Монолитные фундаменты могут быть простыми и армированными. Армированный бетон называют железобетоном. Простые монолитные фундаменты сооружают из бетона марки 50 и выше. Если при укладке бетона в него добавляют кам­ни (общей массой 30 — 40 % от массы бетона), то такой бетон называют бутобетоном. Прочность бутобетона такая же, как и бетона, но его применение значительно сокращает расход цемента, что сказывается на стоимости строительства.

     Строительство монолитного фундамента предполагает сооружение деревянной опалубки из отдельных досок или инвентарных щитов. Использование стенок котлована в качестве опалубки возможно при условии изоляции рубероидом или поливинилхоридной пленкой. В противном случае цементное "молоко" будет впитываться в грунт и прочность фундамента снизится.

     Фундаменты из монолитного железобетона считаются самыми надежными. Они не разрушаются под воздействием влаги и прекрасно воспринимают все вертикальные и бо­ковые нагрузки. На фундаментах, выполненных из монолитного железобетона, можно возводить здания высотой в не­сколько этажей без риска образования трещин в ограждаю­щих конструкциях.

      Земляные работы нужно выполнять непосредственно перед возведением фундаментов. Нельзя оставлять траншею или котлован открытыми, чтобы в них попадала атмосферная влага. Земля, пропитанная водой, набухает, и основание теряет свою несущую способность. Если все-таки вода попала в котлован, то ее нужно вычерпать, а размокший грунт удалить. После этого днище котлована необходимо усилить, втрамбовывая в него щебень. Сверху щебень поливают цементным раствором. Делается это для того, чтобы предотвратить вытекание цементного молока из опалубки.

      Опалубка представляет собой специальную конструкцию, устанавливаемую вдоль всего периметра фундамента и служащую для придания фундаменту нужной формы на время схватывания бетона. Опалубку для монолитного фундамента изготавливают из обрезных досок, чтобы между ними не было щелей. Если имеется возможность, то для опалубки лучше применять инвентарные щиты, использование которых сократит время на изготовление опалубки и снизит трудовые затраты.Инвентарные опалубки — это конструкция многоразового использования, достоинство которой заключается в большом количестве вариантов установки. Это качество ин­вентарной опалубки особенно ценно при сооружении фундаментов с большим количеством углов. Кроме того, использование инвентарной опалубки повысит качество работ и снизит риск расписания щитов под тяжестью монолитного бетона. Точность установки опалубки проверяется с учетом допускаемых отклонений, оговоренных проектом, а ее раскрепле­ние выполняют при помощи специальных приспособлений (натяжные крючки, болты, подкосы и т.п.). Для этого в каркасе опалубки могут предусматриваться специальные отверстия с шагом не более 100 мм, что позволяет соединить щиты любых типоразмеров между собой по любым граням. Примером инвентарной опалубки может служить металлическая конструкция, изображенная на рис. 1.

Рис. 1. Металлическая опалубка: а — общий вид; б — деталь сопряжения щитов; 1 — каркас из уголка; 2 — обшивка; 3 — клиновые замки

      При отсутствии инвентарной опалубки для простейших конструкций изготавливают по месту из древесины или металла по схематическим чертежам или эскизам. Пиломатериалы, применяемые для изготовления опалубки, подбирают из хвойных пород. Допускается использование лиственных пород древесины (осина, ольха и т.д.) для изготовления креплений и распорок. Ширина досок должна быть не более 150 мм, а их толщина должна быть одинаковой. Доски, используемые для изготовления опалубки, должны быть сырыми. Сухие доски впитывают влагу из бетона, тем самым снижая его прочность. При необходимости лицевую сторону опалубки облицовывают металлическими листами или фанерой. Для умень­шения сцепления опалубки с бетоном лицевую поверхность установленной опалубки рекомендуется покрывать смазкой, в качестве которой используют известковое молоко, водный раствор жидкой глины, отработанные минеральные масла и т.д. Внутренняя облицовка опалубки позволяет выполнить лицевые стороны фундамента с достаточно высокой чистотой поверхности.

      Щиты опалубки устанавливают на всю высоту фундамента (рис. 2).

 Рис. 2. Установка щитов опалубки: 1 — распорки (через 1,5 — 2 м);

 2 — щиты из обрезных досок; 3 — накладки (через 1,5 — 2 м)

     Расстояние между щитами должно соответствовать ширине фундамента. С наружной стороны щитов в землю вбивают колья, которые служат для фиксации щитов в нужном положении. Колья крепят к щитам гвоздями. Чтобы щиты не разошлись в процессе укладки бетона, их по верхней кромке щитов раскрепляют деревянными планками. При раскреплении опалубки нужно следить за тем, чтобы все крепежные элементы (колья, распорные планки и т.п.) располагались вне пространства, в которое должен укладываться бетон. Если этого не сделать, то извлечь крепежные элементы из тела фундамента после затвердения бетона будет уже невозможно.

