0 °C
Рис. 33. Утепление стен снаружи
На слой пенополистирола снова с помощью АТЛАС СТОПТЕР
К-ГО наклеивается сетка из стекловолокна, которая должна обладать
механической прочностью и стойкостью к щелочам. В ответственных
местах возможно использование двух слоев такой сетки. Использование
изделий из полипропилена или армированных тканей исключено.
После высыхания армирующего слоя поверхность грунтуется.
Здесь используется АТЛАС ЦЕРПЛАСТ — это паста с консистен-
цией густой сметаны, применяется для изоляции основания от шту-
катурного слоя и для увеличения адгезии. После высыхания грун-
129
товки (не менее чем через 5 ч) стена оштукатуривается. Здесь фирма
«Атлас» рекомендует применять высококачественные растворы или
сухие смеси АТЛАС ЦЕРМИТ на полимерной акриловой или мине-
ральной основе. Такие штукатурки могут быть разного цвета и фак-
туры и содержат специальные добавки, улучшающие формирование
массы, адгезию и влагоизоляцию, содержащие гидрофобные соеди-
нения, задерживающие воду на поверхности покрытия, делая его ,
стойким к осадкам — несмываемым.
Система АТЛАС СТОПТЕР подходит как для ремонта зданий, I
так и возведения новых, в которых архитекторы обычно проектору- I
ют стены из пустотелого керамического кирпича с восьмисантимет- I
ровым слоем пенополистирола с оштукатуренным армирующим сло-
ем. Коэффициент теплопроводности такой конструкции составляет I
0,37 Вт/(м2 • °C) при толщине стены 37,5 см.
Термоизоляционная фасадная система
Архитектурно-технологический и научно-исследовательский I
центр «АТ-Центр» предлагает систему защиты и утепления фасадов
зданий «interstone» (рис. 34).
Эта система основана на принципе проветриваемого фасада, со-
стоящего из закрытой несущей металлической конструкции, обли- I
цовочных плит и теплоизоляции из базальтовых минеральных плит. В
Плитка изготавливается из природных материалов (раздробленного
мрамора, смешанного с водой и цементом). Место прикрепления I
облицовочных элементов из бетона с мраморным заполнителем за-
крыто. Характерные особенности системы:
простота монтажа, отсутствие мокрых процессов, возможность!
работы при любой погоде; относительно низкая цена;
независимость конструкций фасадов «interstone» от наружной сте-
ны, что исключает образование трещин и разрушение облицовки; |
исключение образования конденсата;
высокие тепло- и звукоизоляционные качества;
морозостойкость, устойчивость к солнечной радиации и ванда-
лизму;
увеличение срока службы конструкций наружных стен, прежде
всего, панельных зданий;
большая цветовая гамма;
отсутствие необходимости в ремонте. Гарантия — 10 лет, реаль-
ная износостойкость — 40 лет;
130
£
Фасадная
плитка
(бетон с
мраморным
заполнителем)
Алюминиевый
монтажный
профиль
Диффузия
водяных паров
--- Возврат
тепловых потоков
Минераловатные
теплоизоляционные
плиты
Несущая стена
Вентиляция
Дюбель
Обрешетка
Профиль
вентилирующий
Рис. 34. Термоизоляционная фасадная система
131
отсутствие необходимости в поверхностной обработке;
возможность очистки поверхностей фасада с помощью воды и
моющих средств;
несгораемость, экологическая чистота.
Система используется в сочетании с наружными стенами из кир-
пича, блоков, бетонных панелей, монолитного бетона, а также при
утеплении и новом строительстве деревянных домов (каркасных и
рубленых). Высота здания не имеет значения, монтаж ведется, как
правило, с подвесных площадок. Опытный специалист монтирует
1 м2 за 1,5 ч, это значит, что бригада из 10—12 чел. облицовывает
типовой 5-этажный дом за 1,5—2,0 месяца.
Эта система обеспечивает теплозащиту наружных стен, дает боль-
шие возможности для художественного полихромного оформления
фасадов зданий и, кроме того, в сравнении с традиционными кон-
струкциями стен позволяет значительно снизить стоимость строи-
тельства или реконструкции. Система проста в монтаже, недорога и
эффективна.
Адрес: 125008, Москва, Новомихайловский пр-д, 5/2.
Новые стены
Со временем оштукатуренные фасады трескаются, теряют цвет,
краска шелушится и облезает. Снова нужно шпаклевать, красить. И
так каждые несколько лет. Фирма Roben предлагает альтернативу —
раз и навсегда отказаться от покраски стен и облицевать дом плит-
кой под кирпич. Широкая гамма керамических и клинкерных пли-
ток этой фирмы позволяет реализовать любые запросы.
