– твердомерзлые;
– пластичномерзлые;
– сыпучемерзлые.
В строительных организациях при работе с грунтами учитывают такую их характеристику, как связанность, которая изменяется в зависимости от влажности грунтов. Связанность проверяют углом естественного откоса, который образуется откосом свободно насыпанного грунта и горизонтальной плоскостью.
Во избежание обрушения откосов при копании траншей для фундаментов необходимо правильно определить угол естественного откоса грунтов. Поможет в этом табл. 4.
При строительстве дома необходимо учитывать такой фактор, как глубина промерзания грунта, зависящая от географического положения местности. Так, средняя глубина промерзания для следующих городов составляет:
1. Волгоград, Псков, Великие Луки, Смоленск – 1,2 м;
2. Пенза, Саратов, Кострома, Вологда – 1,5 м;
3. Москва, Санкт-Петербург, Новгород, Воронеж – 1,4 м.
Действие грунтов на фундаменты
Как известно, вести строительство можно практически на любом грунте. Примером тому являются дворцы Санкт-Петербурга и здания Норильска. Следовательно, основная проблема заключается в принятии верного технического решения при возведении устойчивого фундамента и в правильном выборе средств, требующихся для строительства.
В первую очередь необходимо установить, как взаимодействуют грунт и фундамент. Дело в том, что не только грунт оказывает воздействие на фундамент, но и фундамент на грунт. Под тяжестью сооружения грунт проседает. Как правило, это происходит в первые два года после строительства (рис. 13).
Рис. 13. Проседание грунта: а – сила тяжести; б – сила сопротивления.
Невозможно полностью исключить просадку грунта, поэтому перед строителями ставится задача сделать ее равномерной, в противном случае возможно опущение одной части дома на 10, другой – на 5, третьей – на 25 см. Подобный перекос дома не только приводит к образованию трещин, но и грозит полным разрушением дома.
Как уже говорилось ранее, основной причиной движения грунта и перемещения фундамента является действие сил морозного пучения. Насыщенные водой грунты при замерзании увеличиваются в объеме, иначе говоря, вспучиваются, сжимают фундамент и выталкивают его (рис. 14).
Рис. 14. Выталкивание фундамента под действием сил морозного пучения: а – сила тяжести; б – сила морозного пучения.
Нередко действие сил морозного пучения на фундамент столь велико, что происходит разрушение здания, например, нижняя часть фундамента отделяется от верхней (рис. 15).
Рис. 15. Разрушение фундамента под действием сил морозного пучения: а – сила тяжести; б – сила сопротивления грунта; в – сила морозного пучения.
Худший вариант – опрокидывание фундамента вместе с домом. Это часто происходит при боковых смещениях пластов грунта, особенно в тех случаях, когда дом располагается на холме (рис. 16).
Рис. 16. Опрокидывание фундамента вместе с домом.
Конечно, при оттаивании фундамент снова проседает, однако далеко не всегда возвращается в исходное положение. В результате дом становится неустойчивым.
Для закладки фундамента лучшим считается грунт, глубина промерзания которого выше уровня залегания грунтовых вод. Во всех остальных случаях следует выбирать самый надежный тип фундамента, не считаясь с расходами, и проводить работы для понижения уровня грунтовых вод (осушение участка, прокладку дренажа).
При заглублении фундаментов ниже расчетной глубины промерзания грунта силы пучения исключаются. Если это условие выполняется, то такой фундамент будет достаточно надежным.
Для защиты фундаментов от поверхностных вод, появляющихся в результате таяния снега и выпадения дождей, требуется хорошая гидроизоляция.
Гидроизоляция каменных конструкций материалами на основе синтетических смол, полимеров и битума
Каменная кладка, выполненная из любых материалов, обладает способностью поглощать и пропускать воду. Поэтому каменные конструкции, имеющие непосредственное соприкосновение с грунтом, подвергаются водонасыщению.
Проникнув через кладку в подвал, вода может достичь первого и даже второго этажа, в результате в здании повысится уровень влажности и будет сырость. В целях предохранения фундаментов, стен и других конструкций от проникновения влаги устраивают гидроизоляцию, окрашивая (окрасочная гидроизоляция) или оклеивая (оклеечная гидроизоляция) поверхности гидроизоляционными материалами. В качестве изоляции используют также асфальтовую или цементную (со специальными цементами) штукатурку.
Окрасочную гидроизоляцию выполняют битумной мастикой, приготовленной из битума разных марок и наполнителя (тальк, известь-пушонка, асбест), а также материалами на основе синтетических смол и полимеров.
Оклеечная гидроизоляция предусматривает использование рулонных материалов – таких, как гидроизол, рубероид, изол, бризол, которые приклеивают к поверхности с помощью битумной или других видов мастик. На стены подвалов или поверхность фундаментов гидроизоляцию наносят со стороны, примыкающей к грунту, до уровня отмостки или тротуара.
В ряде случаев при высоком уровне грунтовых вод оклеечную изоляцию защищают со стороны грунта глиняным замком, прижимными стенками из кирпича и др. (рис. 17).