     Помните, чем ровнее будет установлена опалубка, тем точнее и ровнее будет "тело" фундамента. Это особенно важно для надземной его части — цоколя, внешний вид которого играет не последнюю роль в архитектурном оформлении здания в целом. Такой фундамент после распалубки затирают тонким слоем цементного раствора, и он не нуждается в дополнительной наружной отделке, ведь любая искусственная облицовка монолитного фундамента красиво смотрится только первые годы, так как со временем облицовочный слой отслаивается.

     Армирование фундаментов придает бетону необходимую прочность, превращая его в железобетон. Простой бетон хорошо воспринимает нагрузки, направленные на сжатие, но плохо — направленные на растяжение и изгиб. Этот недостаток бетона исправляется его армированием отдельными металлическими стержнями или специально для этого сваренными каркасами из арматурной стали гладкого или периодического профиля (рис. 3).

Рис .3. Армирующие конструкции для различных фундаментов:

а — колонные; б — балки; в — ребристые плиты

     При правильном соотношении вяжущих, заполнителей и арматуры получается мощная конструкция, способная выдержать очень большие нагрузки. Железобетонный фундамент не боится местных просадок грунта, надежно удерживая ограждающие конструкции здания. Однако при этом следует помнить, что стальная арматура, предназначенная для армирования бетона должна быть чистой, без жировой и коррозийной пленки. Наличие загрязнений на поверхности арматуры снижает степень ее сцепления с бетоном, от чего страдает прочность всей конструкции.

     Количество арматурных стержней, их диаметр и профиль, а также место расположения их в каркасе оговаривается проектом.

     Для изготовления арматурных каркасов в строительстве используется круглая арматурная сталь, горячекатаная сталь периодического профиля. Реже употребляется квадратная и полосовая сталь. Арматурная сталь диаметром до 12 мм относится к категории легкой арматуры и поступает в бухтах.

     Спецификация проволоки для армирования железобетонных конструкций приведена в табл. 1, 2, 3.

 Таблица 1. Проволока стальная низкоуглеродистая холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций

 Таблица 2. Проволока стальная круглая углеродистая для предварительного напряжения железобетонных конструкций

 Таблица 3. Виды арматурной стали периодического профиля для строительных работ

      Арматура диаметром 12 мм и выше поставляется в прутках и считается тяжелой арматурой. По своему назначению арматура в железобетонных конструкциях разделяется на рабочую и распределительную.

     Рабочая арматура воспринимает нагрузки внешние и от собственной массы конструкции. Распределительная арматура обеспечивает совместную работу всего арматурного каркаса путем распределения нагрузок между стержнями рабочей арматуры. Распределительная арматура соединяется с рабочей при помощи сварки, реже при помощи проволочной скрутки. Процесс заготовки арматуры состоит из правки, сортировки, резки, гнутья и сборки арматурных каркасов. Расход стали для армирования железобетонных конструкций составляет в среднем около 100 кг на 1 м³ бетона.

     При сварке арматурного каркаса непосредственно на строительной площадке эту работу следует поручать специалистам, прошедшим теоретическую и практическую подготовку и имеющим допуск к данному виду работ. Ручная вязка арматуры может применяться лишь в исключительных случаях при выполнении мелких работ. Крепление штучной арматуры в местах пересечения должно выполняться с соблюдением следующих требований:

—        стержни диаметром до 25 мм скрепляются точечной сваркой, вязальной проволокой, пластмассовыми соедини­тельными элементами.

—        стержни диаметром более 25 мм скрепляют только ду­говой сваркой, если проектом не предусмотрены другие ме­тоды скрепления;

—        перевязкой или сваркой должно быть соединено не ме­нее 50 % пересечений, при этом пересечения в углах обяза­тельно соединяются;

—        пересечение осей стержней арматуры классов A-l, А -II, A-III диаметром до 40 мм в сварных стыковых соединениях осуществляют с накладками, выполненными дуговой сваркой протяженными швами.

     Смещение арматурных стержней при их установке в опа­лубку не должно превышать 1/5 наибольшего диаметра стержня, а отклонение от проектной толщины защитного слоя бетона не должно превышать 3 мм для толщины защитного слоя бетона 15 мм и менее 5 мм для толщины защитного слоя более 15 мм. При установке арматуры необходимо произвес­ти проверку опалубки и устранить выявленные дефекты.