Плитки различаются по цвету, фактуре поверхности, техноло-
гии, размерам и могут крепиться почти к любой поверхности.
Для каждого вида керамических плиток Roben (кроме 8 мм клин-
керных плиток) имеются не только подходящие угловые элементы,
но и облицовочные кирпичи всех форматов. И если в каком-либо
из видов отделочных работ вы захотите перейти от облицовочной
плитки к кирпичу, продукция фирмы Roben к вашим услугам.
Свет и тень, цвет раствора в пазах — все это влияет на то, как
смотрится облицованная плиткой стена.
Теплоизоляция и облицовка кирпичной плиткой
«Делать — так делать», — скажет хороший хозяин и вместе с
обновлением фасада решит сделать хорошую теплоизоляцию.
132
Сначала проверим основу на не-
сущую способность и соответствую-
щим образом подготовим стену к
дальнейшим работам. Первый слой
— изоляционный клей для закреп-
ления фасадного теплоизоляционно-
го покрытия. В качестве изолятора
выбирайте жесткий материал, напри-
мер, прочные на сжатие и изгиб теп-
лоизоляционные панели из искус-
ственного волокна.
Для того чтобы последующие
слои были надежнее закреплены в
этих особенно «чувствительных» мес-
тах, внешние углы армируют цоколь-
ными шинами. Дополнительной прочности можно достигнуть, уста-
навливая дюбеля на нижний слой штукатурки. Затем наносится вер-
хний слой штукатурки, который станет основой под цементный
клей (рис. 35).
Далее следует зубчатым шпателем нанести вертикальный рель-
еф, разглаживая цементный клей. Раствор наносить только на не-
большие участки, так как плитку можно сажать только на сырую
клеящую поверхность.
Рис. 35. Теплой шишия и облицов-
ка кирпичной плиткой
Приложение 4
СТЕНЫ ИЗ ЛЕГКОГО БЕТОНА
Шлакобетон — легкий и прочный материал. Получают его, ис-
пользуя топливные или металлургические шлаки. По теплозащитным
качествам он в 1,5 раза эффективнее полнотелого кирпича, а по сто-
имости во столько же раз дешевле его. При хорошей влагозащите и
надежном фундаменте стены из шлакобетона служат не менее 50 лет.
Топливные шлаки, особенно от сжигания антрацитов, доступнее
металлургических, хотя по прочности уступают им. Самые неподхо-
дящие шлаки от бурого угля.
Прочность и теплозащитные качества шлакобетона во многом за-
висят от его гранулометрического состава, т. е. от соотношения круп-
ных (5—40 мм) и мелких (0,2—5 мм) мастей шлакового заполнителя.
Чем крупнее шлак, тем бетон становится легче и менее теплопровод-
133
ным, но и менее прочным. Поэтому для внутренних несущих стен
желательно применять шлаки мелкой фракции — не более 10 мм.
Для повышения прочности и долговечности добавляют песок —
10—20 % общего объема шлака. Плотность сухой шлаковой смеси для
наружных стен не должна превышать 900 кг/м3.
Приготавливают товарный шлакобетон вручную следующим об-
разом. Сначала в сухом виде смешивают цемент, песок и шлак, затем
добавляют известковое или глиняное тесто, воду и снова перемеши-
вают. Готовую смесь необходимо использовать в течение 1,5—2 ч. Шла-
кобетон марки 10 используется в качестве утеплителя, марки 25—35 —
для наружных стен и перегородок, марки 50 — для внутренних несу-
щих стен (у = 1400 кг/м3).
Монолитные стены из шлакобетона возводят с помощью пере-
ставной опалубки (щитовой) высотой 40—60 см, сбитой из толстых
шпунтовых досок, покрытых изнутри рубероидом, линолеумом или
пленкой.
Способы крепления щитов опалубки от их распирания самые обыч-
ные. На рис. 36 представлены два способа распора щитов опалубки.
Крепят щиты через 1,5—2 м по периметру опалубки. Для их устойчи-
вости и постоянного сечения (толщины) стен внутрь щитов вставля-
ют временные распорки, а между стойками и щитами — клинья. Верх
стоек скрепляют досками или стягивают скрутками из проволоки.
Щиты опалубки можно закреплять и без стоек (рис. 36, б). В
этом случае низ щитов соединяют поперечными тяжами из металли-
ческих стержней диаметром 10—12 мм или тонкими трубами с двус-
торонней резьбой для стяжных гаек (при перестановке опалубки тяжи
вытаскивают), а верх фиксируют горизонтальными поперечными
накладками.
