Морозное пучение
Явление морозного пучения характерно для глинистых почв, к которым относятся:
- супеси;
- глины;
- суглинки.
Пучение возникает при одновременном наличии двух условий: холода и влаги. Глина плохо пропускает жидкость и накапливает ее. В зимний период грунт промерзает на разную глубину, для некоторых территорий страны эта отметка составляет более 2 метров.
При морозном пучении почва увеличивается в объемах и выталкивает фундаменты. Последствиями станут неравномерные деформации, трещины на стенах, разрушение.
Конструкция обладает и другими минусами. Недостатки фундамента ТИСЭ :
- невозможность обустройства подвала или высокая его стоимость;
- увеличение затрат при работе на крупнообломочных грунтах;
- потребность в специальном оборудовании (бур с откидными ножами).
Несмотря на недостатки, фундамент ТИСЭ своими руками под свой дом — это надежная опора для здания, хорошая экология и безопасность для человека.
Расчет фундамента
Вычисления заключаются в подборе оптимального сечения, шага опор и глубины опирания. Для выполнения потребуется подготовить исходные данные:
- тип грунтов на участке;
- нагрузки от здания.
Расчет выполняют так же, как и для других буронабивных типов. Чтобы понять, какие почвы расположены на территории строительства, придется выполнить геологические изыскания. Для этого проводят ручное бурение или отрывают шурфы — глубокие ямы. Устройство фундамента ТИСЭ предполагает изучение почвы на глубину, которая на 50 см превышает предполагаемую отметку подошвы.
Для расчетов нужен не только тот слой, на который происходит опирание, но и все вышележащие. Свайный фундамент рассчитывается с учетом опоры на основание в нижней точке и с включением бокового трения.
Для сбора нагрузок от здания потребуется сложить массу всех его конструкций:
- фундаментов (предполагаемую);
- стен;
- перекрытий;
- перегородок;
- кровли.
Также сюда включают полезную нагрузку на перекрытия от мебели, оборудования и людей, а также снег на крыше. Все значения умножают на коэффициент надежности, который составляет от 1,05 до 1,4 в зависимости от типа нагружения. Основной нормативный документ, которым пользуются при вычислении массы дома — СП «Нагрузки и воздействия».
Технология возведения
Такой способ возведения зданий, при котором предусматривают уширения в области подошвы, — не новость для строителей. Методом пользуются еще с 18 века. Но раньше не было возможности использовать современные насадки, поэтому скважину разрабатывали с помощью небезопасного взрывного метода.
Сейчас на строительном рынке представлены специальные инструменты, которые оснащены откидными ножами. По достижении определенной отметки эти приспособления откидываются, а бур продолжает свою работу. Ширина расширения в среднем назначается равной 60 см.
Технология ТИСЭ фундамента проще при работе с песчаными грунтами. Такой материал легко поддается обработке. Но чаще всего на крупных или средних песках можно обойтись более простыми сооружениями: такие основания не склонны к морозному пучению. Сложнее дело пойдет на глинистых почвах, но именно для них вариант создан. Существенные трудности могут вызвать крупные обломки на пути бурения, например камни.
Если при геологических исследованиях найдены грунтовые воды близко к поверхности земли, потребуется выполнить водопонижение. Временно воду можно откачать насосами. После заливки бетона УГВ не имеет значения, поскольку сваи опираются на значительную глубину и хорошо работают в условиях болотистой местности.
Технология фундамента ТИСЭ практически не отличается от обычного буронабивного типа. Она включает в себя несколько стадий:
- расчистка и разметка участка;
- бурение скважин;
- установка арматурных каркасов;
- заливка бетона;
- возведение ростверка.
Территорию под строительство нужно очистить от мусора. После этого по периметру будущего здания сооружают отмостку, к которой будет крепиться шнур, показывающий направление осей или стен здания. Для изготовления обноски используют деревянные стойки и перемычки.
Бурение скважин
Строительство фундамента ТИСЭ существенно отличается только на этом этапе. Оператор выполняет бурение. После того, ка инструмент достигает определенной проектом отметки, выкидывается специальный нож. Этот нож работает на тяге, он продолжает выбирать грунт, но уже с большим диаметром.
Отработанная почва собирается в специальную емкость и удаляется из скважины. При необходимости на дно укладывают песчаную подушку, а в скважину вставляют трубу из рубероида (из толя — устаревший вариант). Такая труба позволит предотвратить протекание цементного молочка в грунт и ухудшение качества бетона.
Армирование
Свайно-ростверковый фундамент ТИСЭ усиливают арматурными каркасами. Рабочие стрежни располагаются вертикально. Они предназначены для компенсации изгибающих нагрузок. Чаще всего устанавливают 4—6 стержней класса А400 диаметром 10—14 мм. Точные значения зависят от массы дома: чем она больше, тем мощнее требуется армирование.
Чтобы соединить рабочие пруты между собой используют горизонтальные хомуты из арматуры диаметром 6—8 мм. Их располагают с шагом 200—300 мм по всей высоте сваи.
К арматуре предъявляются следующие требования:
- соответствие классу и диаметру;
- надежное скрепление элементов каркаса между собой на сварку или вязальной проволокой;
- отсутствие на поверхности загрязнений, краски и ржавчины.
При необходимости соединения арматуры по длине, это желают с нахлестом, который принимается не менее 20 диаметров. Концы стержней должны выходить выше обреза сваи для соединения с ростверком.
Бетонные работы
Для бетонирования свай рекомендуется использовать бетон В15. Его можно приготовить самостоятельно из цемента, песка, щебня (гравия) и воды, нот лучше заказать смесь на заводе. В этом случае материал имеет паспорт, а все пропорции при приготовлении строго соблюдены.
Бетонирование каждого элемента делают за один прием. Перерывы в работе приведет к образованию швов — ослабленных участков. Работу выполняют двумя способами:
- вручную;
- с помощью бетононасоса.
Если выбран второй вариант, это нужно сообщить изготовителю бетона. Для работы со специальной техникой требуется материал с маркой подвижности П4 или П5. Иначе механизм может сломаться.
После заливки в обязательном порядке выполняют уплотнение смеси. Это нужно для того, чтобы удалить из толщи пузырьки воздуха. Уплотнение делают методом вибрирования или штыкования. Для штыкования потребуется только прут арматуры, которым перемешивают массу бетона.
Изготовление ростверка
Фундамент ТИСЭ с ростверком позволяет соорудить надежную и жесткую систему. Поскольку чаще всего технология применяется для пучинистых грунтов, то и при изготовлении обвязки стоит помнить о методах борьбы с пучением.
Ростверк не должен касаться земли. Только так можно уберечь его от повреждений при морозном пучении. Несмотря на это, конструкция может быть заглубленной. Для изготовления обвязки используют два метода.
Первый заключается в поднятии элемента над землей. Величина зазора принимается равной 10—15 см. Чтобы это сделать перед заливкой на поверхность земли насыпают слой песка нужной толщины. Ростверк изготавливают по привычной технологии с применением опалубки. После заливки конструкции придется выждать несколько недель на набор прочности. В завершении песок вынимают из-под фундамента, а образовавшийся зазор закрывают декоративным материалом.
Рабочую арматуру диаметром 10—14 мм располагают горизонтально. Для вертикальных и горизонтальных хомутов используют стержни 8 мм. Для заливки ростверка стоит брать бетон марок В15—В20 в зависимости от нагрузок и расстояния между сваями.