Сверхпрочный фундамент: новая технология, которую никто не видел раньше

Сверхпрочный фундамент: новая технология, которую никто не видел раньше

Адам Гликман,
НТФ "Геофизпрогноз",

Столько лет, сколько существует строительное дело, актуальна проблема внезапных и необъяснимых разрушений. Почему из двух одинаковых, рядом стоящих, одновременно построенных по одной и той же технологии домов один стоит долго и эксплуатируется без проблем, а другой разрушается? Почему дом, простоявший много лет, начинает быстро разрушаться при надстройке его на один этаж? Или при пристройке к нему портика? Или при ведении строительных работ в стороне, и порой довольно далеко от этого дома?…
Так не бывает, чтобы столь важные события никак не объяснялись. Объяснение есть, и оно постоянно на слуху - вину возлагают на строителей. Кроме того, для как бы объяснения придуман ряд как бы научных понятий и терминов, за которыми никакого смысла нет, и в этом их сила. Мне очень нравится одно из таких понятий - суффозия. Этим термином обозначают вынос грунта из-под фундамента. Правда, как и куда его выносит - непонятно.
Как известно всем профессиональным строителям, строительное дело зиждется на двух "китах", на двух фундаментальных положениях. Первое из них звучит следующим образом: «Строить можно везде». А второе: «Если дом разрушается, значит, сэкономили на фундаменте». На самом деле, эти два утверждения весьма взаимосвязаны. А именно, строить можно везде, но чем проблемнее грунт, тем прочнее должен быть фундамент. Несколько утрируя, можно сказать, что на бесконечно прочном фундаменте можно возводить сооружения любого уровня ответственности в любом месте Земли.
В порядке выполнения этой задачи, в последнее время все большее внимание уделяется монолитному строительству. Это когда на грунте лежит железобетонная плита, т.н. плавающее основание, и на ней с помощью растущей снизу вверх опалубки железобетонные возводят несущие конструкции (стены).
Монолитные конструкции представляются наиболее надежными в силу прочности бетона. Однако, вместе с тем, нам неизвестен ни один дом, построенный в Петербурге по этой технологии, в котором бы не развивались трещины. Как правило, эти трещины увидеть непросто. Поскольку железобетонные элементы закрыты - снаружи пенобетоном «под кирпич», а изнутри - гипроком, то простым осмотром, с улицы, эти трещины увидеть нельзя. За исключением, совсем уж разрушающихся домов, как например, по адресу СПб, ул.Замшина, 31, корп.4.
Чтобы понять, почему дома, построенные по технологии монолитного строительства, оказались наименее надежными, рассмотрим следующие примеры.
На рис.1 показана фотография стенки маленького гаража. Подобные разрушения, когда кирпичная кладка рвется субвертикальными трещинами, видели все.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое ТАКОЙ фундамент

ФУНДА́МЕНТ , -а, м.

1. Основание (из камня, бетона и т. п.), служащее опорой для стен здания, для машин и т. п. Сруб уже был готов, пора уже было класть фундамент, но не приходили каменщики. Чехов, Моя жизнь . Станок лег на фундамент, рабочие стучали кувалдами, чтобы болты вошли в пазы станка. Крымов, Инженер.

2. перен. База, опора, основа чего-л. Мои мнения основаны на таком крепком фундаменте, что и не нуждаются в новых аргументах. А. Островский, Не от мира сего. Кроме казенного жалованья, составляющего фундамент, на котором зиждется благосостояние семьи, --- у Павла Ермолаича есть еще усадьбица в Лугском уезде. Салтыков-Щедрин, В среде умеренности и аккуратности.

Какие преимущества имеет ТАКОЙ фундамент по сравнению с другими типами фундаментов

Фундамент бывает разных типов. Логично предположить, что для большого трёхэтажного кирпичного коттеджа и для маленького одноэтажного дачного домика он будет разным.

Разберёмся детально, от каких факторов зависит выбор фундамента.

