Відомо, що фундамент слід підбирати, виходячи з характеристик грунту, особливостей ландшафту і маси майбутньої будівлі. Для будинків з досить великою вагою існує окремий вид фундаментів глибокого закладення. Вся їх конструкція спрямована на розосередження навантаження і створення стійкого підстави. У цій статті ми поговоримо про вибір і проектуванні фундаментів глибокого закладення.

Технологія пристрою фундаменту глибокого закладення

Фундаментом глибокого закладення називають конструкцію, що служить опорою для будинку, який чинить надмірний тиск на грунт. Основна відмінність такого фундаменту полягає в його закладці на глибину, набагато більшу, ніж у звичайних або мелкозаглубленних. На такій глибині фундамент не промерзає, що не піддається силам обдимання і може зберігати свою стійкість протягом десятиліть. Суть такої глибокої закладки в тому, що нижні шари грунту мають більш високою щільністю, ніж верхні. З цієї причини за рахунок збільшеної щільності ґрунту фундамент може витримувати екстремально важкі конструкції.

Само собою зрозуміло, що закладка такого фундаменту буде вельми трудомісткою і витратною з фінансової сторони: риття глибокої траншеї, велика кількість піску і щебеню для дренажу, підвищена витрата бетону, який ще треба десь змушують ... Нюансів маса, тому перед роботою необхідно все ретельно спланувати і підготувати.

Фундаменти глибокого закладення використовують для будівництва багатоповерхових будинків, торгових центрів, промислових об'єктів та інших споруд з цегляних і залізобетонних елементів. Застосування такої конструкції доцільно тільки на ділянках з глибоким рівнем пролягання грунтових вод. Якщо води знаходяться близько до поверхні землі, закладка підстави не матиме сенсу, так як ви не зможете отримати опори на щільний твердий грунт.

Класифікація фундаментів глибокого закладення

Існує кілька видів фундаментів глибокого закладення, відмінних за формою, способу побудови, глибині закладки, конструктивним особливостям і застосовуваних матеріалів. Одні види використовуються для створення міцного і довговічного підстави для важких будівель, інші дозволяють побудувати заглубленную конструкцію з підземними приміщеннями, треті зменшують горизонтальні навантаження на будову.

Класифікація фундаментів глибокого закладення:

• опускні колодязі;
• кесони;
• тонкостінні оболонки;
• бурові опори;
• стіни в грунті.

Пропонуємо поговорити про кожного з видів більш детально.

Опускні колодязі

Опускний колодязь являє собою замкнуту і, як правило, симетричну конструкцію наскрізного типу. Її поміщають в грунт цілком або збирають з декількох секцій, після чого ретельно бетонують.

Зазвичай монтаж опускних колодязів здійснюється за рахунок сили їх власної ваги, але в деяких випадках для міцної фіксації їх піддають вібрації. Головне правило - дотримання найсуворішої вертикальності при зануренні. У міру опускання колодязя в землю грунт з-під нього поступово виймають, використовуючи для цієї мети гідроразмивную установку або грейферний екскаватор.

Опускні колодязі виготовляють з різних матеріалів, в тому числі залізобетон, кам'яна або цегляна кладка, іноді можуть використовувати метал і деревину. Нижня частина конструкції оснащена ріжучої частиною з куточками або швелерами. Вона армована більше, ніж усе тіло колодязя. Зовнішні стінки можуть бути східчастими або вертикальними з зменшуваним діаметром до верхньої частини.

Кесони

Кесони застосовують в тих випадках, коли фундамент глибокого закладення доводиться монтувати нижче рівня грунтових вод. Кесон являє собою своєрідну камеру з нагнітання повітрям, який осушує і виштовхує грунт для розробки. Коли камеру кесона опускають в землю, її заливають бетонним розчином.

Кесон складається з наступних конструктивних елементів:

• шахта;
• камера;
• компресори;
• шлюзові апарати.

Використання кесонних фундаментів глибокого закладення пов'язане з великими трудовими і фінансовими витратами. Цей спосіб досить складний у виконанні, а тому в сучасному будівництві його практично не використовують, замінюючи альтернативами.

Тонкостінні оболонки і бурові опори

Тонкостінними оболонками називають порожнисті металеві циліндри, діаметр яких може варіюватися від 3 до 6 м. Довжина однієї секції може досягати 6-12 м, і в разі потреби їх нарощують, поєднуючи болтами і посилюючи кріплення зварюванням.

