Причины и виды разрушения фундамента
Выявление причин, приводящих к разрушению железобетонного или кирпичного фундамента под существующим домом, во многом определяет выбор технологии восстановления и ремонта подземной части строения. Основными факторами являются:
- чрезмерное увеличение нагрузки на основание, возникающее из-за возведения дополнительного этажа;
- подвижки грунта вследствие его промерзания;
- нарушение гидроизоляции цоколя дома;
- аварии на подведенных подземных коммуникациях;
- высокий уровень грунтовых вод.
Сезонное повышение подземных вод является наиболее частой причиной постепенного разрушения фундамента, проявляющегося в виде вертикальных трещин и разрывов цоколя по высоте. В этом случае понадобиться устройство обводной дренажной системы по всему периметру дома. Еще одной причиной может служить засыпка недавно возведенного фундамента смерзшимся грунтом.
Предлагаем ознакомиться Фундамент под дом из керамзитоблоков
Причиной расслоения кирпичной фундаментной кладки является ее недостаточная прочность ввиду отсутствия в ней армирующей перевязки или вследствие сооружения дополнительной этажной надстройки старого дома. Наиболее эффективным методом устранения дефекта, в этом случае, служит перераспределение нагрузки на фундамент путем устройства выносных балок и увеличения его опорной площади.
Частые аварии на пролегающих поблизости подземных коммуникациях приводят к такому виду разрушения фундаментов, как выщелачивание бетона, обусловленное постоянным воздействием на него щелочной либо соленой воды. Отвести агрессивную среду от дома – задача довольно проблематичная, но решаемая. Для этого вокруг фундамента отдельными частями изымается грунт, после чего бетонная поверхность тщательно зачищается, а пораженные места заполняются цементным раствором.
Параллельно фундаменту возводится кирпичная кладка, изолируемая от старого основания дома рубероидом. Кирпич пропитывают полимерно-битумной мастикой и обмазывают жирной глиной. Заключительный этап работ предусматривает устройство дренажной системы вокруг фундамента с целью понижения уровня агрессивных вод.
Подготовка к подъёму строения
Перед поднятием дома необходимо провести действия, обеспечивающие лёгкость подъёма и дальнейшего ремонта. Это делается для подстраховки на случай внезапного и непредвиденного разрушения строения. Нужно обязательно произвести следующее:
- демонтировать выходящие канализационные трубы;
- отсоединить линию электропередач;
- отключить газопровод (если имеется);
- отрезать от котла трубы отопления и разобрать дымовую трубу;
- вынести всю мебель;
- вынуть из коробок все двери и окна;
- отклонить или вырубить мешающие деревья и кусты.
Во многих домах пол устроен на лагах, у которых собственный столбчатый фундамент. Стены этого строения соединяются с полом только плинтусами, которые придётся тоже снять. Кроме того, верхние венцы, на которые крепятся стропилы, необходимо хорошо соединить между собой надёжными плахами толщиной 50 мм или брусками, чтобы не разъехалась крыша. Ещё нужно отделить веранду, пристроенную к стене.
Готовят деревянные поддоны толщиной не менее 50 — 80 мм, на которые будут устанавливать домкраты для подъёма и стальные пластины под головки этих устройств. В центре их должно быть небольшое углубление, предотвращающее соскальзывание домкрата.
Разновидности песчаных грунтов
Песчаник можно легко определить невооруженным глазом. В сухом состоянии он представляет собой сыпучее вещество, которое при увлажнении не делается пластичным. Если рассматривать величину песчаных частиц, то такую почву можно разделить на несколько видов:
- Пылеватый песчаник. Размер частиц составляет не более 0,1 мм. Несущая способность грунта во многом зависит от уровня влажности. При достаточном увлажнении такая почва напоминает глину.
- Мелкий. Величина частиц составляет несколько больше 0,1 мм. Конечно, такая почва теряет свою несущую способность в результате достаточного увлажнения.
- Средний. Величин частиц в основном составляет от 0,25 до 0,5 мм. По сравнению с предыдущими вариантами, такой грунт обладает высокой устойчивостью к усадке. Он является неплохим вариантом для основания дома.
