Фундаменты: рациональный подход. Часть I
Из всех ошибок, происходящих на стройке, наиболее пагубны те, которые касаются фундамента, так как они ведут за собой гибель всего здания и исправляются с величайшим трудом.
Андреа Палладиа. «Четыре книги об архитектуре». 1570 г.
Фундамент – та часть здания, которую мы почти никогда не видим, но благодаря которой долгие годы можем наслаждаться видом самого дома. Проект P-3006-0
Обращайтесь к специалистам
Выбор типа фундамента будущего дома важно начинать с инженерно-геологических изысканий на пятне застройки, на основе данных которых только и возможно грамотно спроектировать конструкцию.
Для проведения таких работ следует обращаться в специализированные компании, имеющие в штате квалифицированных сотрудников.
Возводить фундамент также должны специалисты, дилетантский подход здесь неуместен.
Универсального фундамента, подходящего для всех типов грунтов, не существует. Поскольку все многообразие фундаментов в рамках одной статьи рассмотреть невозможно, остановимся на двух разновидностях: плитный фундамент и свайный фундамент с ростверком. Такие виды фундаментов используются в том случае, если на участке преобладают проблемные грунты. С рассмотрения типов грунтов и начнем наш обзор.
Инженерно-геологические условия строительства
Типов грунтов существует тоже немало, однако их классификация вряд ли что скажет непрофессионалу. С практической точки зрения, домовладельца не должно волновать, что у него на участке – пылеватые текучие супеси или, например, тугопластичные суглинки. Его должно беспокоить то, насколько грунт является прочным и несущим или, напротив, таковым не является, насколько грунт обводнен и подвержен морозному пучению.
Вариантов фундаментов существует великое множество. Но для сложных случаев строительства неизменно
Конкретный анализ грунтов на участке осуществляет компания, проводящая геологические изыскания. Ее сотрудники проводят необходимый комплекс работ, с тем чтобы получить представление о состоянии грунта на пятне застройки, о его слоях, о степени увлажненности и т. д. Заключение предоставляется в виде отчета, содержащего полный перечень полученных результатов. Отчет передается конструктору, который на основании полученных данных будет проектировать фундамент, домовладельцу же этот отчет даст понять, какой именно в месте постройки грунт – прочный или слабый.
Прочность грунта определяется разными факторами: его пористостью, показателем текучести, степенью увлажнения и пр. Важен и такой момент, как однородность грунта по площади пятна застройки и по глубине. Если дается заключение, что грунт прочный, несущий, конструктор может принять решение использовать наименее затратный фундамент, например мелкозаглубленный ленточный. На грунтах с недостаточной несущей способностью может потребоваться фундамент, соответствующий полному размеру дома, т. е. плитный фундамент. Наконец, грунт может оказаться сильно и неравномерно сжимаемым по площади и по глубине, когда на поверхности или под верхним плотным слоем находится торфяник или так называемый тиксотропный грунт. Тогда придется либо замещать слабые слои песком, либо применять сваи, чтобы добраться до прочного основания под слоем слабого грунта. Встречаются и участки с грунтами, обладающими разными несущими способностями в разных местах пятна застройки. Это также осложняет работы по устройству фундамента, требуя каких-то комбинированных решений, обеспечивающих главное – равномерность осадки фундамента под нагрузкой.
Николай Казак, директор компании «ЛЕНСТРОЙГЕОЛОГИЯ»: Очень важны лабораторные испытания, поскольку большинство характеристик грунтов определяется именно в лаборатории. Там же должен быть определен химический состав грунтовой воды – по этим данным узнают, какая будет степень агрессии к бетону и стали (в случае применения стальных свай). Бывают случаи, когда данные геологических исследований не соответствуют действительности: указывается не тот уровень грунтовых вод, в неверном порядке перечислены пласты грунтов и т. д. Чтобы этого не случилось, советуем контролировать и проверять работу приглашенной компании, а не верить специалистам на слово. Один из явных признаков недобросовестности – обещание провести все необходимые работы в кратчайшие сроки (буквально за три дня).
Всю информацию о грунтах должна предоставить специализированная компания, имеющая допуски СРО на проведение инженерно-геологических изысканий. Однако наши люди нередко относятся к этому процессу легкомысленно, предпочитая проводить подобные исследования на глазок. Человек пробуривает земляным буром скважину или выкапывает яму глубиной два метра, смотрит, какой грунт находится на этой глубине, насколько он увлажнен, после чего принимает решение в пользу того или иного типа фундамента. Удивительно ли, что результатом такой «домашней геологии» становится накрененное строение либо трещины в фундаменте или несущих стенах? А устранение дефектов в виде крена и трещин требует затрат, соизмеримых со стоимостью фундамента.