     Бетонирование фундамента нужно выполнять при поло­жительных температурах наружного воздуха. Если бетониро­вание ведется при отрицательных температурах, то следует принять меры по утеплению уложенной бетонной смеси. Пе­ремерзший бетон теряет прочность и рассыпается. В сухую жаркую погоду опалубку перед бетонированием увлажняют, чтобы влага из бетона не впитывалась в доски опалубки.

     Бетон на строительную площадку поставляется авто­транспортом или изготавливается на месте при помощи пе­редвижных бетоносмесителей. Транспортировака бетона са­мосвалами нежелательна, так как бетон во время движения автомобиля расслаивается и теряет свои качества. Для уст­ранения этого используют автобетоносмесители, которые в процессе транспортировки бетона перемешивают его. Это дает возможность транспортировать смесь на большие рас­стояния (более 45 км), исключая расслоение бетона. Во всех остальных случаях дальность перевозки бетонной смеси ог­раничивается расстоянием в 40 км. Во время доставки затво­ренной водой бетонной смеси к месту укладки необходимо предотвратить утечеку цементного молока, попадание атмо­сферной влаги и замораживание.

     Бетонирование фундамента ведется слоями с уплотнени­ем каждого слоя вибраторами или штыкованием. Подают бе­тонную смесь к месту укладки в бадье или бетоноукладчиком. Спуск бетонной смеси с высоты, во избежание расслоения, выполняется с соблюдением следующих правил:

—        высота свободного сбрасывания бетонной смеси в ар­мированные конструкции не должна превышать 2 м, а при по­даче на перекрытия — 1 м;

—        спуск бетонной смеси с высоты более 2 м должен осу­ществляться по виброжелобам, обеспечивающим медленное сползание смеси без расслоения.

     Самым надежным методом уплотнения бетонной смеси считается вибрирование. Для этого используют глубинные (внутренние), площадочные (поверхностные) и наружные ви­браторы, применение которых зависит от вида конструкции (рис, 4).

Рис. 4. Вибраторы: А — внутренний одиночный: 1 — корпус вибратора; 2 — штанга; 3 — бетонная смесь; Б — наружный вибратор; 1 — корпус; 2 — опалубка, бетонная смесь; В — поверхностный вибратор: 1 — корпус; 2 — металлическая прокладка; 3 — бетонная смесь

      Вибрирование снижает силу сцепления между зернами бетонной смеси, и она хорошо уплотняется. Про­должительность вибрирования зависит от пластичности бе­тонной смеси. Чрезмерное вибрирование бетонной смеси недопустимо, так как может привести к ее расслоению. При вибрировании бетонной смеси следует соблюдать следую­щие требования:

—        шаг перестановки внутренних вибраторов не должен превышать полуторного радиуса их действия;

—        глубина погружения внутреннего вибратора в бетонную смесь должна обеспечивать частичное углубление его в ра­нее уложенный затвердевший слой бетона (для лучшей связи слоев между собой);

—        при извлечении вибратора в бетонной смеси не должна образовываться воронка;

—        шаг перестановки поверхностных вибраторов должен обеспечивать перекрытие на 100 — 200 мм площадкой ви­братора границ уже провибрированного участка;

—        не допускается опирание вибратора во время его рабо­ты на арматуру, закладные части и опалубку.

Толщина слоев укладываемой бетонной смеси не должна превышать:

—        при внутреннем вибрировании — 1,25 длины рабочей части вибратора;

—        при поверхностном вибрировании неармированных конструкций и армированных одиночной арматурой — 250 мм, в конструкциях с двойной арматурой — 120 мм.

Основными признаками уплотнения бетонной смеси являются:

—        прекращение оседания бетонной смеси;

—        появление цементного молока на поверхности;

—        прекращение выделения пузырьков воздуха.

     Монолитность бетонной конструкции фундамента обеспе­чивается непрерывным бетонированием. Если это сделать не удается, — устраивают рабочие швы, под которыми понима­ют плоскость стыка между затвердевшим старым и свежеуложенным бетоном. Рабочие швы могут быть горизонталь­ными или вертикальными, но никогда их не делают наклонны­ми, Возобновлять прерванное бетонирование можно в том случае, если бетонная смесь приобрела прочность не менее 1, МПа, а также если ранее уложенная бетонная смесь при вибрации разжижается, то есть процесс ее кристаллизации находится еще в начальной стадии. Перед началом укладки бетона поверхность рабочего шва промывают, а цементную пленку очищают стальной щеткой.

     При бетонировании в условиях отрицательных температур прочность монолитной конструкции к моменту возможного замерзания указывается проектом производства работ. В любом случае прочность бетона до замерзания должна со­ставлять не менее:

—        для бетонных и железобетонных конструкций с нена- прягаемой арматурой — 50 % прочности при проектной мар­ке бетона 150, 40 % для бетонов марки 200 — 300 и 30 % для бетонов марки 400 — 500;

—        для конструкций с предварительно напрягаемой арма­турой, пролетных строений и других ответственных железо­бетонных конструкций — 70 % проектной прочности. Эти тре­бования не распространяются на бетоны с противоморозными добавками.