- Гравелистый. В таком грунте величина частиц составляет больше 2 мм. Благодаря такой фракции, он является идеальным основанием для практически любого строения.
Какими бывают деформации фундаментов
В зависимости от процессов, протекающих внутри — в самом фундаменте и снаружи — в почве, выделяют следующие типы деформаций:
Перекос
. Может возникнуть, как результат неравномерных осадок, двух соседних фундаментов. Характерен для зданий каркасной системы.
Рис. 1 — перекос фундамента, вызванный неравномерной осадкой грунтаКрен
может произойти с высотным зданием при его высокой изгибной жёсткости. Возникает такая деформация вследствие неравномерного проседания почвы и характеризуется разными её уровнями в крайних точках основания здания. Если величина крена растёт, то это грозит полным разрушением строения.
Рис. 2 — крен фундамента
Прогиб
. Такая деформация фундамента возникает в домах, которые не обладают высокой жёсткостью. Чем выше жёсткость, тем меньше значение прогиба. Характерными признаками таких изменений в фундаменте являются трещины, которые похожи на перевёрнутую букву Y.
Рис. 3 — прогиб фундамента
Осадка
– это вид деформации, характеризующийся вертикальным смещением грунта под подошвой фундамента, происходящий при уплотнении грунта. Такая проблема может произойти в результате увеличения нагрузки самим зданием либо рядом стоящими сооружениями. Структура грунта при этом не изменяется.
Рис. 4 — Осадка основания (или осадка фундамента)
Просадка
. По своей сути — это та же осадка, но с изменением структуры грунта под действием дополнительных факторов, например, грунтовых вод. Характеризуют просадку вертикальные трещины, которые кверху расширяются. Их начало указывает на место изгиба. Такое нарушение основания строения вызвано, обычно, естественными процессами, происходящими в грунте.
Разновидности подготовки
Наиболее распространенные виды подготовки:
- песчаная;
- гравийная или щебеночная;
- бетонная;
- мембранная.
Песчаная и щебеночная подготовка
На первом этапе после за земляных работ устраивают отсыпку из инертных материалов с последующим уплотнением трамбовками. Толщина песчаной, щебеночной или гравийной подушки — 20-60 см. При высоком уровне грунтовых вод по дну котлована расстилают геотекстиль.
Сначала укладывают крупные фракции, затем средние. Они обеспечивают дренаж основы. Верхний слой отсыпают песком. Такое распределение материалов по размеру придает подушке под ленточный или плитный фундамент большую жесткость и прочность. Использование в подготовке песка необходимо для равномерной передачи вертикальной нагрузки нижерасположенным слоям.
К мелкому заполнителю предъявляют требования:
- используют песок с крупностью зерен 2-2,5 мм, наиболее подходящий для отсыпки подушек — гравистый дробленый с малым удельным весом и высокой водопропускной способностью;
- количество глинистых частиц, известковых и солевых загрязнений должно быть минимально;
- органические остатки приводят к быстрой потере водопроницаемости и заиливанию песчаного слоя, поэтому их присутствие не допускается.
Подсыпка под фундамент выполняется из гравия, гранитного или известкового щебня со средней прочностью М800 и размером фракций 20-70 мм. Обязательно послойное уплотнение виброплитой или ручными трамбовками через каждые 50 мм. Песок предварительно проливают водой.
Бетонная подготовка
Подушку под плиту или фундаментные блоки выполняют двумя способами. Первый — заливка жидким битумом слоя щебня, второй — устройство подбетонки из бетона низких марок М50-М100 слоем до 10 см.
Бетонную подушку под фундамент изготавливают:
- заливкой в траншею или дно котлована без опалубки;
- установкой опалубки по периметру площадки и последующим расстиланием подбетонки;
- в форму для фундамента сначала помещают тощий, затем бетон проектной марки.
Раствор выравнивают по маякам или правилом, уплотняют вибратором. Сверху подбетонку гидроизолируют битумом, рулонными материалами, водонепроницаемыми пленками.