Щоб занурити довгі металеві секції в грунт, використовують вібраційне пристрій. Як і опускні колодязі, тонкостінні оболонки в нижній своїй частині мають ножові частини. Після установки елементів в строго вертикальному положенні внутрішні порожнечі заливають бетонним розчином.

Бурові опори схожі на тонкостінні оболонки, але виготовлені повністю з бетону. Їх встановлюють у попередньо пробурену вертикальну шахту. Тіло бетонної опори армують, а в нижній його частині роблять невелике розширення. Воно істотно знижує навантаження на щільний грунт, а також перешкоджає розхитування опор силами пученія і іншими несприятливими явищами.

Стіна в грунті

Стіни в ґрунті в якості фундаментів зводять переважно для будівництва заглиблених споруд. Спершу намічають контур будівлі, після чого відповідно до розмітки викопують вузьку і дуже глибоку траншею (як для стрічкового фундаменту, тільки набагато глибше). Потім цю траншею заповнюють заздалегідь підготовленими залізобетонними секціями, або заливають бетонним розчином.

Такий фундамент глибокого закладення застосовують для будівництва житлових багатоповерхових будинків з підземним паркінгом, переходами, складськими, робітниками і виробничими приміщеннями. Цей спосіб актуальний для густонаселених мегаполісів, де забудовники змушені боротися за кожен вільний кубометр простору. В останні роки будинки з підземними ярусами зводять все частіше, оскільки вони мають очевидної практичності.

Технологія будівництва стрічкового фундаменту

Побудувати своїми руками фундамент з тонкостінних опор або стіну в грунті досить проблематично. Найпростіше розглянути технологію на прикладі закладки стрічкового фундаменту глибокого закладення. Однак перш ніж почати, необхідно подбати про підготовчі роботи: очищення будмайданчика, вивезення будівельного сміття, місці складування і зберігання будматеріалів і т.д. Також підготовка включає зняття верхнього родючого шару грунту товщиною від 10 до 30 см. Коли з усіма цими маніпуляціями покінчено, можна приступати до розмітки і земляних робіт.

Розмітка фундаменту глибокого закладення здійснюється за таким же принципом, як і розмітка звичайного стрічкового фундаменту - за допомогою кілків і шнура. Фахівці рекомендують робити розмітку двома паралельними лініями, дистанція між якими позначає ширину майбутньої траншеї. Так ви зможете виразно уявити розташування майбутнього фундаменту.

Корисна порада: Після установки розмітки перевірте її рівність методом діагоналей. Оскільки більшість будівель прямокутної форми, виміряйте обидві діагоналі цього прямокутника і порівняйте їх. Якщо вони рівні, значить розмітка зроблена правильно, і сторони фундаменту є рівними по відношенню один до одного.

Земляні роботи:

1. Відповідно до розміткою викопайте траншею необхідної глибини. Якщо у вашому випадку глибина закладки фундаменту залежить тільки від характеристик грунту, рівня його промерзання і рівня залягання грунтових вод, визначати ширину підстави слід, керуючись ступенем необхідності високої несучої здатності. Іншими словами, чим більше маса будівлі і слабкіше грунт, тим ширше треба робити стрічку фундаменту.
2. Для визначення оптимальної ширини зробіть простий розрахунок несучої здатності грунту. Для цього знайдіть масу будівлі без фундаменту, дізнайтеся несучу здатність грунту, знайдіть розмір грунту, здатний витримати будинок без фундаменту, знайдіть масу будинку з фундаментом і дізнайтеся, розмір грунтової основи, здатного витримати таку масу.
3. Встановіть опалубку всередині траншеї. У випадку зі звичайними стрічковими фундаментами опалубку можна виготовити своїми руками з непотрібних дощок або фанери. Однак тут робота з абсолютно іншими масштабами, тому щоб уникнути помилок рекомендується використовувати щити опалубки промислового виробництва. Простежте, щоб між елементами опалубки не залишалося щілин і просвітів, через які міг би витекти бетонний розчин.
4. Закріпіть зовні опалубку схилами і П-образними скобами. Для виготовлення останніх можна використовувати сталеву арматуру, або сколотити з дерев'яних рейок. Такі скоби не дозволять опалубці розвалитися під внутрішнім тиском розчину.
5. До внутрішніх сторонами щитів опалубки прибийте невеликі гвоздики або тонкі дерев'яні рейки, щоб позначити рівень, до якого буде залитий бетонний розчин. Всі позначки повинні перебувати в одній горизонтальній площині, щоб верхня грань фундаменту вийшла рівною.
6. На дно траншеї насипте 15 см піску, утрамбуйте його, рясно полив водою, а потім насипте 15 см щебінки і так само утрамбуйте. Ця дренажна подушка буде відводити вологу від бетонної частини фундаменту.
7. Застелите опалубку і щебеневе дно траншеї гідроізоляційним матеріалом. Це може бути звичайний руберойд або поліетиленова будівельна плівка товщиною 200 мкм. Гідроізоляція не тільки захищає бетон від вологи в землі, але також не дозволить йому розтектися, а воді з розчину вбратися в грунт. Якщо це станеться, розчин втратить еластичність і міцність, а після застигання стане крихким і зруйнується під ваговій навантаженням майбутньої будівлі.
   