     Самой распространенной ошибкой, которая допускается при бетонировании фундаментов, является попадание в бе­тон грунта, отваливающегося с бровки траншеи или котлова­на. Части грунта снижают прочность бетона и повышают ве­роятность образования трещин.

     Уход за уложенным бетоном является важной составной частью бетонирования, особенно в течение первой недели. Уложенную бетонную смесь выдерживают при соблюдении требуемого температурно-влажностного режима (18 - 25°С), предохраняют от ударов, сотрясений и других механических воздействий, способных разрушить структуру бетона. Свежеуложенный бетон до достижения 75 % проектной прочности следует оберегать от воздействия ветра, мороза и прямых солнечных лучей. Для поддержания температурно-влажност­ного режима в летнее время свежеуложенный бетон укрывают влагоемкими покрытиями (рогожа, мешковина, плотная ткань, опилки и т.д.) и поливают водой. В жаркую погоду водой поли­вают и опалубку. Частота полива влагоемких покрытий бетона зависит от конкретных климатических условий, но в любом случае она должна быть такой, чтобы поверхность бетона на­ходилась во влажном состоянии. Процесс схватывания бетона продолжается довольно длительное время. Однако самым от­ветственным промежутком времени считается первая неделя после бетонирования. В этот период нельзя допускать высы­хание бетона, особенно под лучами палящего солнца. От дей­ствия солнечных лучей или ветра бетон быстро теряет влагу, а в его массиве появляются трещины.

     При отрицательных температурах бетон выдерживают по принципу термоса. Для этого делают утепленную опалубку, а открытые поверхности покрывают защитными покрытиями (маты, опилки и т.д.). При низких отрицательных температу­рах способ термоса совмещают с электрическим обогревом бетона, обдуванием теплым воздухом или паром. В бетон, ук­ладываемый в условиях отрицательных температур, можно добавлять химические добавки: ускорители, цементы с по­вышенным тепловыделением, быстротвердеющие цементы. Самым распространенным способом прогрева свежеуложенного бетона является электрический прогрев. Для электро­прогрева применяют стержневые электроды из стальной проволоки диаметром 4-6 мм. Электроды устанавливают в бетон вертикально на расстоянии 15 - 25 см один от другого. Напряжение питающей сети должно быть 40 - 60 В.

     Бетон при электропрогреве нагревают до температуры не выше 40 - 60 °С. Электропрогрев при этой температуре в те­чение 12-18 часов обеспечит нарастание прочности бетона до 20 % от проектной. После этого бетон следует укрыть ма­тами, толстым слоем опилок, немерзлым вспушенным грун­том или толстым слоем снега. Нагружать фундаменты разре­шается только после достижения бетоном необходимой прочности. Небольшие нагрузки можно прикладывать через две недели после бетонирования, а полностью нагружать фундамент можно не ранее, чем через 28 суток.

     Снимать опалубку можно не ранее, чем через 10 дней по­сле окончания бетонирования. Нагружать монолитные фун­даменты перекрытием и кирпичной кладкой можно только по­сле полного схватывания бетона. Монолитный фундамент, выполненный по указанной технологии, обеспечит равномер­ную усадку дома без трещин и перекосов. Длительное сохра­нение опалубки чревато сильным сцеплением бетона с ее стенками. В результате этого снятие опалубки без поврежде­ния поверхностных слоев будет проблематичным.

     Снимать опалубку нужно аккуратно, чтобы не осыпались углы фундамента, которые еще не набрали необходимой прочности. Все дефекты, обнаруженные на бетонной поверх­ности (раковины, сколы и т.п.), зачищают металлической щеткой, промывают струей воды под напором и затирают жирным цементным раствором соотношением 1:2. Крупные раковины и каверны расчищают на всю глубину с удалением слабого бетона и выступающих кусков заполнителя. Поверх­ность обрабатывают металлическими щетками и промывают струей воды под напором. Раковины заделывают жесткой бе­тонной смесью.

     Технологические отверстия для подземных коммуника­ций (водопровод, канализация, силовые электрические кабе­ли и т.п.) предусматривают перед началом бетонирования. Для этого в соответствующих местах опалубки вставляют ме­таллические или пластмассовые гильзы соответствующего диаметра. На время строительства их прикрывают ветошью, просмоленной паклей или другими подобными материалами. После прокладки коммуникаций отверстия чеканят просмо­ленным канатом до полной герметизации или заполняют си­ликоновыми герметизирующими составами.