Рис. 17. Гидроизоляция фундаментов: 1 – глиняный замок; 2 – оклеечная изоляция; 3 – горизонтальная изоляция; 4 – прижимная стенка.
Горизонтальная гидроизоляция служит для защиты стен подвалов и зданий от грунтовой влаги, которая проникает со стороны подошвы фундаментов. В бесподвальных зданиях ее делают в цокольной части на 20 см выше уровня отмостки или тротуара. Необходимо отметить, что большую роль в защите фундамента постройки от влаги играют отмостки (рис. 18).
Рис. 18. Устройство отмостков: 1 – цементный раствор; 2 – водосточная канава; 3 – битый кирпич; 4 – глина; 5 – грунт; 6 – фундамент.
Если отмостка имеет уклон вдоль стены здания, то гидроизоляцию делают уступами таким образом, чтобы слои изоляции перекрывали друг друга на длину, равную четырехкратному расстоянию между ними по высоте. В зданиях с подвалами горизонтальную изоляцию устраивают в двух уровнях: первый – у пола подвала, второй в цокольной части выше уровня отмостки или тротуара.
В зависимости от степени водонасыщения грунта, уровня залегания грунтовых вод и других условий гидроизоляционный слой горизонтальной изоляции выполняют в виде стяжки из цементного раствора на портландцементе с уплотняющими добавками (алюминатом натрия и др.) толщиной 20–25 мм или двух слоев толя или рубероида, приклеенных мастикой (толь – дегтевой, рубероид – битумной).
В некоторых случаях гидроизоляцию делают в виде асфальтовой стяжки слоем 25–30 мм. При этом слой стяжки наносят по фундаменту или стенам подвала и продолжают кладку в обычной последовательности, распределяя первые ряды камня на предварительно нанесенном слое кладочного раствора.
Для получения гидроизоляции высокого качества поверхность предварительно очищают от мусора, грязи, пыли, выравнивают и просушивают.
Окрасочную изоляцию обычно выполняют из битумных мастик. Ее наносят щеткой на высушенные и огрунтованные поверхности, используя приемы малярных работ. При необходимости изолируемые поверхности (например, бутовые стены) предварительно выравнивают раствором. Как правило, битумную мастику наносят слоями толщиной около 2 мм в 2–3 приема, чтобы полностью покрыть обрабатываемую поверхность. Наносить каждый последующий слой изоляции следует только после того, как предыдущий слой застынет и будет проверено его качество.
Окрасочная гидроизоляция должна быть сплошной, без трещин, вздутий и отставаний (эти дефекты появляются, если мастика нанесена на неочищенные или сырые поверхности). При наличии дефектных участков их расчищают, сушат и покрывают мастикой заново.
При укладке горизонтальной оклеечной гидроизоляции из толя или рубероида сначала на подготовленную поверхность кладки наклеивают первый слой изоляции. По нему щеткой или стальным гребком распределяют разогретую мастику (толщина слоя не более 1–2 мм) и на него наклеивают второй слой изоляции.
Чтобы слои лучше сцеплялись, рубероид или толь заранее очищают от защитной слюдяной или песочной посыпки стальными щетками, затем острым ножом разрезают на куски нужного размера и свертывают в рулоны, которые при устройстве изоляции раскатывают по обмазанной мастикой поверхности. Второй слой изоляции покрывают сверху слоем горячей мастики толщиной 2 мм и продолжают кладку.
Оклеечную гидроизоляцию боковых поверхностей фундаментов и стен подвалов с помощью рулонных материалов выполняют в такой же последовательности, как и горизонтальную. Перед наклейкой гидроизоляционного слоя основание очищают от пыли и мусора и высушивают: на запыленные и влажные поверхности мастику наносить нельзя, так как изоляция будет отслаиваться.
Поверхность изолируемых конструкций должна быть ровной, сухой, без впадин и бугров. Перед наклеиванием ее сначала огрунтовывают мастикой, затем наклеивают последовательно один за другим слои изоляции; каждый слой оклеечной вертикальной изоляции соединяют с горизонтальной изоляцией внахлест не менее чем на 150 мм, чтобы в место стыка горизонтальной и вертикальной изоляции не проникала вода. Стыки слоев изоляции также делают внахлест на 100–150 мм.
На горизонтальные и слабо наклонные (до 25°) поверхности материал наклеивают следующим образом: после высыхания грунтовки раскатывают рулон и подклеивают один конец полотнища, фиксируя нужное направление материала. Затем рулон скатывают, наносят на изолируемую поверхность слой мастики, снова раскатывают рулон и наклеивают его на подготовленное основание. В каждом последующем слое полотнище должно перекрывать предыдущий слой не менее чем на 100 мм в продольных стыках и не менее чем на 150 мм в поперечных. Расположение одного шва над другим в смежных слоях изоляции и наклейка рулонных материалов во взаимно перпендикулярном направлении не допускаются.
На вертикальные и сильно наклонные (25°) поверхности рулонные материалы наклеивают участками – так называемыми захватками высотой 1,2–1,5 м в направлении снизу вверх.