Шлакобетон укладывают слоями по 15—20 см с равномерным
трамбованием и штыковкой. Через 2—3 дня, а в теплую погоду
через сутки опалубку переставляют. Уложенный шлакобетон в те-
чение 7—10 дней затеняют от прямых солнечных лучей, а при су-
хой погоде периодически увлажняют.
Для снижения трудоемкости опалубочных работ и уменьшения
потребного материала стены можно возводить комбинированным
способом.
Для этого по углам дома выкладывают столбики высотой 50—60
см, которые являются базовой основой для установки щитов опа
лубки. Для лучшего сцепления шлакобетона со столбиками их дела
134
Рис. 36. Два способа распора щитов опалубки
ют с выступами (рис. 37), а также при каждом наращивании столби-
ков по всему периметру прокладывают арматурную сетку из проволо-
ки диаметром 5—6 мм, с квадратными ячейками 100—150 мм. Затем
между двумя смежными кирпичными столбиками устанавливают щиты,
как показано на рисунке.
Такое решение упрощает изготовление опалубки, работу по вы-
верке и установке ее, а также позволяет многократно использовать
простые щиты и средства крепления, что повышает эффективность
работы и снижает расходы материала для опалубки.
После завершения бетонирования одного пролета опалубку пе-
реставляют на следующий уровень или другую стену и продолжают
бетонировать. Чтобы не ждать затвердения кладки очередной пары
столбиков, работу следует заканчивать кирпичной или блочной клад-
кой, тогда за ночь столбики приобретут прочность.
Монолитные наружные стены можно возводить с внутренними
пустотами или вкладышами из более легких материалов (пенопласт,
опилкобетон). В качестве пустотообразователей могут быть исполь-
зованы бумага, скомканная в шарики диаметром 5—10 см, жестяные
и пластмассовые банки такого же размера. Это повышает теплоза-
щитные качества стен и снижает расход шлакобетона. Однако нель-
зя слишком увлекаться образованием пустот, как «дырами в сыре»,
135
Рис. 37. Сцепление шлакобетона со столбиками
чтобы не ослабить стены. Отделку (штукатурку) стен можно выпол-
нить через 30 дней после их возведения, когда шлакобетон пол-
ностью высохнет и наберет необходимую прочность.
При облицовке стен из шлакобетона кирпичом кладку можно
использовать в качестве наружной опалубки, устанавливая щиты
опалубки только с внутренней стороны стены дома.
Кирпичная облицовка повышает прочность стены, защищает
шлакобетон от внешних воздействий, позволяет более технологично
заполнять оконные и дверные проемы, а также придает дому более
привлекательный вид (рис. 38). При отсутствии кирпичной или дру-
гой облицовки наружные стены либо затирают, либо штукатурят це-
ментным раствором.
Внутри дома стены лучше обшить деревом, древесно-волокнис-
тыми или гипсокартонными листами. Для этого в процессе бетони-
рования в стены закладывают деревянные закладные детали в три
пояса на расстоянии 1,0—1,5 м друг от друга. К деталям крепят про-
гоны, к которым, в свою очередь, крепят обшивной материал.
Возведение стен дома можно значительно ускорить, если стены
выкладывать из готовых блоков. Для их изготовления в построечных
условиях используют деревянные разборные формы (рис. 39). Чтобы
внутренние стенки форм не поглощали воду и лучше чистились, их
обивают металлом, пластиком или окрашивают нитроэмалью.
В качестве пустотообразователей и тепловых вкладышей используют
те же материалы, что и при возведении монолитных стен (см. рис. 38)
Размеры блоков определяются толщиной стены дома, способом
укладки (однорядная, двухрядная), удобством переноски и уклад-
ки, размерами оконных и дверных проемов и простенков. Отфор
136
2
Рис. 38. Пустотообразователи и тепловые вкладыши
мованные блоки на 2—3 недели оставляют в тени под навесом. При
сухой и ветреной погоде их в первую неделю периодически увлаж-
няют.
Для возведения индивидуальных домов и многоэтажного стро-
ительства (до 9 этажей) с внутренними несущими стенами или кар-
касом инвестиционно-строительная компания «Честэм» предложила
мелкие стеновые блоки из ячеистого бетона.
Стены из опилкобетона
Такие стены целесообразно использовать в районах с развитой
лесопереработкой. Опилкобетон — теплый, огнестойкий материал,
способный «дышать». Из него изготавливают блоки, вес которых не
должен превышать 20 кг. Размеры лучше всего взять прямо по ГОС-
Ту (что позволит избавиться от некоторых трудностей при строи-
тельстве): длина 390, ширина 190 и высота 188 мм. Блоки готовят в
деревянных разборных формах, которых понадобится несколько штук
в связи с медленным затвердеванием бетонной смеси.