Подготовка с геомембраной
Полимерные мембраны появились на строительном рынке недавно. Фибру используют для защиты основания здания от почвенной влаги, т.е. в качестве гидроизоляции. Принципиально новым является то, что профиль в виде шипов одновременно служит для укрепления грунтов. Производители заявляют, что благодаря применению геомембран уменьшается количество усадочных трещин, происходит перераспределение усилий при передаче нагрузки основанию. Форма сечения препятствует попаданию воды, а пустоты между изоляцией и бетоном вентилируются.
Укладку фибры проводят по песчано-щебеночной подготовке, предварительно расстилают слой геотекстиля. Мембранные швы соединяют сваркой. Материал прочен и долговечен, выдерживает высокие и низкие температуры.
Когда приступать к следующему этапу работ
После возведения фундамента необходимо переходить к постройке стен и перекрытий
Важно определить должна ли конструкция отстояться достаточное время, чтобы после ввода в эксплуатацию не возникло проблем. Ответ на вопрос, сколько должен стоять фундамент перед постройкой «коробки» дома зависит только от времени твердения бетона
В частном домостроении распространен миф о том, что надо после фундаментных работ дать конструкции дома выстояться и только после этого приступать к кладке стен и монтажу перекрытий. Это не регламентировано нормативными документами. К тому же, если при постройке многоквартирного дома, проектированием и возведением которого занимаются специалисты, давать основанию отстояться, то работы растянуться на долгий срок. Также и в индивидуальном строительстве.
https://youtube.com/watch?v=wlGhJsp0zhk
Если дать фундаменту простоять, помимо увеличения сроков строительства, это может привести к повреждениям конструкции. Особенно это актуально при строительстве дома на пучинистых грунтах. Даже массивный ленточный тип опоры не дает на грунт высокой нагрузки. Ее величина составляет до 10% от массы всего дома. Если дать фундаменту выстояться в зимний период, силы морозного пучения, действуя на ненагруженный элемент, могут привести к появлению трещин и деформаций. Если зимой железобетон «перемерзнет» последствия могут быть заметны не сразу, а через 1-2 года после строительства.
При достаточном уплотнении основания вопрос, сколько должен стоять фундамент, не актуален. Даже если дать конструкции выстояться, усадка будет небольшая. Сколько бы времени не прошло, если технология соблюдена, изменения будут минимальными. Нагрузку при возведении прилагают не сразу, а постепенно, выстраивая стены, укладывая перекрытия, кровлю. Поэтому если деформации и возникнут, они не будут резкими.
Если обобщить все вышесказанное, то против остановки работ после цикла «ниже нуля» можно привести следующее:
- увеличение сроков строительства;
- бессмысленность мероприятия при достаточном уплотнении основания;
- вероятность появления трещин и деформаций при прекращении строительства на зиму.
Зачем нужна подушка под фундамент
Многим известно, возведенная с нарушениями фундаментная основа создает невозможные условия для проживания. Стены начинают покрываться трещинами, блоки окон и дверей перекашиваются, в помещениях появляются сквозняки.
Следовательно, должны соблюдаться правила устройства, и одно из них – это подушка под фундамент. Данная конструкция несущего характера способствует оптимальному перераспределению нагрузочных воздействий от объекта, исключает явление проседания. Кроме того, подушкой для фундамента удается приподнять низ опорной конструкции по отношению к уровню подземных вод.
Чаще всего искусственное основание устраивается из песка. Не стоит путать подушку с обычной песчаной подготовкой, слой которой гораздо тоньше. Устройство подушки под фундамент выполняется с целью улучшения слабой или просадочной почвы, чтобы заменить пучинистый грунтовый состав на непучинистый непосредственно под фундаментной конструкцией. Размерные параметры и формы подушки определяются с учетом имеющихся особенностей.