Дренажные трубы, уложенные по периметру дома, сводятся к дренажным колодцам, через которые удобно обслуживать систему
Конструкции фундамента определяются расчетом. Среди основных характеристик грунтов, которые требуются для этого, – модуль деформации, удельное сцепление, угол внутреннего трения, показатель текучести, плотность, коэффициент пористости, пучинистость. Важными факторами для выбора типа фундамента являются глубина его заложения, уровень грунтовых вод, степень их агрессии к бетону, а также наличие подвала или его отсутствие. Все эти данные будут участвовать в расчете, но ни один показатель при этом не является определяющим, конструктор принимает решение, исходя из их совокупности.
Важен и экономический аспект, который должен принимать в расчет проектировщик фундамента. В некоторых случаях ленточный фундамент может оказаться дороже плитного (хотя обычно дело обстоит наоборот). Когда же прочные слои грунта находятся на глубине, применение свай оказывается единственно возможным. Бывают и уникальные варианты устройства фундаментов, которые определяются, соответственно, уникальным рельефом участка. Наиболее сложным случаем является строительство на склоне холма, где всегда есть опасность оползня. В этом случае возможна комбинация плиты и «расчески» из свай. Может использоваться плита с ребрами вниз в комбинации с подпорными стенками и т. д. Такие варианты всегда разрабатываются под конкретный объект и типовыми считаться не могут.
Материалы для фундамента
В составе проекта фундамента должны быть представлены решения по его армированию и утеплению, а также мероприятия по водоотведению и гидроизоляции. Но прежде всего следует определиться с маркой бетона, который будет использоваться для возведения фундамента.
Никита Шаршаков, главный архитектор компании ЛАНС ГРУПП: в готовых проектах домов в качестве фундамента нередко предлагаются плиты или сборные ленты, заглубленные на глубину промерзания. Это фундаменты с многократным запасом прочности, рассчитанные на то, чтобы в неизвестных условиях строительства гарантированно не получить проблем с домом. Стоимость их немаленькая, но самое главное – эти затраты далеко не всегда оправданны. Проекты, как правило, разрабатываются под усредненные условия строительства. И если эти условия легче, чем предполагает проект, вы получите совершенно ненужный запас прочности и будете обречены на лишние затраты. Другой вариант: ваши условия окажутся тяжелее, чем предусматривает проект. В этом случае, несмотря на потраченные деньги, вы сохраняете риск, когда под угрозой окажется целостность постройки.
Строго говоря, «марки» бетона согласно нормативной документации сейчас заменены на «классы». Тем не менее в строительной практике «марки» до сих пор в ходу, поэтому не будем сбрасывать их со счета. Эту марку, как и тип фундамента, определяет конструктор. Что касается домовладельца, то он должен хотя бы немного представлять, на основании чего принимается то или иное решение. Для создания фундаментов малоэтажных построек, как правило, используется цемент марки 400 или, по новому ГОСТу, класса 32,5. Если говорить о бетонах, то в индивидуальном домостроении допустимо использование бетона класса В15, что соответствует марке М200. Однако «допустимо» еще не значит «рекомендуется». Дело в том, что для большинства климатических поясов нашей страны характерны температурные перепады, а также чередование в зимнее время заморозков и оттепелей. Что никак не прибавляет стойкости фундаментам, напротив, только способствует их разрушению. Вот почему специалисты рекомендуют для возведения фундаментов в российском климате использовать более стойкий к внешним воздействиям бетон класса В20 (М250), B22,5 (М300) или даже В25 (М350).
Кроме того, марка бетона выбирается конструктором исходя из нагрузки на будущий фундамент. При этом даже если строение легкое, выбор может пасть на более прочную марку, поскольку нагрузка на фундамент включает в себя всю внутреннюю (мебель, техника и т. д.), а также снеговую нагрузку. То есть легкий дом необязательно должен иметь легкий фундамент.
Другой критерий – это водонепроницаемость бетона, она тоже определяется специальным показателем. Стандартно бетону класса В20 соответствует показатель водонепроницаемости W6. Если требуется повысить этот показатель без повышения класса бетона, используются присадки, увеличивающие водонепроницаемость. В части противодействия агрессивным средам можно ориентироваться на тот же показатель водонепроницаемости: W8 или W10 будут означать серьезную возможность противостояния агрессивным составляющим грунтовых вод.