• Размеры и этажность дома . Это поможет рассчитать нагрузку на фундамент. Особое внимание уделяют площади опоры ― иначе говоря, периметру здания. От неё зависит давление на фундамент. Чем больше площадь опоры, тем меньше давление (и наоборот).Например, возьмём два дома по 100 м ― одно- и двухэтажный. Площадь опоры у них будет отличаться, а значит, и нагрузка на фундамент от здания будет распределяться по-разному. Обычно такие расчёты для фундамента делают специалисты.
• Используемые стройматериалы . Дом может быть построен из тяжёлого кирпича, увесистого дерева, лёгкого газо- или пенобетона и пр. И в каждом случае потребуется разный фундамент, потому что нагрузка на него будет отличаться. Причём учитывают вес не только стен, но и крыши, перекрытий, мебели (ориентировочно). Чем больше общий вес здания ― тем надёжнее должен быть фундамент. В противном случае на него будет слишком большая нагрузка и он может не выдержать. Если ваша цель ― сэкономить на фундаменте, используйте лёгкие материалы. Например, смонтируйте крышу из профлиста или металлочерепицы , а стены обшейте стальным сайдингом или профнастилом . Эти стройматериалы мало весят, поэтому не создают дополнительной нагрузки на фундамент.

Какие материалы используются для создания ТАКОГО фундамента

Прежде чем рассказывать об обустройстве современных фундаментов, давайте обратимся к истории и вспомним, из каких материалов возводили сооружения наши предки. Вы удивитесь, но бетон применялся для организации жилищ с давних времен.

Стремясь к комфортному быту, древние люди лепили «куличи», которые состояли из смеси глины и «жирной» земли, разбавленной водой. Этот застывший раствор использовался для создания оснований хижин. Трудно представить, но такие постройки, найденные археологами, датируются 7500 лет до н. э.!

Аналог современного портландцемента использовался нашими предками более двух тысячелетий назад. Эта смесь называлась «римским цементом». В разные века строители применяли в качестве вяжущих средств гипс, глину и известь. И только в 1796 году в Англии священник Джеймс Паркер объявил об открытии первого прототипа современного цемента — данный стройматериал был получен методом обжига глины с известью.

Однако он не был оценен строителями. Мастера отказались его использовать из-за низкого качества. Зато уже через 30 лет еще один англичанин, сын каменщика из Линдса Джозеф Аспин, вошел в историю в качестве разработчика технологии производства портландцемента. Данный материал применяется при возведении сооружений и в наше время.

Создание еще одного используемого сегодня стройматериала, железобетона, обусловлено особенностью цемента — высокопрочного при сжатии и вместе с тем хрупкого при растяжении. Устранить данное несовершенство случайно удалось парижскому садовнику Джозефу Монье. Первоначально у него и в мыслях не было сделать революционное открытие в сфере строительства. Его цель была гораздо примитивнее — укрепить емкости, необходимые для пересадки апельсиновых деревьев.

Недолговечным кадкам садовник решил придать прочность с помощью прутьев, выполненных из железа. Желаемого результата Монье достиг, а затем стал экспериментировать с материалами. В результате спустя 10 лет, в 1848 году, он стал обладателем патента на железобетон. А доработал технологию инженер-строитель из Германии Густав Вайнс. Он переместил металлическую арматуру в сторону наибольшей нагрузки на растяжение. Сегодняшняя технология производства армированного бетона мало отличается от предложенной немцем. Правда, в малоэтажном строительстве при создании фундаментов металл в качестве наполнителя используется нечасто. Его заменяют натуральный камень или кирпич. Данный вид цемента получил название бутобетон.

Немного о деревянных фундаментах

Основания из данных материалов часто используются при возведении легких малогабаритных конструкций. Это объясняется демократичной стоимостью стройматериала и его удобством в монтаже. И вместе с тем дерево имеет свои недостатки: в частности, недолговечность и слабую несущую способность, из-за чего оно используется лишь в частном дачном строительстве (организации бань и т. д.). А наиболее «демократичными» способами строительства фундамента из древесины являются свайный и ленточный.

Как ТАКОЙ фундамент может изменить строительную индустрию

• каменистые и скалистые  — они   не меняют своих свойств даже в сильные морозы и поэтому сами по себе являются идеальным фундаментом;
• хрящеваты е  —  состоят из гравия и обломков камней и отличаются высокой прочностью. Глубина закладки фундаментов на них не зависит от глубины промерзания;
• песчаные  —  промерзают слабо, на незначительную глубину (50-100 см);  
• глинистые  —  хорошо удерживают влагу, поэтому при замерзании пучатся (о том, что это значит, см. ниже). Уплотнённая глина пучится меньше;
• суглинки и супеси  —  смесь песка и глины; в зависимости от того, какой компонент преобладает, грунт ведет себя или как песок, или как глина;
• торфяные  —  осушенные болотные, с очень высоким уровнем залегания грунтовых вод.