Рассмотрим необходимость обустройства подушки на примере слоя, сформированного из песка. Она исполняет следующие функции:
- перераспределение нагрузочных воздействий. Многие специалисты уверяют, что подушка способна распределять нагрузку. Только куда? Дело в том, что нагрузочные усилия распределяются равномерно в любом случае – с подушкой или без нее. Считается, что песчаное основание уменьшает давление на почвенный состав и защищает от возможных подвижек грунта, компенсируя их;
- функции дренажа. Если насыпать под плиты фундамента песчаную подушку толщиной в тридцать сантиметров, в грунте разрушатся капиллярные связи, и вода в фундамент не поступает;
- защита от зимнего пучения. Песок прекрасно отводит воду, и им лучше всего заменять пучинистые грунты, чтобы придать конструкции фундамента стабильную устойчивость. Только помните, что технология предусматривает устройство дренажа, чтобы вода, накапливающаяся в песке, не усугубляла ситуацию.
Особенности процесса
Усадка фундамента является естественным процессом. Но, бывают такие случаи, когда этот процесс выходит из под контроля, и фундамент разрушается под этим воздействием. Для предотвращения нежелательной усадки следует соблюдать некоторые правила, такие как:
Непосредственно перед строительством дома нужно провести оценку грунта. Она осуществляется геодезистами, которые потом выдают свое заключение о типе земли. Исходя, их этих данных и выбирается материал для постройки
От правильно выбранного материала зависят такие факторы, как: безопасность, срок эксплуатации и целостность.
При процессе копания котлована важно правильно рассчитать его глубину. Если вырыть больше положенного, тогда землю придется закидывать обратно и во время усадки фундамент может покосить на одну сторону.
Песок в котловане нужно очень хорошо утрамбовать
Поверхность должна быть по максимуму ровной. Для проверки лучше воспользоваться строительным уровнем. Он способен показать даже малейшие отклонения.
Основание фундамента нужно делать немного шире. Таким образом, давление на грунт значительно уменьшится.
Места, где бетон может контактировать с почвой, нужно должным образом изолировать.
Многих интересует вопрос, сколько времени нужно на усадку? Зачастую это занимает от 25 до 45 дней. Длительность напрямую зависит от таких факторов, как:
- Глубина котлована.
- Качества используемых материалов.
- Влажности грунтов.
- Влажности воздуха.
- Время года.
- Температура.
- Качество бетона.
Усадка фундамента является вполне естественным процессом. При несоблюдении технических норм и правил, а также допуске ошибок при строительстве усадка может повлечь за собой появление трещин на стенах. Если такое случилось, мелкие трещинки можно заделать. Для этого нужно их расшить и замазать пространство цементом с песком. Песка необходимо брать в три раза больше, нежели цемента. Данные компоненты смешиваются, и этой консистенцией производится ремонт трещинок.
Если появилась значительная усадка, но в этом случае можно воспользоваться цементом и устранить проблему самостоятельно. Им следует заполнить пустое пространство в фундаменте. Если такая проблема произошла в частном доме, существует альтернативный вариант ее решения. Вокруг фундамента вырывается яма небольшой ширине. Глубина должна быть больше самого основания. В эту траншею заливается бетон. Таким образом, укрепляется фундамент, что не дает ему дальше оседать.
Фундамент является основой всей постройки. При его оседании возможно даже ее полное или частичное разрушение. Поэтому к данной проблеме следует крайне серьезно, исправить ошибки тяжелее, нежели их предотвратить. Это необходимо делать на этапе строительства самого фундамента и здания.
Выбор песка
Чаще всего по рекомендации специалистов и в соответствии с требованиями строительных нормативов используют речной или карьерный материал довольно крупной фракции. Применение речного песка для подушки фундамента оправдано тем, что его частички имеют оптимальный размер для создания эффективного дренажа и надежной защиты основания от капиллярной влаги и грунтовых или осадочных вод.
Еще одна важная деталь – толщина песчаной подушки под фундамент. Она выбирается с учетом данных геолого-геодезических изысканий, в число которых входят:
- глубина промерзания грунта;
- уровень залегания подземных вод;
- качество и количество различных слоев в грунте на участке строительства;
- масса здания;
- величина предстоящих нагрузок.
Отличительная черта речного песка – отсутствие острых граней на его частичках. После «обработки» проточной речной водой песчинки становятся практически круглыми. Его выбирают не только из-за чистоты материала, но и благодаря довольно крупным размерам песчинок.
