Строительство дома
Буронабивные сваи с расширением к подошве (технология ТИСЭ )
Исследования показали,что несущая способность ствола свай намного увеличивается, если он опирается на уширенную пяту. Такие фундаменты можно сооружать в любых зонах, в том числе и в условиях вечной мерзлоты и в сейсмических зонах. Наличие пяты диаметром 60 см позволяет в 1,5 — 2 раза уменьшить количество свай без снижения несущей способности фундамента в целом.
Сооружение такого фундамента не предусматривает использование дорогостоящей техники. Достаточно лишь приобрести ручной фундаментный бур "ТИСЭ-Ф" с откидным плугом, конструкция которого защищена патентом России (рис. 1). Автор этого уникального оборудования Р.Н.Яковлев разработал технологию строительства малоэтажных домов с высоким экономическим эффектом по сравнению с традиционными методами строительства.
Рис. 1. Специальный бур применяемый в технологии "ТИСЭ":1 — рукоятка; 2— шнур; 3— серьга; 4— штанга; 5— плуг; 6— тяга; 7— ось; 8— накопитель; 9 — стопор
Бур выполнен в виде раздвижной штанги, с одной стороны которой расположена перекладина с двумя рукоятками на концах, а с другой — накопитель грунта с двумя режущими кромками, оснащенными резцами. Штанга бура раздвигается на 2,2 м и закрепляется в промежуточных положениях резьбовыми фиксаторами. Бур весит всего 7,5 кг, поэтому обращаться с ним легко и просто.
Над накопителем грунта расположен откидной плуг, оснащенный резцами, облегчающими бурение в жестких грунтах. Конструкция плуга такова, что при необходимости он может принимать горизонтальное положение под собственным весом и стопориться в этом положении. Начинают бурение со снятым плугом. Вначале (вращая бур по часовой стрелке) до необходимой отметки бурят цилиндрическую часть скважины, диаметр которой составляет 250 мм. Для того чтобы можно было контролировать глубину бурения, на раздвинутой штанге делают соответствующие отметки. Глубина бурения определяется геологическими изысканиями и обычно лежит в пределах 10 — 15 см ниже расчетной точки промерзания грунта. Для облегчения бурения в жестких грунтах в скважину добавляют воду. По мере заглубления бура, накопитель периодически освобождается от грунта. Если при бурении в скважину добавляется вода, то удаление грунта осуществляют после насыщения его водой. После того, как будет выполнена цилиндрическая часть скважины, бур вынимают, устанавливают плуг, закрепляя его съемной осью. Бур снова опускают в скважину и вращают против часовой стрелки. Опускаясь под собственным весом, плуг выбирает полусферическую полость. В жестких грунтах расширение скважины выполняют в два приема. Для этого сначала выполняют малое (диаметр 40 — 50 см) расширение. Перед окончательным расширением скважину желательно углубить на 10 см.
После завершения бурения скважина очищается от оставшихся комьев земли. Согласно технологии "ТИСЭ" не допускается подсыпка в скважины песчаной подушки, так как это может привести к неравномерным осадкам при уплотнении подушки. На грунтах с небольшой несущей способностью усиление можно выполнить подливкой цементного молока.
После этого скважины армируют арматурными стержнями, сварив их в каркас. При установке каркаса следует принять меры, которые не допускают его сдвиг, что может привести к контакту арматуры с грунтом.
Перед заполнением скважин бетоном нужно вынести в натуру отметки нижней кромки ленточного фундамента (ростверка). Для этого можно воспользоваться нивелиром или строительным гидравлическим уровнем. Бетон укладывают слоями, уплотняя штыкованием. Заполнив сферическую полость, в скважину (по всему диаметру цилиндрической части) опускают "рубашку", совместив ее верхнюю кромку с указателем уровня нижней части ростверка. "Рубашку" можно свернуть из толя, рубероида или плотной поливинилхлорид- ной пленки. После этого послойно заполняют бетоном всю цилиндрическую часть скважины. Примерный расход бетона на одну скважину составляет 0,12 м3. Марку и состав бетона выбирают из расчета прочностных характеристик. После схватывания бетона, график созревания которого представлен на рис. 2, приступают к формированию ленточного ростверка(рис. 3) сечением 30x40 или 30x50 в зависимости от шага опор.