Кроме класса бетона требуется правильно оценить стоимость комплекса работ по выполнению нулевого цикла: стоимость бетона и арматуры, материалов для опалубки, трудозатраты на земляные работы, на опалубочные работы, расход материалов на утепление, на дренаж, на ливневую канализацию и на организацию полов. Некоторые считают, что стоимость бетонных работ по причине их видимой простоты является низкой. Это заблуждение. Как говорилось выше, стоимость фундамента может составлять 25–30% от стоимости коробки дома, поэтому лучше рационально расходовать средства.
Воздействие сил морозного пучения
Многие застройщики, особенно узнав о влагонасыщенности грунта и высоком уровне грунтовых вод на участке, не без оснований опасаются того, что главной опасностью для фундамента будет морозное пучение. При замерзании вода, как известно, увеличивается в объеме, в результате чего сила морозного пучения буквально выталкивает из грунта фундамент вместе с постройкой,
причем неравномерно по пятну застройки.
Когда речь идет о ленточных или столбчатых фундаментах, особую актуальность приобретает вопрос: какова должна быть глубина заложения фундамента? В случае плитного фундамента и ростверка свайного фундамента разговор о глубине заложения неуместен, но силы морозного пучения неблагоприятно воздействуют и на такие конструкции. Бытующие решения утяжелить и без того нелегкую плиту, увеличив ее толщину до 400–500 мм, или оторвать ростверк от земли, «подвесив» его на сваях, на поверку оказываются слишком дорогими или в строительстве, или в последующей эксплуатации. Да и уверенность в том, что плита тяжела и ничто ее не выдавит (равно как и то, что ростверк держится на сваях и выдавить его ничто не сможет), не более чем заблуждение.
Между тем в последние годы появились новые технологии, которые позволяют нейтрализовать воздействие сил морозного пучения, затрачивая значительно меньше усилий и средств. Нет необходимости заглублять и утяжелять фундамент, отрывать его от грунта. Достаточно всего лишь утеплить место его контакта с грунтом. Когда делается плита, под нее укладывается слой теплоизоляции, чаще всего это экструдированный или вспененный пенополистирол. Свайный фундамент тоже требует утепления, в частности, теплоизоляционные плиты следует укладывать под ростверк, а еще надо утеплять оголовки свай. Кроме того, утепляется периметр постройки на ширину, примерно соответствующую глубине промерзания в регионе строительства (1,2–1,8 метра).
Такие простые мероприятия не позволяют промерзать грунту под домом, так что отпадает необходимость глубоко погружать в грунт подошву фундамента. Подобная технология дает возможность значительно экономить время и материалы. А утепление пенополистиролом периметра постройки, помимо прочего, защищает от низких температур ливневую канализацию и дренажную систему, расположенную по периметру.
Заказчик должен учитывать такие возможности современных технологий и обговаривать их применение на конкретном участке. В то же время надо знать, что утепление подземных частей зданий – это отдельный комплекс мероприятий, цель которых – снижение теплопотерь постройки.
Плитный фундамент
Если на участке проблемный грунт, в котором возможна вертикальная неравномерная осадка слоев, может быть принято решение возвести плитный фундамент. В этом случае под всей площадью будущей постройки сооружают монолитную железобетонную плиту, армированную в двух плоскостях для восприятия неравномерных осадок. Безусловный плюс такого фундамента – его повышенная надежность и устойчивость, объективный минус – высокая стоимость бетонных работ и используемых материалов.
Схема устройства монолитной железобетонной плиты.
Кликните, чтобы увидеть большое изображение
При сооружении такого фундамента под всем зданием устраивают одну целостную плиту толщиной 250–300 мм и более с жестким пространственным армированием по всей несущей плоскости. Это позволяет без внутренних деформаций воспринимать переменные нагрузки, возникающие при неравномерных осадках грунта. Такая сплошная несущая конструкция равномерно распределяет давление от здания на всю поверхность грунта.
Технология устройства бетонной плиты разными компаниями может в чем-то различаться. Приведем для примера один из вариантов.