Для экономии материалов и снижения веса изделия на дно фор-
мы устанавливают трапециевидный вкладыш, который образует в
137
блоке пустоту. Она занимает 16 % его
объема, но практически не снижает при
этом теплозащитные свойства стены.
Для блоков используют опилки хвой-
ных пород как наиболее биостойкие.
Лучшее вяжущее для опилкобетона —
цемент. Чтобы удешевить блоки, часть
цемента заменяют известью или глиной
и песком, который одновременно пре-
пятствует усадке смеси при ее тверде-
нии. Возможные рецетуры опилкобе-
тона приведены в таблице. Для удобст-
ва расход компонентов дан как в весо-
вом измерении (кг), так и в соответствующем ему объемном — в литрах
(л). Первые две марки блоков рекомендуются для одноэтажных домов,
остальные две — для двухэтажных. Изготовление блоков производится
следующим образом.
Вначале перемешивают песок, опилки и цемент до получения
однородной массы, в которую постепенно добавляют воду малыми
порциями, каждый раз тщательно перемешивая смесь до тех пор,
пока она не наберет оптимальную пластичность. Ее устанавливают I
так: при сжатии в кулаке смесь образует нерассыпающийся комок с
вмятинами от пальцев.
Толщина кладки рекомендуется в 1 блок, т. е. 39 см. При этом с
фасада ее следует штукатурить или облицовывать в полкирпича с
воздушной прослойкой 3—5 см. Кирпич анкеруется к стене связями
из проволоки диаметром 4—6 мм. По высоте анкеры одним концом
укладываются в шов каждого третьего блока, а другим — в шов каж-
дого восьмого кирпича, по длине стены анкеры устанавливают с
шагом 1—1,5 м.
Изнутри стены также можно оштукатурить. В целях повышения
теплозащитных свойств стены рекомендуется облицовка из «теплых»
материалов по деревянной рейке 50x50: вагонкой, фанерой, ДСП,
ДВП, гипсокартонными листами и т.п.
Эффективный стеновой материал — элстар изготавливают в
г. Сыктывкаре (Республика Коми). Блоки для стен выполняются с ис-
пользованием древесных отходов — стружки или щепы, цемента и
жидкого стекла. Материал этот можно пилить обычной пилой без осо-
бого труда. Стоимость таких блоков в 2—3 раза дешевле кирпича.
138
Эффективные стеновые блоки для строительства усадебных до-
мов изготавливают в колхозе «Карпаты» Черновицкой области. Смесь
опилок с цементом, жидким стеклом и гашеной известью разливают
по формам, а потом прессуют. Один блок по величине заменяет
девять кирпичей и не уступает им по прочности.
В условиях острого дефицита жилья стоило бы вспомнить о
таком стеновом материале, как САМАН (мятая глина с соломой),
применявшемся в древние времена нашими предками на террито-
рии нашей страны и стран Ближнего Востока. Как показали иссле-
дования, этот материал обладает хорошими теплоизоляционными
и гигиеническими свойствами. Одноэтажные жилые и хозяйствен-
ные здания из САМАНА строятся в Крыму, на Кубани (Красно-
дарский край), в Ставрополье, Украине, Средней Азии, Азербай-
джане, Саратове, Молдове и других регионах с сухим и жарким
климатом.
Марка опилкобетона (через 20 дней) Материалы, необходимые для изготовления 1 м3 опилкобетона
цемент марки 400, кг/л известь или глина, кг/л песок, кг/л опилки, кг/л
М5 50/45 200/140 50/30 200/800
М10 100/90 150/110 200/120 200/800
М15 150/135 100/70 350/220 200/800
М25 200/180 50/35 500/300 200/800
Ценными качествами зданий из САМАНА или глинобитных счи-
таются: долговечность, огнестойкость (глинобитные стены не горят)
и сейсмостойкость. Это подтвердили два последних землетрясения
в Молдове — ни один глинобитный дом не разрушился. К этому
i стоит добавить, что дома из САМАНА или глинобитные отличаются
низкой стоимостью, так как глина имеется повсеместно.
Самым ценным качеством считается то, что в саманном доме
человек чувствует себя комфортнее и лучше, чем в крупнопанель-
ном — зимой в таких домах тепло, а летом — прохладно, в них
всегда сухо и здоровый свежий воздух. Глинобитные 2—3-этажные
здания сохранились еще в странах Ближнего Востока.