Рис. 3. Общий вид фундаментной конструкции по технологии "ТИСЭ" (фрагмент)
Ростверк рассчитывается как неразрезная железобетонная балка. Следует учитывать, что особенностью столбчато- ленточного фундамента, установленного на пучинистых грунтах, является обязательное наличие зазора между нижней частью ростверка и грунтом. Это необходимо выполнять для того, чтобы, вспучиваясь, грунт не поднимал ростверк. Ширина ростверка зависит от ширины стен, а высоту обычно выбирают в пределах 40 — 50 см. Для заливки ростверка строят опалубку в виде короба. Днищем опалубки может служить и насыпной грунт, который при распалубке удаляется. Чтобы снизить потери влаги из бетона, стенки и днище опалубки нужно укрыть слоем рубероида, толя и поливинилхлоридной пленки. Несущая способность ростверка зависит от качества бетона и правильного армирования. В качестве арматуры могут служить металлические стержни, сваренные (связанные) в жесткий каркас. В любом случае, суммарное сечение арматурных стержней для одной ленты не должно быть меньше 8 см2, по 4 см2 для нижней и верхней плоскости. При формировании ростверка следует жестко связывать между собой арматуру буронабивного и ленточного фундаментов, что предотвратит горизонтальные сдвиги. Для этого еще на стадии армирования скважин следует выводить свободные концы арматурных стержней на высоту ростверка. Перед бетонированием ростверка следует заложить вставки для создания вентиляции подпольного пространства, для прохода сантехнических коммуникаций (водопровод, канализация и т.д.). Вставки можно сделать в виде асбоцементных или полиэтиленовых труб, или деревянного короба необходимого сечения.
Процесс бетонирования ростверка желательно поддерживать непрерывным. Но в любом случае перерывы между укладкой бетона не должны превышать одни сутки. Бетон тщательно уплотняют, ведя постоянный контроль за состоянием опалубки. При закладывании бетона следует следить, чтобы арматурный каркас находился на относе от стенок опалубки на расстоянии не менее 5 см. Кроме того, бетон полностью должен заполнить все полости и ячейки арматурного каркаса. Поэтому бетон укладывают слоями не более 15 см, желательно с наклоном до 30° к горизонту.
Методика возведения фундаментов по технологии "ТИСЭ" позволяет возводить дома высотой до трех этажей с соответствующим расчетом их несущей способности. В фундаментах, сооружаемых в сейсмических зонах, в тело буронабивной сваи закладывают арматурный стержень с резьбой в верхней части, чтобы крепить основание ростверка. При этом нижнюю часть резьбы размещают в расширенной части столба, а верхнюю — над ростверком. После изготовления фундамента и ростверка арматуру растягивают, закрутив верхнюю гайку. После чего грунт вокруг столба заменяют смесью песка и пористого заполнителя (керамзит, шлак и т.п.). Особенностью такого фундамента является отсутствие традиционной гидроизоляционной прослойки между стеной и ростверком. Это исключает их относительное смещение при сейсмических колебаниях грунта. Соединение столба с ростверком образует своеобразный упругий шарнир, препятствующий передаче горизонтальных колебаний нижней части столба. Столб будет колебаться относительно упругого шарнира, подминая засыпанную смесь, а упругость арматурных прутков будет каждый раз возвращать ростверк в первоначальное положение.
К недостаткам ленточно-столбчатых фундаментов можно отнести тот факт, что они не рассчитаны на возможность сооружения подвальных помещений. Если возникает потребность в устройстве подвала, то его следует строить отдельно и таким образом, чтобы стена между подвалом и столбчатым фундаментом могла выдержать боковое давление грунта. Об особенностях сооружения подвалов мы поговорим в соответствующем разделе настоящей книги.