Вначале на пятне застройки по всей площади выбирается грунт на глубину 250–400 мм. В котлован засыпается щебень, трамбуется, после чего создается песчаная подушка. При этом песок нужно послойно трамбовать тяжелыми трамбовками до 95–98% плотности. На песчаную подушку укладывают слой пенополистирола на ширину, выходящую примерно на полтора метра за будущие стены. Это предотвращает морозное пучение грунта под строением и рядом с ним. Далее укладывается слой гидроизоляции, как правило, полиэтилена, для того чтобы цементное молочко из набирающего прочность бетона не утекало в песчаную подушку. После этого устанавливаются армокаркасы и заливается бетон.
Устройство плитного фундамента шаг за шагом. Кликните, чтобы увидеть большое изображение
Иногда с целью защиты слоя гидроизоляции по ней устраивают стяжку из тощего бетона. Однако более эффективно использовать гидроизоляционную мембрану, на которую сразу можно укладывать арматуру. Заливка товарным бетоном осуществляется непрерывно в течение двух-трех, максимум четырех часов.
Заказчику следует помнить, что экономить на марке бетона и арматуре нельзя ни в коем случае, такая экономия может дорого обойтись в дальнейшем. Еще можно посоветовать внимательно прочесть пояснительную записку к проекту фундамента. Там перечислены все рабочие операции, применяемые материалы, значит, у вас появится еще одна возможность контролировать процесс.
Плитные фундаменты достаточно дороги из-за большого объема высокопрочного бетона и арматурной стали, а также песка и щебня для сооружения «подушки». Их сооружение оправдано в том случае, когда другие варианты фундаментов не могут обеспечить строящемуся дому необходимую устойчивость. Так что прежде чем принимать решение об устройстве такого фундамента, нужно вместе с проектировщиком тщательно взвесить все за и против. Не исключено, что в вашем конкретном случае более целесообразным окажется устройство другого типа фундамента.
Устройство полов по плите требует обязательного утепления, поскольку плита сама по себе холодная. Для этого поверх плиты вначале сооружаются ребра ленты из бетона или из полнотелого кирпича. Высота ребер определяется необходимой толщиной слоя теплоизоляции полов, а также высотой снежного покрова. Желательно, чтобы высота ленты несколько превышала этот показатель. Между ребрами закладывают теплоизолятор – сначала керамзит, а поверх него пенополистирол. Лишь после этого можно устраивать полы.
Свайные фундаменты
Еще один вариант фундамента на сложных грунтах предполагает использование свай. Необходимость в этом возникает, когда грунт имеет слабые верхние слои (на глубину примерно 2 метра), обладающие небольшой несущей способностью, или в массиве залегают слабые подстилающие слои. Свайный фундамент может потребоваться и на сильно пучинистом грунте – в том случае, если не хочется или нет возможности утеплить фундамент. Пучинистые грунты во время промерзания могут приподниматься на 25–30 сантиметров, а в теплое время – опускаться (самое неприятное, что происходит это неравномерно).
Схема устройства свайного фундамента с ростверком. Кликните, чтобы увидеть большое изображение
Бывает и так, что под верхним слоем песка или глины находится выклинивающийся слой торфа. В этом случае по причине неравномерной осадки может произойти крен плиты, значит, опять нужны сваи. Еще чаще встречаются тиксотропные грунты, имеющие низкую прочность, а главное, меняющие свои характеристики от динамического воздействия. Обычные фундаменты на таких грунтах являются крайне ненадежными, и здесь также уместно использование свай.
В большинстве случаев на глубине 5–10 метров можно найти прочный грунт, который станет несущим для свайного фундамента. Сваи начали применять очень давно, первые из них были деревянными, затем появились металлические, еще позже – железобетонные. Вначале сваи попросту забивали в землю, используя сваебойные установки. Проблема в том, что забивная свая, если на ее пути встречается, допустим, валун или скальная порода, попросту раскалывается. Кроме того, забивка свай – очень шумная операция, далеко не всем соседям она по душе.
Буровые сваи создаются методом бурения скважины с последующей заливкой бетоном. Отрицательный момент такой технологии – не очень высокая несущая способность буровой сваи. Эта способность повышается, если скважина бетонируется методом вертикально перемещающейся трубы с последующим уплотнением бетонной смеси вибратором. В данном случае мы получим буронабивную сваю.