Для использования в сельском строительстве глинобитных стено-
вых блоков Краматорское ЦКТБ «Тяжмашремонт» разработало для
139
их производства технологическую линию. Ее производительность —
200 блоков в час. Применение глинобитных блоков дает реальную
возможность сократить дефицит жилья в Донецкой обл. Более со-
вершенная технологическая линия по производству саманных бло-
ков разработана фирмой «Инжстройсервис» корпорации «Росагро-
промстрой». Производительность этой установки (ИСБ-1) — 750 шт.
в час. Габаритные размеры изготовляемых блоков: 380x190x180 мм.
Вес установки — 4,5 т (адрес: г. Москва, Рязанский просп., 86/1,
тел. 172-91-26; 172-91-27).
Причины возврата к использованию местных мелкоштучных ма-
териалов заключаются в их высоких потребительских качествах. Весьма
эффективно в Тверской обл. используют местное сырье — торф, за-
пасы которого здесь большие. АО «Бежецкий опытно-эксперимен-|
тальный завод» создал механизированную линию по изготовлению
торфоблоков для сельского малоэтажного строительства. Блоки раз-
мером 25x50 см (в четыре кирпича) получают следующим образом:
после специальной обработки торф смешивается с отходами древеси-
ны (опилки) или льнопереработки (костра), и эта масса прессуется.
Таким образом, в блоке совмещаются два свойства — конструктивное
и теплоизоляционное. Стоимость такого блока получается в 3 раза
меньше, чем обычного кирпича.
Блок «Геокар»
Теплоизоляционный блок «Геокар» на основе торфа рассматри-
вают как новый строительный материал третьего тысячелетия:
размер блока, мм.......................... 510x250x88
плотность, кг/м3..............................230—450
прочность на сжатие, кгс/см2.....................8—12
Уникальный блок позволяет возводить здания до 10 этажей с ком-
фортными условиями микроклимата — «эффект деревянного дома».
Применение Геокара не нарушает традиционной технологии
кирпичной кладки и не требует специального обучения.
Межкомнатные и межквартирные перегородки из Геокара отли-
чаются легкостью, хорошей звукопоглощаемостью, низкой себесто-
имостью.
Гсокар успешно применяется для утепления дач, гаражей, торго-
вых киосков, овощехранилищ, хозяйственных построек, а также
полов, потолков, чердачных перекрытий.
140
Технология строительства и строительные материалы разработаны
проектным институтом «Тверьгражданпроект» и АО «Сократ» по зада-
нию Минстроя России с привлечением ведущих специалистов ЦНИ-
ИСК им. Кучеренко, НИИСФ РАСН, Института им. Эрисмана, ВНИ-
ИТП им. Радченко.
По теплопроводности конкуренцию Геокару еще может соста-
вить пенополистирол (Вт/м-°С), но по цене, экологичности, доступ-
ности и долговечности ему нет равных (г. Бежецк Тверской обл., ул.
Кашинская, 78, тел.: (08231) 2-18-04, 2-24-82, 2-05-92):
геокар...........................................0,066—0,08
пенополистирол.........................................0,04
кирпич..................................................1,0
По канадским стандартам
В настоящее время у России и Канады существует реальная воз-
можность для более эффективного и полноценного сотрудничества
в сфере строительства.
Канада внесла значительный вклад в разработку и практическое
применение системы стандартов в жилищном строительстве. В Ка-
наде и в России в центре внимания — повышение эффективности
использования энергии и улучшение экологических характеристик
возводимого жилья. Сходство климатических и природных условий
Канады и России позволяет предположить, что двусторонний обмен
информацией и опытом будет выгоден обеим странам. Программа
сотрудничества между Канадой и Россией по дальнейшему рефор-
мированию системы стандартов и нормативов, применяемых при
строительстве и ремонте жилья в России, направлена на то, чтобы
максимально способствовать обоюдному признанию стандартов и
методов строительства, применяемых в этих странах, что позволит в
конечном счете развивать двусторонний товарооборот и увеличи-
вать капиталовложения в сектор строительства жилья.
Система канадских стандартов в области строительства основы-
вается на эксплуатационных характеристиках. Она разработана с
учетом интересов государства и частного предпринимательства к
внедрению энергосберегающих технологий.
В Канаде промышленность, производящая основные строитель-
ные материалы для каркаса дома, пронизана конкуренцией между
различными системами: можно отдать предпочтение деревянному
141
или стальному каркасу или же выбрать модульную систему. Произво-
дители стройматериалов постоянно обновляют ассортимент отделоч-
ной продукции, призванной снизить временные и трудовые затраты
на стройплощадке. Сталь, алюминий и керамика заменяются плас-
тмассами и другими композитными материалами, более легкими, де-
шевыми и простыми в обращении.