  При отрицательных температурах вода, содержащаяся в грунте, замерзает, превращаясь в лед, и заметно увеличивается в объеме. Этот процесс, называемый пучением грунта , часто происходит неравномерно, что оказывает негативное, а порой просто гибельное влияние на фундамент. Неправильно сделанный фундамент может послужить причиной трещин в стенах и полного разрушения строения На глубину промерзания грунта влияют :

1. тип грунта: например, песчаные грунты промерзают на большую глубину, чем глинистые;  
2. климат: чем ниже среднегодовая температура, тем промерзание грунта глубже;
3. уровень грунтовых вод: чем он выше, тем сильнее их влияние на фундамент при замерзании.

Для каждого региона и типа почвы рассчитана своя нормативная глубина промерзания . Например, в МО она составляет:

• для глин и суглинков  —  1,35 м; 
• для песков и супесей  —  1,64 м; 
• для крупнозернистых песков  —  1,76 м; 
• для крупнообломочных грунтов  —  2 м. 

Следует отметить, что при определении показателей учитывались крайне суровые условия: высокий уровень грунтовых вод, сильный мороз, отсутствие снега. В действительности глубина промерзания грунта может отличаться в меньшую сторону .Уровень грунтовых вод существенно влияет на поведение грунта. Хорошо, если глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. Если она больше, то по мере усиления морозов она будет увеличиваться. И когда она достигнет уровня грунтовых вод, те начнут замерзать, грунт увеличится в объеме и вспучится.Пучение грунта почти никогда не происходит равномерно. Чем сильнее грунт насыщен водой, тем сильнее он пучится при замерзании, воздействуя на фундамент. Это может выражаться в выталкивании фундамента из земли зимой и особенно весной и опускании его летом. Результат — перекос фундамента, перераспределение нагрузок в нем и во всем строении, возможность появления трещин как в самом фундаменте, так и в стенах дома. И, как следствие, деформации фундамента вплоть до разрушения постройки .

Какие строительные проекты могут быть реализованы с использованием ТАКОГО фундамента

У многих наших клиентов часто на начальном этапе строительства встаёт вопрос – какой фундамент выбрать для своего загородного дома?Чтобы ответить на него, главный инженер компании «Фундамент-СПб» Алексей Александров посетил 3 объекта в Ленинградской области, на каждом из которых были построены разные виды фундаментов – монолитный цокольный этаж, ленточный фундамент и монолитная плита с ростверком.

– В поселке Пески компания «Фундамент-СПб» производит строительство монолитного цокольного этажа. Данный тип фундамента выбирает тот наш заказчик, у которого участок имеет ярко выраженный рельеф, и построить там обычный плитный фундамент не представляется возможным. Также если участок ограниченной площади, и клиент не хочет занимать домом весь участок, можно построить цокольный первый этаж, а второй этаж в обычном понимании этого слова.

В данный момент мы уже завершили работы по гидроизоляции этого фундамента и приступили к утеплению ограждающей конструкции фундамента. Также наша компания выполнила комплекс работ по водоотведению грунтовых вод от фундамента – нами установлены дренажная система и рассеиватель.

На цокольном этаже будет размещён гараж и несколько подобных технических помещений. Этот объект вмещает в себя порядка 150 кубов бетона, включая сам фундамент, а также стены и перекрытия с балками и пилонами. На второй этаж ведет монолитная лестница, которая была залита одновременно с плитой перекрытия. Отсюда открывается прекрасный вид на сосновый бор, и до Финского залива тут можно дойти пешком. Заказчик также строит на этом участке баню, эти работы выполняются также нашей компанией «Фундамент-СПб».

Второй объект находится в посёлке Глинки. Там компания «Фундамент-СПб» реализовала ленточный фундамент. Такой тип фундамента выбирают те заказчики, у кого на участке имеется рельеф небольшой переменной высоты. Также, как правило, такой фундамент идеально подходит для постройки относительно легкого деревянного дома. Если же у вас низкая несущая способность грунта, то этот тип фундамента лучше не применять и использовать монолит с ростверком, о котором мы расскажем далее.

На этом объекте помимо фундамента мы предусмотрели дренажную систему, которая отводит воду от фундамента, а также продухи – специальные отверстия в ленте фундамента. Они служат как вентиляцией внутрифундаментного пространства, а также служат для разводки инженерных сетей.

«Холодная» часть фундамента, где у заказчика предусмотрено крыльцо и которая будет находиться на улице, отсечена от теплового контура здания специальным термошвом из пеноплекса. В этом проекте было вложено порядка 15 кубов бетона, также нашими специалистами была использована профилированная мембрана-плантер, которая заменяет бетонную подготовку, защищает фундамент от давления воды снизу, а также равномерно распределяет давление грунта на всю площадь фундамента.