Устройство свайного фундамента с ростверком шаг за шагом. Кликните, чтобы увидеть большое изображение
Есть и винтовые сваи, довольно популярные среди строителей и домовладельцев. Такие сваи можно ввинчивать в податливый грунт вручную силами двух человек на глубину 1,5–2 метра. Однако малая несущая способность ручных винтовых свай ограничивает их область применения. Такие сваи лучше использовать для сооружения заборов, ограждений, под легкие постройки (бани, хозблоки и т. д.), а вот при сооружении тяжелых капитальных зданий их лучше не применять.
Более широкие возможности дает использование буровинтовых свай. Они представляют собой металлическую трубу диаметром 150–300 мм со стенкой толщиной 5–6 мм и с наконечником диаметром 400–500 мм. Длина этих свай может достигать 9 метров, на эту глубину они погружаются статическим вдавливанием с вращением специальной буровой установкой. Поскольку диаметры самой трубы и ее наконечника отличаются, вокруг сваи образуется пространство, которое заполняется цементнопесчаной смесью, что значительно повышает несущую способность сваи по грунту. В итоге такая свая может без проблем нести нагрузку до 40 тонн, а значит, даже на проблемном грунте такой фундамент может быть несущей опорой для тяжелого кирпичного дома.
Сваи обычно погружаются на глубину 5–7 метров, причем разные сваи могут иметь разную глубину погружения. Когда свая при закручивании достигает прочного грунта, это фиксируется буровиком по моменту сопротивления, и тогда свая гарантированно выдерживает расчетную нагрузку. Вот почему в частном домостроении специальные испытания свай на прочность не проводятся, это просто нецелесообразно. Методы расчета свайных фундаментов оговорены СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», но заниматься расчетами самостоятельно не стоит, лучше доверить этот процесс проектировщику.
Упомянем также буроинъекционные сваи, которые нередко применяют на известковых грунтах московского региона. Под такую сваю бурится скважина, туда опускается арматура, а затем под давлением внутрь закачивается бетон. По своим характеристикам буроинъекционные сваи уступают буровинтовым по несущей способности по грунту и по прочности ствола, но могут применяться при соответствующем обосновании.
Юрий Стриганов, генеральный директор строительной компании «РУ СФСП» кандидат технических наук: использование свай в некоторых случаях может спасти накренившееся строение, которому грозит обрушение. Приведу реальный случай, когда работники нашей организации занимались таким «спасением». Уже построенный на плитном фундаменте дом вдруг начал крениться. Причина заключалась в том, что в основании косослойно залегал слой торфа от 3,5 до 5 метров, который является слабо несущим неравномерно сжимаемым грунтом. Чтобы дом не опрокинулся, пришлось через плиту вдавить в грунт 20 свай, после чего крен остановился. Затем со стороны, противоположной крену, вынули часть грунта, нагрузили вдавленные сваи, и дом выровнялся. Завершающей стадией стало включение всех свай в работу под всю площадь дома – для надежности и исключения в будущем любых наклонов постройки. То есть получился свайно-плитный фундамент. Стоимость такой работы составила 1,5 млн рублей. Можно ли избежать подобного форс-мажора? Можно, если на предварительных этапах провести полномасштабные инженерно-геологические изыскания. В этом случае общие затраты были бы на порядок меньше.
Поверх свай устраивают монолитную железобетонную конструкцию – ростверк, который равномерно распределяет нагрузки на сваи, а также выполняет ограждающую функцию. Ростверк выполняется в виде железобетонной ленты, объединяющей оголовки свай, и служит опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения (стен). Под колонны устраиваются отдельные свайные фундаменты.
С целью экономии ростверк желательно сооружать при минимальном количестве земляных работ, снимая лишь верхний слой грунта. Далее на выровненное основание укладывается слой пенополистирола, который защищается подготовкой из цементно-песчаного раствора, после чего ростверк армируется, устраивается опалубка и заливается бетоном. Высота ростверка выбирается такой, чтобы он был на одной отметке с полом.
В случае, если верхние слои прочные, делается облегченная бетонная лента, после чего между лентами устраиваются полы по утепленному грунту. При строительстве на склонах, при высоких грунтовых водах и обилии паводковых вод даже при наличии дренажа желательно устройство облегченной плиты по ростверку.
Второй случай более сложный и затратный, поэтому расскажем о нем чуть подробнее. Тонкую кессонную («корытообразную») плиту можно сооружать в два этапа: вначале бетонируется ростверк, на отметке низа плиты устраивается внутренняя гидроизоляция, подсыпается основание, укладывается утеплитель – пенополистирол, после чего армируется и отливается из бетона тонкая плита. С целью сокращения затрат отливку ростверка и тонкой плиты можно осуществлять и за один цикл. Для обеспечения заливки за один цикл и уменьшения объемов бетона и снижения массы фундамента применяются недорогие легкие заполнители между ростверками – дешевый пенополистирол или некондиционные газобетонные блоки.