Канадские стандарты, как национальные строительный и пожар-
ный, стандарты на водопроводные работы, на строительство жилых
домов и новые энергетические для зданий, способствуют в большей
мерс внедрению инновационных технологий и материалов. К при-
меру, требования, изложенные в энергетических стандартах, акти-
визируют применение энергосберегающих технологий в строитель-
стве жилья. Чтобы отвечать этим требованиям, необходимо повы-
сить воздухонепроницаемость домов, устранив возможность утечки
теплого воздуха.
Канадские прикладные исследования в области строительства
жилья и разработки новых технологий дают частным компаниям
возможность строить экологически чистое, энергетически эффек-
тивное жилье, безопасное для здоровья его обитателей. Эти иссле-
дования привели к созданию нескольких важных программ, таких,
как «Жилье R-2000», «Передовой дом» и «Здоровый дом». Разработ-
ка программы «Жилье R-2000» была начата в Канаде в конце 70-х
годов. Это был проект жилья, отвечающий новым стандартам по
отоплению, теплоизоляции и вентиляции и позволяющий сущес-
твенно снизить потребление энергии. В начале 80-х годов началось
воплощение программы в жизнь.
С технической точки зрения, сердцем «Дома R-2000» стали вен-
тилятор с теплообменником. Эти устройства постоянно обновляют
воздух внутри дома, выводя отработанный. Прежде чем холодный
воздух извне поступит в дом, он нагревается за счет тепла исходяще-
го потока. Весь объем воздуха в доме должен полностью заменяться
более одного раза в час.
Следовательно, отпадает необходимость открывать окна для про-
ветривания помещения, что особенно расточительно в холодное время
года.
При строительстве по стандарту «R-2000» требуется принимать
во внимание физическое расположение дома. Дом ориентируют так,
чтобы получить максимальное количество солнечного света и тепла
и в то же время свести теплопотери к минимуму, скажем, за счет
142
отказа от расположения окон на северной стороне дома. Вообще
роль окон в системе энергосбережения переоценить трудно. Они
традиционно воспринимаются строителями как «похитители теп-
ла»: около 30 % всех теплопотерь происходит именно через них,
причем одно окно проводит примерно в 10 раз больше тепла, чем
стена. Программа позволяет значительно повысить теплоизолирую-
щие свойства окна: за счет множественного остекления, заполнения
пространства между стеклами инертным газом, покрытия поверхности
стекла специальными составами, снижающими эмиссию тепла, и
применения других технических новинок. Еще одной обязательной
составляющей программы стала высокоэффективная система ото-
пления помещения и нагрева воды. В качестве отопительных при-
боров применяются котлы с КПД до 98 %, а для получения горячей
воды часто используется бесплатная энергия солнца.
Программа получила международное признание как образец
нового качественного подхода к проблемам энергосбережения и
экологической чистоты. Ее принципы применяются в Японии и
США.
По другой программе — «Передовой дом» — строятся демон-
страционные дома, выполняющие функцию испытательных поли-
гонов, на которых обкатывают новейшие технологические достиже-
ния. Так предоставляется возможность экспериментировать с новы-
ми идеями. « Передовой дом» должен отвечать строгим требовани-
ям, предъявляемым к качеству потребляемой энергии, внутреннего
климата и влиянию на экологическую обстановку.
По сравнению со стандартом «R-2000» «Передовой дом» исполь-
зует вдвое меньше энергии. Если же сравнить традиционное жилье
и «Передовой дом», то результаты будут ошеломляющими: послед-
ний потребляет всего четверть энергии, «съедаемой» обычным до-
мом, и только 50 % среднего объема воды. Для него также характер-
но экономное использование строительных материалов. Как следст-
вие этого родилась новая концепция конструкции стены, позволяю-
щая за счет применения фанерной или металлической «паутинки»
эффективно использовать узкие пиломатериалы, увеличивая при этом
полость внутри стены до 30 см.
Авторство программы «Здоровый дом» принадлежит Канадской
ипотечной и жилищно-строительной корпорации — организации,
предоставляющей ипотечные кредиты и субсидии на строительство
социального жилья, а также выполняющей научные исследования в
143
области жилищного строительства. Эта корпорация предлагает ин-
тегрированный подход к обеспечению экологической чистоты жилья,
экономного использования ресурсов и безопасности для здоровья
обитателей.