Решая, какой песок использовать для обустройства подсыпки под основание дома, стоит вспомнить о том, что карьерные материалы имеют большое количество примесей, в том числе и глины (ее содержание довольно высоко и потому карьерный песок перед созданием подсыпки подлежит обязательной очистке).
Какой щебень нужен для фундамента?
Устойчивость, прочность и долговечность здания напрямую зависят от его фундамента – основной несущей конструкции любого строения. Нарушение технологии при его закладке может привести к разрушению дома, даже если все другие несущие элементы на остальных уровнях выполнены безукоризненно.
В качестве подушки при закладывании фундамента используют щебень, способствующий отведению лишней влаги от цоколя, а правильно выбранная фракция и прочностные характеристики камней равномерно распределяют нагрузку и препятствуют усадке дома. Чтобы понять, какой щебень необходим для основания дома, требуется учесть:
- свойства грунта;
- глубину промерзания почвы;
- уровень грунтовых вод;
- назначение и этажность здания.
Выбор щебня для подушки и бетонной заливки фундамента исходя из его свойств и размеров
Для строительства применяют три основные разновидности щебня, отличающихся по методу добычи/производства и по прочности (расположены по убыванию):
- Гранитный – самый крепкий и морозостойкий. Получается из измельченных горных пород.
- Гравийный добывают в карьерах. Он несколько уступает по своим характеристикам гранитному.
- Известняковый, состоящий из дробленых осадочных пород. Один из самых экономичных, но в силу физико-химических свойств может применяться только при ограниченных нагрузках.
По фракциям щебенка имеет большой разброс от 3 до 300 мм, но в строительстве используют размеры только до 70 мм. Для подушки фундамента чаще всего применяют камни фракцией 20–40 мм со средними характеристиками прочности: М600 и М800. Этого достаточно как для одноэтажных, так и для крупных трехэтажных частных строений. Для более легких построек подойдет марка М400–М500. Для промышленных зданий может понадобиться фракция 40–70 мм с прочностью порядка М1200. Помните о соблюдении технологии – укладывайте песок и щебень слоями толщиной не менее 30 см, используя зерна, в которых лещадность не превышает 10% от общего объема.
Что касается материала, то:
- для хозяйственных построек, бань, гаражей и беседок будет достаточно известкового камня;
- для легких построек в один-два этажа подойдет гравийная щебенка;
- для массивных строений любой этажности необходим гранитный щебень.
Немного другие требования для бетонной заливки фундамента. Если максимальный размер фракции составляет 40 мм, то в бетонной смеси следует использовать две фракции щебня, например, 10 × 20 и 20 × 40 мм. Если максимальный размер – 70 мм, то три: 10 × 20, 20 × 40 и 40 × 70 мм. Чем крупнее размер наибольших частиц, тем надежнее основание. В частном строительстве в большинстве случаев достаточно фракций до 40 мм.
Основываясь на полученной информации, несложно подобрать вид и фракцию щебня, оптимально подходящего для ваших целей.
Что происходит во время усадки
Трещины на стенах дома – первые признаки проседания фундамента После того как залит бетон, происходит несколько параллельных процессов. Прочность бетона возрастает и через 12-18 месяцев выходит на близкие к максимальным значения. Масса плиты уплотняет грунт, сдавливая частицы глины, песка и других веществ. Вместе с сезонами меняются и такие характеристики почвы, как влажность и подвижность.
Плита продавливает землю до тех пор, пока не достигнет того места, в котором влияние прочих факторов становится слишком незначительным. Сколько времени занимают эти процессы, определить невозможно. Поэтому время, которое должен простоять фундамент, определяют на основании геодезических исследований.
В регионах, где температура зимой опускается ниже минус 10 градусов по Цельсию, глубина котлована должна быть ниже глубины промерзания. Поэтому готовое основание должно выстаиваться дольше, ведь температура на такой глубине никогда не опускается ниже 0,3 и не поднимается выше 5 градусов по Цельсию.