Кроме того, на высоту ростверка может влиять высота нормативного снежного покрова. Чем выше делается ростверк, тем меньше риск проникновения талой воды в помещения. И если в предыдущие годы это увеличение высоты ростверков было вроде бы неактуальным, то последние две снежные зимы заставили пересмотреть данное мнение.
Отвод грунтовых (подземных) вод
Грунтовые воды являются важным фактором, который нужно учитывать при сооружении фундамента. С точки зрения морозного пучения, обводненность грунтов не определяет тип фундамента. Однако ее влияние становится существенным в том случае, если вода меняет физико-механические свойства грунта и, соответственно, его несущую способность.
Влияние грунтовых и паводковых вод ослабляется определенным набором мероприятий. Там, где грунт постоянно сырой и мокрый, еще до начала строительства важно устроить дренаж по периметру участка. Он может представлять собой систему обычных дренажных траншей, которые, ко всему прочему, будут выполнять функцию барьера для паводковых вод. Другой выход из положения заключается в повышении уровня самого участка. В этом случае вначале снимается почвенно-растительный слой, осуществляется засыпка участка щебнем и песком на необходимую высоту (реальна высота поднятия до 1 метра), после чего снятая почва возвращается на место (если, конечно, она представляет какую-то ценность). Такое мероприятие эквивалентно понижению уровня грунтовых вод на величину засыпки. Можно совместить дренаж по периметру участка и засыпку, пока содержание воды в грунте не окажется на приемлемом уровне.
Схема устройства монолитного цокольного этажа на плитном фундаменте. Кликните, чтобы увидеть большое изображение
Дренаж по периметру дома тоже следует делать, но он, подчеркнем, не осушает участок, а лишь снимает пиковые нагрузки по воде – последствия дождей, таяния снега и т. д. – на конструкции фундамента. Дренаж снижает воздействие воды на фундамент, снижает риск промерзания, образования грибка и плесени. Он может выполняться в один или в несколько уровней, например, для домов с подвалами на глубине подошвы фундамента и вверху, прямо под отмосткой.
В техническом плане дренаж представляет собой разветвленную систему взаимосвязанных труб, расположенных вокруг защищаемой от воды постройки. Обычно применяются специальные дренажные трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД), реже трубы из поливинилхлорида (ПВХ), обернутые фильтрующим материалом. Кроме того, в систему входят соединительные элементы, фильтрующий геотекстиль, дренажные лотки и колодцы.
Снизив за счет дренажа риск пагубного воздействия воды на конструкции фундамента, не стоит полагать, что защитные мероприятия для основания дома на этом завершены. Если речь идет о незаглубленных фундаментах, а данные инженерно-геологических изысканий показывают отсутствие агрессивных вод, дальнейшие мероприятия могут ограничиться выбором марки бетона с соответствующим показателем водонепроницаемости. А вот если стоит задача построить дом с подвалом или заглубленным цокольным этажом, с этого все только начинается. Водонепроницаемость бетона повышается за счет проникающей гидроизоляции, выполняется один из вариантов обмазочной или оклеечной гидроизоляции, устраиваются системы защиты уже самой гидроизоляции. Так что дренаж по периметру здания – всего лишь один «рубеж обороны». Кроме него, необходимо устроить отмостку и ливневую канализацию.
Отмостка устраивается по всему периметру здания с целью защиты от атмосферных осадков. Некоторые строители делают ее по старинке: снимают вокруг фундамента грунт на глубину 100–150 мм, засыпают глину, щебень с песком, а поверх этого укладывают асфальт или тротуарную плитку. Будучи незащищенной от пучения грунта под собой, она достаточно быстро разрушается и перестает выполнять свою функцию.
Чуть раньше мы говорили о необходимости утепления всего периметра здания на расстояние до 1,2–1,8 метра за его пределы для предотвращения морозного пучения грунта под фундаментом. Так вот уложенные таким образом плиты пенополистирола выполняют еще одну функцию: они являются по сути отмосткой. Выпадающая в виде осадков вода проходит сквозь слой песка, после чего скатывается по этим плитам, уложенным под наклоном от дома, в дренаж под ними, ими же и защищенный от замерзания.