Выборка родного грунта на этом проекте составила порядка 700 мм, всю эту глубину мы заменили песком, а под сами ленты фундамента выложили щебень. В этом доме будет располагаться пять комнат и одна крытая терраса. По большому счёту это всё, что можно рассказать про ленточные фундаменты. Поехали дальше!

Наш третий объект находится в посёлке Оржицы. Там нашей компанией был реализован практически самый популярный тип фундаментов – плита с ростверком. Такой фундамент подходит для любого дома как из кирпича, так из газобетона и из дерева. Поэтому его выбирают 90% наших заказчиков. Но такой тип фундамента реализуем только на участке с ровным рельефом.

На ленту, которую вы видите на фундаменте, будут опираться несущие стены дома. Здесь уже разведены инженерные сети, пропуски под канализацию, а красные гофрированные трубы служат для разводки электричества. Вставки из пеноплекса предусмотрены для того, чтобы в дальнейшем их можно было достать из ленты и провести инженерные коммуникации. Также нашими специалистами был реализован прифундаментный дренаж, который собирает воду вокруг фундамента и отводит её за границу участка. Подошвы фундамента полностью утеплена пеноплексом, который располагается под всей площадью монолита. Монолитная лестница заливалась в один этап вместе с ростверком.

Заказчик выбрал данный тип фундамента чтобы построить здесь кирпичный дом – данный тип фундаментов выдерживает бОльшие нагрузки, нежели ленточные фундаменты. На этом объекте было залито 40 кубов бетона, и в дальнейшем здесь планируется строительство двухэтажного дома.

Я рассказал вам о самых популярных типах фундаментов, которые реализуют наша компания. Позвоните нам, и мы бесплатно приедем на ваш загородный участок, посмотрим его рельеф и подберем для вас наиболее подходящий тип фундамента!

Как ТАКОЙ фундамент может повлиять на экологию и безопасность строительства

Песок, глина и их реакция на погоду

Непогода, экстремальные природные явления и долгие периоды сухости или проливных дождей оказывают серьезное влияние на почву и, в конечном счете, на фундаменты наших зданий. Лето 2018 года стало третьим самым жарким в истории наблюдений в России, а жаркая погода не покидала нас. Затем январь стал одним из самых холодных месяцев, особенно в Москве и области. В то время, когда одни люди страдали от рекордных высоких температур, другие испытали на себе различные стихийные бедствия, такие как наводнения, пожары, ливни и циклоны, которые внезапно и разрушительно повлияли на дома и население.

Как погода влияет на землю

В нашем регионе наиболее распространены различные типы почвы с их особенностями и реакцией на погодные условия, которые могут серьезно повлиять на несущие конструкции зданий. Дома, построенные на рыхлых грунтах, песке или реактивных глинах, особенно подвержены сезонным или экстремальным дождям, наводнениям и засухе (а также заморозкам).

Реактивная глина расширяется и сжимается при смачивании и высыхании, что приводит к трещинам во время длительных сухих периодов и набуханию под воздействием влаги. При заморозках она структурно разрушается из-за замерзания и расширения воды в порах.

Песок и суглинки склонны к оседанию из-за вымывания более мелких частиц в этих типах почвы, оставляя более крупные частицы для оседания.

При строительстве засыпка часто состоит из грунта и других материалов, таких как заполнители полостей, кирпичная крошка или бетон, а также строительные отходы. Когда большой объем воды проникает через этот слой и смывает более мелкие частицы, это может привести к провалам во всей засыпке. В результате может образоваться вмятина на поверхности земли, а состояние окружающего грунта и плохая укладка только усугубляют ситуацию. При изменении свойств основания грунта он больше не может поддерживать фундамент здания, и конструкция начинает постепенно опускаться, приводя к неравномерной просадке дома. Это явление известно как "просадка грунта".

Уровень влажности почвы является ключевым фактором потенциальных проблем. Например, глинистые почвы в умеренных климатических районах часто остаются влажными, что делает их подверженными усадке во время длительной сухой погоды. Однако во время дождливого сезона эти почвы могут поглощать или задерживать влагу, а в сочетании с морозами и оттаиванием они могут вызвать проблемы просадки. В случае наводнений или аварийные ситуации, текущая вода может смывать или размывать почву, вызывая эрозию и провалы. Все эти сценарии могут серьезно повредить фундаменты зданий и другие несущие конструкции.