Материалы предварительно раскраивают на куски с учетом нахлеста. При наклеивании рулоны тщательно притирают к основанию и к ранее наклеенным слоям деревянными шпателями с удлиненной ручкой; на горизонтальных поверхностях наклеиваемые материалы, кроме того, прикатывают катками массой 70–80 кг с мягкой обкладкой.
Швы нахлеста дополнительно промазывают мастикой, отжатой при притирании и укатке материала. Наружную поверхность последнего слоя изоляционного материала покрывают сплошным слоем мастики и посыпают горячим сухим песком.
Гидроизоляция фундаментов традиционными рулонными материалами
Гидроизоляция и ремонт конструкций, подвергающихся действию подземных и надземных вод, будет необходимо не только во время строительства дома, но и в период его дальнейшей эксплуатации.
Известно, что бетонные, каменные и кирпичные здания в большинстве случаев подвергаются воздействию агрессивных подземных вод, что, в свою очередь, приводит к следующим процессам:
– коррозии поверхности;
– выщелачиванию;
– нарушению структуры;
– старению бетона;
– потере прочности;
– ухудшению водопроницаемости;
– потере плотности.
В результате происходит полное разрушение сооружения. Во избежание подобной неприятности его защищают с помощью специальных материалов.
Условно все защитные материалы делятся на две группы:
– традиционные (рулонные и мастичные), изготовленные на основе полимерных смол, полимеров, битумных мастик и др.;
– материалы проникающего действия на основе минерального сырья.
В настоящее время наиболее популярными изоляционными средствами считаются материалы второй группы, принцип действия которых предусматривает проникновение химических составляющих в пористую структуру материала защищаемой конструкции с последующим заполнением пор кристаллогидратами, благодаря чему эксплуатационные характеристики бетона с течением времени только повышаются.
Нередко используют гидроизоляцию фундаментов традиционными материалами. Выполняют ее несколькими способами:
1) укладывают цементный раствор слоем 2–3 см, выравнивают и сушат, после чего настилают рубероид;
2) из 1 части разогретой сосновой смолы и 0,5 частей просеянной извести-пушонки готовят мастику, которую в горячем виде наносят тремя слоями на цемент. При этом толщина каждого слоя должна быть не менее 3 мм. Верхнюю часть фундамента покрывают горячей битумной мастикой и наклеивают на нее слой рубероида (рис. 19).
Рис. 19. Гидроизоляция фундаментов традиционными рулонными материалами: 1 – глина; 2 – слой цементного раствора, снаружи покрытый битумом; 3 – гидроизоляция; 4 – цементный пол; 5 – гидроизоляция; 6 – слой керамзита; 7 – глина.
В домах с подвалом рекомендуется устраивать двухуровневую гидроизоляцию: первый уровень размещают в фундаменте на уровне пола подвала, а второй – в цоколе, на 20 см выше поверхности отмостки, при этом стены и пол подвала изолируют.
Если уровень грунтовой воды ниже уровня пола подвала, то с наружной стороны соприкасающиеся с грунтом стены покрывают битумом. На пол кладут слой жирной глины, уплотняют, покрывают слоем бетона, выравнивают и выдерживают в течение 14 дней.
По истечении указанного срока поверхность пола покрывают слоем битума и наклеивают два слоя рубероида или другого изоляционного материала. Сверху покрывают цементным раствором и железнят.
Для защиты конструкций фундамента по периметру всего дома устраивают подмостку шириной не менее 700 мм.
Гидроизоляция фундаментов материалами проникающего действия
Механизм работы гидроизоляционных материалов проникающего действия можно рассмотреть на примере разработанной на основе минерального сырья смеси «Гидротекс», выпускаемой в России. Этот материал уникален тем, что в нем сочетаются признаки традиционных и проникающих защитных материалов.
Перед работой сухие смеси «Гидротекс» растворяют в воде, после чего наносят на предварительно увлажненную, очищенную от грязи поверхность. Гладкие поверхности зачищают песком под высоким давлением.
Химически активные вещества гидроизоляционных смесей (кварцевый песок и активирующие добавки) проникают в пористую структуру бетона, где образуют нерастворимые нитевидные кристаллы, заполняющие микротрещины, поры и капилляры бетона. В результате уплотненная структура бетона перекрывает доступ воде (но не воздуху).
Глубина проникновения материала «Гидротекс» в структуру бетона составляет 100 мм, в зависимости от плотности бетона (рис. 20).
Рис. 20. Принцип работы гидроизолирующих материалов проникающего действия: а – слой гидроизолирующего материала; б – новое покрытие; в – кристаллы, проникающие в бетон.
Основные достоинства материалов проникающего действия, подобных смесям «Гидротекс», таковы:
– высокие физико-механические свойства;
– создание надежного водонепроницаемого барьера;
– возможность использования как с внутренней, так и с наружной стороны сооружения;
– простота применения (даже начинающий строитель сможет использовать такие средства);
– экологически чистые компоненты;
Поделиться книгой: