Распространенные ошибки в проектировании фундаментов легких конструкций
Ошибка в проектировании фундаментов легких строений, включая каркасные дома, часто возникает из-за недостаточного учета влияния морозного пучения. Обычно осадки таких зданий малозначительны и не влияют критически на их эксплуатационные характеристики.
Строительные нормативы
Согласно строительным нормам (СНИиП) целесообразно заглублять основание фундаментов в пучинистых грунтах ниже расчетной глубины промерзания (см. рис. 1, 2, 3). Выполнение этого условия помогает избежать влияния сил морозного пучения, способных достигать 20-60 т/см².
На фундамент воздействуют горизонтальные силы пучения, которые возникают в результате примерзания грунта к стенкам фундамента. Эти силы, хоть и меньшие по величине, действуют на боковую поверхность заглубленного фундамента и компенсируются массой самого строения (см. рис. 4).
Иллюстративные материалы
|
|
| Рис. 1. Фундаменты в слабопучинистых грунтах (размеры в мм): А — щебень с цементным раствором; Б — монолитный бетон; и др. | Рис. 2. Фундаменты на среднепучинистых грунтах (размеры в мм): А — не заглубленный; Б — малозаглубленный из блоков с обвязкой и др. |
|
Рис. 3. Фундаменты в сильнопучинистых грунтах (размеры в мм): А — монолитный железобетон; и др. |
Правила заглубления
При значительных нагрузках подошву фундаментов следует заглублять до уровня, где несущая способность грунта позволит избежать чрезмерных осадков. Даже если такие слои располагаются выше расчетной глубины промерзания, подошва должна находиться ниже этой глубины для предотвращения воздействия морозного пучения.
Превентивные меры
Среди дополнительных мер, смягчающих влияние пучения, можно выделить следующие:
- замена пучинистого грунта на более стабильный;
- обеспечение защиты фундаментов специальными покрытиями;
- засоление грунта безопасными для бетона и арматуры веществами.
Устаревшие практики
Многие из перечисленных методов не соответствуют современным экологическим требованиям и в прошлом использовались без должного контроля. Строительное проектирование малых домов часто заимствовало подходы из многоквартирного строительства с предположением, что меньшие нагрузки допускают уменьшение размеров фундаментов, что, в свою очередь, вызывает перекосы и трещины.
Анализ эксплуатационных аспектов
Существует практика использования стандартных блоков ФБС или ФЛ для легких зданий, что продолжает быть популярным у частных подрядчиков.
Если масса строения не может компенсировать силу морозного пучения, верхняя часть фундамента поднимается вместе с грунтом зимой, в то время как нижние блоки остаются на месте, что приводит к образованию щелей между фундаментными лентами, в которые проникает грунт.
Риски и их последствия
|
|
| Рис. 4. Воздействие сил пучения на фундамент: разные ситуации. | Рис. 5. Деформация фундаментов сборного типа: последствия пучения. |
Заключения
Важно отметить, что использование ленточных фундаментов для каркасных зданий в условиях сильного пучения оказывается нецелесообразным и даже опасным. Более подходящим решением может быть использование столбчатых фундаментов, заложенных ниже уровня промерзания, что будет экономически оправдано: легкий дом требует менее массивного фундамента, хотя такая экономия может привести к серьезным проблемам на пучинистых грунтах.
Неравномерное поднятие
Горизонтальные силы могут также поднимать столбчатые фундаменты вместе с легким строением. В зависимости от снежного покрова и расположения фундаментов, подъем может быть неравномерным, что ведет к перекосам и деформациям, ухудшающим эксплуатационные характеристики.
Типичные ошибки
Еще одной распространенной ошибкой является отсутствие жесткой связи между фундаментами под внешними и внутренними стенами. Это значительно увеличивает риск зависимости деформаций и перекосов. Первые признаки таких недостатков могут проявляться в заклинивании дверей и окон, что особенно критично в домах с печами.