Высокое качество внутреннего климата, более чистый и свежий
воздух достигаются за счет применения тщательно отобранных стро-
ительных материалов с пониженным содержанием вредных приме-
сей, а также должного уровня вентиляции помещения.
Ландшафтное планирование территории, прилегающей к дому,
предусматривает бережное отношение к природным ресурсам. Как
составная часть программы канадской корпорацией разработана
модель дома для людей, страдающих гиперчувствительностью к ус-
ловиям окружающей среды и различными видами аллергии.
К 2000 г. методы строительства домов с деревянным каркасом
адаптированы к российским нуждам и нашли широкое применение в
России, способствуя значительному снижению себестоимости возве-
дения жилья.
Опыт строительства малоэтажных жилых домов с деревянным кар-
касом с применением канадских технологий в Твери и обмен мнения-
ми в процессе семинара—круглого стола позволили определить круг
вопросов, которые должны быть решены в сфере гармонизации нор-
мативных требований, применяемых в обеих странах, и в первую оче-
редь в связи с отсутствием в России специальных нормативных доку-
ментов, регламентирующих требования к малоэтажным жилым домам,
рассчитанным на одну семью.
144
Приложение 5
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ
Наименование проект- ного решения Ед. изм. Расход основных материалов Сметная стой- мость (в ценах 1984 г., руб) Трудо- затраты, чел.-ч При- меча- ние
объем бетона и раст- вора, м-* цемен- та, кг стали, кг
Фундаменты Ленточный фунда- мент из сборных бе- тонных блоков (рис. 1) Монолитный ленточ- ный фундамент из бетона класса В7,5 (рис. 2) Монолитный бутобе- тонный фундамент (ленточный) (рис. 2) Буронабивные сваи (рис. 3) диаметром, мм: 400 600 Пирамидальная свая, безростверковый ва- риант (рис. 4) Мелкозаглубленный фундамент (рис. 5) Незаглубленный фун- дамент (рис. 6) Примечания: 1 с учетом полного состава засыпка котлованов). 2. той — в %. м м м м м м м м Ст раб Над 0,82 100 0,82 100 0,57 69,3 0,096 19,6 0,22 44,8 0,08 16,3 0,23 46,9 0,25 51,0 оимость < от (земля чертой п 205,0 100 150,0 73,1 103,0 50,4 16 14,6 39 31,7 30 24,3 69 56,0 56 45,5 зундамен ные, устр, эиведены 4,2 100 3,5 140,0 0,62 24,8 2,6 104,0 тов (в uei ойство, п абсолют» 33,4 100 54,6 81,8 5L6 77,6 15,60 38,9 15,51 38,7 22,74 56,7 35,76 89,0 20,32 50,7 jax 1984 г 1ДрОИЗОЛ5! 1ые значе 4,2 100 5,4 127,5 5,65 133,4 1,8 70,8 1,81 71,2 1,3 51,1 3,56 140,1 1,25 49,2 ) опрс.де: ция и об] ния, а по 1ялась эатная Д чер-
145
146
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агаянц Л.М., Масютин ВМ. и др. Жилой дом для индивидуального
застройщика. — М.: Стройиздат, 1991.
2. Дударов В.К. Сборные фундаменты промышленных зданий. — М.:
Стройиздат, 1966.
3. Думный В. Оболочковые фундаменты//Сельское строительство. —
1988. - № 12.
4. Жуков Н.В. Современные фундаменты домов усадебного типа и мето-
ды их устройства. — М : ЦМИПКС, 1989.
5. Ильичев В.А. Проблемы фундаментостроения в инженерной деятель-
ности//Промышленное строительство. — 1992. - № 5.
6. Летние садовые домики. — М.: Россельстройиздат, 1986.
7. Рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фун-
даментов на пучинистых грунтах/НИИОСП. — М., 1985.
8. Перич А.И. О фундаментах деревянных зданий//Жилищное строи-
тельство. — 1966. — № 8.
9. Перич А.И. Рациональные конструкции фундаментов наземных со-
оружений//Нефтепромысловое строительство. — 1971. — № 5.
10. Перич А.И. Ленточные прерывистые сборно-монолитные фундамен-
ты//Жилищное строительство. — 1991. — № 6.
11. Перич А.И. Рациональные конструкции фундаментов//Строительст-
во трубопроводов. — 1965. — № 4.
12. Перич А.И. Применять усовершенствованные конструкции фундамен-
тов наземных сооружений//Строительство трубопроводов. — 1966 — № 2.
13. Перич А.И. Строительство на Мангышлаке//Жилищное строитель-
ство. — 1968. — № 1.