В довершение всего, чтобы исключить еще и подмывание фундамента атмосферными осадками, устраивается также ливневая канализация. Она может быть скрыта под землю или представлять собой систему открытых лотков, главное, чтобы она в принципе была.
Устройство цокольного этажа на плитном фундаменте шаг за шагом (строительство по проекту P-3006-0). Кликните, чтобы увидеть большое изображение
Теплоизоляция фундаментов и подземных частей зданий
Необходимость утепления подземных стен зданий – еще одна проблема, которая требует обязательного решения. Домов с неотапливаемыми подвалами сегодня почти не строят, а если подвал отапливается, то его утепление так же важно, как и утепление всего дома. Теплопотери через стены подвала могут составлять до 20% от общих теплопотерь сооружения. А частые строительные ошибки, приводящие к промерзанию стен подвала, обеспечивают появление сырости и способствуют образованию плесени.
Стены подвалов сооружают монолитными либо сборными. Разница существенная, особенно с точки зрения защиты от воды. Монолитную бетонную конструкцию защитить сравнительно просто и не очень дорого. Выбирается водоустойчивый бетон, делается проникающая гидроизоляция, обмазочная гидроизоляция, устраивается дренаж – вот, собственно, эффективная защита и обеспечена.
Со сборными конструкциями проблем гораздо больше. В таких стенах много щелей, образующихся в процессе монтажа, и чтобы все их надежно заделать, требуется затратить очень много сил и средств. Иногда настолько много, что более дешевые сборные элементы (а они сами по себе дешевле монолита) оказываются в конечном итоге значительно дороже.
Впрочем, теплоизоляция нужна в любом случае. Обычно слой теплоизоляции монтируют поверх нанесенного на бетонную конструкцию слоя гидроизоляции, и тогда утеплитель служит для него защитой от механического повреждения при обратной засыпке грунта.
Если в доме предусмотрен цоколь, слой утепления стены подвала доводят до верхней кромки цоколя, соединяя со слоем утепления стен здания. Дело в том, что добиться эффективной теплозащиты можно только тогда, когда создан замкнутый тепловой контур, то есть утеплителем закрыты все ограждающие конструкции здания, без разрывов. В противном случае образуются мосты холода. И через эти мосты холода наружу будет уходить тепло.
Утеплитель для фундамента, во-первых, должен обладать низкой теплопроводностью, чтобы эффективно сохранять тепло. Во-вторых, он должен иметь минимальное водопоглощение, поскольку при насыщении водой, содержащейся в грунте, его теплоизоляционные свойства значительно ухудшаются. Кроме того, когда вода замерзает, увеличиваясь в объеме, она начинает разрушать структуру материала, уменьшая срок его службы. Наконец, утеплителю нужно иметь высокую прочность на сжатие, чтобы выдерживать давление грунта.
Для наружной теплоизоляции подземных частей здания используют, как правило, два материала: экструдированный пенополистирол и более дешевые разновидности вспененного пенополистирола.
Основу плит экструдированного пенополистирола составляют гранулы полистирола, смешанные при повышенных температуре и давлении, а затем получившие форму плиты методом экструзии. Материал обладает низкой теплопроводностью и высокой прочностью на сжатие. Однородная закрытопористая структура не позволяет влаге проникать в него. Результатом малого водопоглощения становится высокая морозостойкость плит. По утверждению производителей этого материала, срок его службы составляет до ста пятидесяти лет.
Широко представленные на нашем рынке пенопласты также поставляются в виде плит. Главные достоинства этих материалов – невысокая цена по сравнению с экстудированным пенополистиролом и довольно низкая теплопроводность. Однако лучше не использовать самые дешевые марки материалов, так как они имеют меньшую плотность и, соответственно, большее водопоглощение. Лучше применять специальные марки пенополистиролов, проверенных при утеплении фундаментов.
К сожалению, ситуация с утеплителями на российском рынке не соответствует ситуации за рубежом. Если вспененный пенополистирол (пенопласт) отечественного производства не отвечает даже минимальным требованиям к качеству, то аналогичные материалы зарубежного производства или выпущенные в России по зарубежной технологии обладают очень хорошими характеристиками. Эти материалы, обозначаемые как EPS (Expanded polystyrene), и по водоустойчивости, и по стойкости к механическим воздействиям ничуть не уступают XPS (Extruded polystyrene) – экструдированному пенополистиролу.