8. Наступним етапом проводять армування. Для цього вам знадобляться рельєфні сталеві прути діаметром 12-14 мм. Проводьте армування в два пояси, скріплюючи прути між собою вертикальними стійками. Для в'язки використовуйте сталевий дріт. Багато фахівців вважають, що зварене з'єднання елементів при будівництві фундаментів краще не застосовувати, оскільки зварювання знижує міцність сталевої конструкції.
9. Верхній і нижній пояси конструкції представляють собою армовану сітку в кілька прутів, укладених паралельно на довжину всього фундаменту. Ці прути скріплені поперечинами, до яких, в свою чергу, прироблені вертикальні стійки-опори. Ці стійки необхідні для того, щоб розташувати арматурний каркас не на самому дні траншеї, а на деякому підвищенні. Так що після заливки бетоном металевий остов буде з усіх боків захищена від руйнівного впливу вологи і зможе рівномірно розподіляти навантаження. Каркас роблять на поверхні, після чого опускають в траншею за допомогою підйомного крана.
10. Тепер можна приступати до заливання бетону. Основна складність тут полягає в тому, що залити його потрібно відразу весь, а це досить велика кількість, і без великої техніки тут не обійтися. Якщо з яких-небудь причин залити відразу весь розчин у вас не виходить, можна зробити це поетапно. Однак виконувати заливку слід не горизонтальними пластами, а вертикальними. Щоб зробити це можливим, розбийте стрічку фундаменту на кілька сегментів, відокремивши їх щитами опалубки, і кожен з цих сегментів відразу наповнюйте доверху. Залив один, можна знову змушують партію розчину і приступити до роботи з наступним і т.д.
11. Заливку бетону слід виконувати поступово. Після заповнення 15-20 см від висоти траншеї зупиніться і попротикайте бетон арматурою або паркою в декількох місцях, постукайте по зовнішніх стінок опалубки. Це потрібно для того, щоб випустити бульбашки повітря, які знижують міцність. Проводьте процедуру через кожні 15-20 см заливки.
    
12. Залиште фундамент до повного висихання. Залежно від погодних умов на це може піти від 2 до 4 тижнів. Щоб атмосферна волога не перезволожений розчин, накрийте опалубку поліетиленом.
13. Після висихання займіться гідроізоляцією фундаменту. Для цього видаліть опалубку і обробіть зовнішні бетонні стінки бітумною мастикою, рідкої гумою, наплавлюваного гідроізоляцією. Знімати опалубку можна тільки після закінчення 2 тижнів з моменту заливки фундаменту, коли бетон зміцнів на 70-80%.
14. Виміряйте горизонтальність верхньої частини фундаменту. Якщо спостерігаються перепади по висоті, необхідно спорудити невисоку опалубку і залити вирівнює цементну стяжку, інакше стіни будинку вийдуть перекошеними. Якщо ж поверхня рівна, її також слід захистити гідроізоляційним матеріалом.
15. Зробіть зворотне засипання. Між стінками траншеї і фундаментом залишилося вільне місце. Його потрібно заповнити грунтом, але також можна використовувати для цього пісок і щебінь, створивши додатковий дренаж. Засипку також слід проводити поетапно - через кожні 30-40 см ретельно утрамбовують грунт (пісок).

Самостійні роботи з фундаментами глибокого закладання неможливі, оскільки вони мають великомасштабні і необхідності використання важкої будівельної техніки. При підготовці особливу увагу приділяйте розрахунками, щоб точно визначити необхідну кількість матеріалів.