14. Перич А.И. Рациональные конструкции фундаметов наземных со-
оружений//Строительство трубопроводов. — 1970. — № 3.
15. Перич А.И. Экономичные фундаменты для компрессорных станций//
Строительство трубопроводов. — 1968 — № 2.
16. Перич А.И. Сборные фундаменты для компрессорных цехов//Про
мышленное строительство. — 1971. — № 1.
17. Перич А.И. Совершенствование конструкций фундаментов компрес-
сорных цехов и промышленных зданий//Строительство трубопроводов.
1972. - № 14.
147
18. Перич А.И. О рациональных конструкциях фундаментов//Жилищ-
ное строительство. — 1973. — № 12.
19. Перич А.И. Сборно-монолитные фундаменты для промзданий//Про-
мышленное строительство. — 1989. — № 3; 1991. — № 3.
20. Перич А.И. Рекомендация инженеру по фундаментам зданий//Стро-
итель. — 1989. — № 5.
21. Перич А.И. Цокольные панели//БСТ. — 1991. — № 9.
22. Перич А.И. Подпорные стенки и стены подвалов//Основания, фун-
даменты и механика грунтов. — 1992. — № 2.
23. Перич А.И. Новые технологии нулевых циклов промзданий//Про-
мышленное строительство. — 1992. — № 5.
24. Перич А.И. Эффективные методы выполнения нулевых циклов пром-
зданий//Архитектура и строительство России. — 1992. — № 10.
25. Перич А.И. Конструкции фундаментов домов усадебного типа и са-
довых домиков//Жилищное строительство. — 1993. — № 8.
26. Перич А.И. Ленточные прерывистые сборно-монолитные фундамен-
ты//Архитектура и строительство России. — 1992. — № 8.
27. Перич А.И. Ленточные фундаменты//Сельское строительство. —
1991. - № 3.
28. Перич А.И. Эффективные ленточные фундаменты//Жилищное стро-
ительство. — 1994. — № 1; 1994. — № 10.
29. Перич А. И. Эффективные фундаменты зданий с подвалом//Промыш-
ленно-гражданское строительство. — 1994. — № 1.
30. Перич А. И. Эффективные фундаменты усадебных домов с подвалом//
Развитие. — 1993. — № 7.
31. Прогрессивные конструкции фундаментов//Сельское строительст-
во. - 1991. - № 9.
32. Сайбель Э.Я. Садовый участок планируем и обустраиваем своими
руками. — М.. Недра, 1991.
33. Сажин В., Борщев В. и др. Эффективная конструкция фундаментов для
строек Агропрома//Архитектура и строительство Подмосковья. — 1991. —№ 4.
34. Сорочан Е.А. Сборные фундаменты промышленных и гражданских
зданий. — М.: Госстройиздат, 1962.
35. Валеев Р.Х. Об эффективности применения сборных и монолитных
ленточных фундаментов//Основания и фундаменты. — 1975. — № 5.
148
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие...................................................3
Введение......................................................5
Из истории фундаментостроения.................................8
I. Основания фундаментов.................................... 13
II. Конструкции фундаментов............................... 17
III. Понятие о нулевом цикле.................................23
IV. Рекомендации по устройству фундаментов ыаний.............26
V. Фундаменты малоэтажных зданий............................30
1 Экономичные фундаменты малоэтажных зданий и усадебных
домов....................................................... 30
2. Строительство на пучинистых грунтах.......................43
3. Набивные сваи в пробитых скважинах........................59
4. Сейсмостойкие фундаменты из буронабивных свай с уширенной
пятой для малоэтажных зданий.................................62
5 Микросваи для фундаментов малоэтажных зданий..............63
6. Здания на сплошных незаглубленных плитах для строительства
на слабых насыпных и пучинистых грунтах......................65
7. Морозоустойчивые фундаменты мелкого заложения.............66
8. Ленточные прерывистые сборно-монолитные фундаменты........70
9. Эффективные фундаменты зданий с подвалом..................77
10. Столбчатые фундаменты....................................80
11. Столбчатые фундаменты на насыпных и просадочных грунтах..87
12. Фундаменты в вытрамбованных котлованах...................90
13. Грунтоцементные сваи.....................................93
14. Вилла-ротонда-круглый дом — дешевле......................94
15. Выводы.................................................. 95
Приложение 1. Рекомендации индивидуальному застройщику......100
Приложение 2. Из чего построить дом.........................105
Приложение 3. Теплоизоляция фасадов зданий..................123
Приложение 4. Стены из легкого бетона.......................133
Приложение 5. Технико-экономические показатели различных
конструкций фундаментов.....................................145
Список литературы...........................................147