Растущее влияние экстремальных погодных условий ощущается во всем мире. Например, даже в регионах с мягким морским климатом, таких как Великобритания, после рекордно теплого лета, множество фундаментов зданий столкнулись с проблемой оседания из-за стабильно теплой погоды, которая вызвала высыхание подземных вод. В результате возник всплеск жалоб на просадку фундаментов, и страховые компании получили необычно большое количество претензий, связанных с этими проблемами.

Как справиться с проблемой просадки

К счастью, существуют методы, которые позволяют быстро, эффективно и экономично восстанавливать фундаменты, пострадавшие от оседания, с помощью передовых решений, которые предлагают альтернативу традиционным, инвазивным и трудоемким методам, таким как бетонирование или свайные работы.

Одно из таких решений - запатентованная методика инъекций смолы, разработанная компанией Uretek. Этот метод не требует раскопок и создает минимальные неудобства для домовладельцев, часто позволяя им оставаться в доме во время проведения работ.

В случае появления признаков просадки фундамента важно оперативно обратиться за консультацией к квалифицированным строительным специалистам или геотехническим инженерам, чтобы убедиться, что у вас есть всю необходимую информацию и факты для принятия правильного решения. Не забывайте, что быстрые действия и раннее вмешательство помогут избежать серьезных последствий и сохранить целостность вашего дома.

Какие проблемы и ограничения могут возникнуть при использовании ТАКОГО фундамента

Растрескивание фундаментных стен может обнаружиться на этапе обустройства основания, при возведении этажей или в процессе эксплуатации. Конечно, чем раньше откроется проблема, тем проще её устранить.

Почему возникаю трещины в фундаменте:

• Неправильно подобранная конструкция фундамента для геологических условий или некачественная подготовка грунта.
• Сильное пучение грунта, превышающее сопротивление бетонной конструкции.
• Неправильно рассчитанный фундамент относительно нагрузки сверху.

Как не допустить ошибки:

• Грамотно составленный проект и выбранный тип конструкции;
• Использование бетонной смеси заводского производства и правильной системы армирования.

Как устранить проблему растрескивания:

• Во-первых, определить, из-за чего возникают трещины в стенах – из-за слабого бетона и недостаточной прочности ленты, либо из-за явлений в грунте. На глаз сделать это будет сложно, помогут эксперты.
• Во-вторых, укрепить конструкцию и уширить подошву. Сделать это можно дополнительной обноской из железобетона, иными словами, наращиванием толщины стенки. Для этого фундамент откапывают до подошвы, оголяют арматуру, делают к ней привязку дополнительных прутьев и осуществляют заливку бетоном не ниже марки М400 с хорошей гидроизоляцией.
• При морозном пучении хорошо сделать песчаную прокладку между стеной и грунтом – песок хорошо перераспределяет поступающие нагрузки и несколько из смягчает. Также можно сделать внешнее утепление – утеплитель тоже компенсирует поступающие нагрузки.

При неравномерном оседании свайного фундамента проблема может быть в разнородности грунтов, в том числе сильносжимаемых. Проблема решается введением дополнительных свай в проседаемых местах, также запрещено обустраивать рядом с домом бетонные площадки-парковки, разрешена присыпка щебня до 15 см.

Как ТАКОЙ фундамент может быть эффективно использован в различных климатических условиях

Суть свайных фундаментов заключается в том, что они представляют собой вертикальные элементы, способные передавать нагрузку от здания в более прочные слои грунта под поверхностью. Свайный фундамент состоит из свай (металлических, деревянных или железобетонных стержней), которые вбиваются или пробиваются в грунт до достаточной глубины.

Основные преимущества свайных фундаментов:

• Высокая надежность и долговечность
• Устойчивость к изменениям грунтовых условий
• Способность переносить большие нагрузки
• Возможность эксплуатации в сложных климатических условиях арктических регионов

Свайные фундаменты могут быть различных видов, включая винтовые сваи, сваи на штырях, сваи на буровом забое и другие. Выбор оптимального типа свайного фундамента зависит от множества факторов, таких как тип грунта, характеристики нагрузок, доступность и стоимость материалов.

При строительстве зданий в арктических регионах особое внимание уделяется грамотному проектированию и выполнению свайных фундаментов. Необходимо учитывать возможные изменения грунтовых условий, устойчивость криосоставляющих и другие факторы, которые могут повлиять на надежность и долговечность фундамента.

В целом, свайные фундаменты являются надежным и эффективным способом осуществления строительства в арктических регионах. Они позволяют создавать устойчивые и надежные основы для зданий, обеспечивая их долговечность и безопасность в условиях сурового климата и сложных грунтовых условий.