Каждый производитель экструдированного пенополистирола выпускает плиты определенного цвета, что облегчает выбор потребителям данной продукции. Плиты из вспененного пенополистирола, как правило, выпускаются белого цвета. Эти плиты отличаются очень точными размерами, идеальной геометрией, имеют ступенчатую кромку по периметру, специальную фактурную поверхность для лучшей адгезии, а также разметку на поверхности плит для точной нарезки.
Принято считать, что пенополистиролы являются безопасными с экологической точки зрения материалами. Тем не менее желательно их использовать ниже нулевой отметки, то есть для утепления фундаментов, цоколей и т. п., а не для утепления стен или кровли.
Необходимую толщину слоя теплоизоляции определяют на основании теплотехнического расчета, в котором учитывают многие факторы, но прежде всего предназначение подвала, материал и толщину его стен, а также климатическую зону, где ведется строительство. Например, в средней полосе России стены подвала утепляют плитами из экструдированного пенополистирола толщиной не менее 50 мм. Вдоль углов конструкции рекомендуют укладывать плиты толщиной 60–100 мм, поскольку углы промерзают в первую очередь.
Алексей Хузин, генеральный директор ООО «ГУТТЕР СЕВЕРО-ЗАПАД »: гидроизоляция фундаментов защищает бетонные конструкции от воды, но при этом и сама нуждается в защите. Вы можете защитить элементы фундаментов от воды разными способами, но если нарушится целостность гидроизоляции, ваша работа пойдет впустую. А риск такого нарушения есть, особенно во время обратной засыпки грунта. Ни для кого не секрет, что для обратной засыпки используется тот же грунт, который вынимался при рытье котлована. Зачастую в этом грунте содержатся мусор, куски арматуры, а это все может нарушить целостность гидроизоляционного слоя. Чтобы этого не произошло, мы предлагаем специальные материалы для защиты гидроизоляции. Такой материал представляет собой профилированную мембрану из первичного полиэтилена. Мембрана монтируется поверх гидроизоляции и эффективно ее защищает. Одна из разновидностей такого защитного материала – профилированная мембрана с геотекстилем, которая выполняет еще и роль дренажа, то есть отводит от конструкции фундамента излишнюю воду.
В заключение напомним о том, что теплоизоляция, как и гидроизоляция, тоже требует защиты, прежде всего от механических воздействий. Вот почему после утепления подземной стены желательно возвести еще одну тонкую стену, на которую с наружной части наносится слой обмазочной гидроизоляции. Подобная конструкция гарантирует сохранение теплотехнических характеристик и надежно защитит теплоизоляционный материал от любых повреждений.
Гидроизоляция фундаментов
Проблеме гидроизоляции фундаментов, наверное, полагалось бы посвятить отдельную публикацию. Тем не менее обрисуем вкратце способы такой гидроизоляции.
Для предотвращения контакта фундамента с влагой используются различные варианты гидроизоляции. К примеру, используют проникающую гидроизоляцию. В этом случае бетон покрывают специальным раствором, который проникает в поры бетона и образует с цементом нерастворимые соединения. Таким образом, поры бетона вроде как запечатываются и влага не может проникнуть внутрь конструкции.
Применяется и обмазочная гидроизоляция, когда боковые поверхности фундамента покрывают слоем холодной битумной грунтовки и двумя-тремя слоями горячего битума (при этом щебеночную подготовку также желательно пропитать битумом). В некоторых случаях боковые поверхности фундамента после нанесения двух-трех слоев битумной окраски оклеивают двухслойной рулонной изоляцией (изолом, гидроизолом и др.) на битумной мастике. Есть и другие варианты гидроизоляции фундаментов.
Если в грунтовых водах содержатся агрессивные вещества, защита бетонных конструкций должна проводиться особым образом. Можно использовать для создания фундамента кислотостойкий бетон, можно защищать бетонные конструкции битумнобензиновой грунтовкой и битумно-бензиновым лаком. Кроме того, с этой же целью используются защитные штукатурки, наносимые по битумной грунтовке. Наконец, можно делать покрытие в виде оклеечной изоляции в два-три слоя рубероида на битумной мастике. Вместо рубероида подходят также бризол, гидроизол и другие стойкие рулонные материалы.
Представленный обзор не претендует на абсолютную полноту и всеохватность. Тема эта большая и в рамки одного материала не укладывается. В следующем номере мы продолжим разговор о разновидностях фундаментов и методах их устройства.