Малая свиноферма. Как правильно и надежно уложить кафель...("Сделай сам" №3∙2000)

Как правильно и надежно уложить кафель

А.В. Беляшин

Для того чтобы стены в ванных комнатах, туалетах, на кухнях были водонепроницаемыми, красивыми, долговечными и отвечали санитарно-гигиеническим требованиям, их облицовывают керамической глазурованной плиткой — кафелем.

1. Начинается работа с сортировки плиток.

В партии приобретенного кафеля обычно имеются плитки различных оттенков, а иногда и несколько отличающихся по размерам. Поэтому их прежде всего необходимо разобрать и рассортировать по размерам и оттенку (цветовому фону), отделить бракованные и разбитые.

Размеры и качество плиток проверяют по шаблону, для чего выбирают из партии купленных плиток самую ровную и правильную по размерам и цвету. Отдельно складывают разбитые, поврежденные или бракованные плитки, учитывая, что их можно использовать в затененных местах, под подоконниками или за сантехприборами и там, где потребуются доборы из частей плиток.

Плитки, резко отличающиеся по насыщенности цветового тона, отсортировывают отдельно, распределяя их по группам с близкими друг к другу цветовыми тонами (полосатые плитки бракуют).

2. Обработка плиток.

При облицовке стен по высоте обычно размещают целое число рядов плиток, по длине стен, особенно в примыканиях к углам, большей частью приходится применять не целые плитки, а их отрезки (доборы).

Плиточные полы почти всегда настилают по рисунку, окаймляемому фризом из плиток другого цвета или другой геометрической формы, а это неизбежно влечет за собой применение доборов. Для изготовления доборов требуется перерубка (резка) некоторого количества плиток, а это весьма трудоемкая операция. Задача мастера сводится к тому, чтобы вырезать нужные куски (доборы) с наименьшей затратой полноценных плиток и с минимумом отходов.

Чтобы перерубить керамическую половую плитку, при помощи линейки и карандаша на ее поверхность наносят линию переруба, а затем рубят вручную или при помощи специальных приборов. Рубку половых плиток производят плиточным молотком, кафеля — стеклорезом или резцом с победитовым наконечником. Если плитку необходимо перерубить или вырезать по кривой линии, последнюю намечают по лекалу карандашом (на кафеле — алюминиевым штифтом). Затем линию переруба наносят острым концом плиточного молотка (на плитках для полов) и стеклорезом или резцом на кафеле. После этого клещами или молотком постепенно кусок за куском удаляют все лишнее для того, чтобы край резца был гладким, без зазубрин, для чего используют электроточильный станок и корундные бруски.

При небольшом объеме работ применяют рашпиль, а для подтесывания кромок плиток для полов — плиточный молоток; при перерубке толстых и прочных керамических или литых плиток применяют зубило.

Стеклянные плитки разрезают на части стеклорезом.

3. Облицовка стен кафелем на цементном растворе (рис. 1).

Рис. 1. Порядок облицовки стен плитками по маякам и шнуру-причалке:

_{1 — верхний маяк; 2 — нижний маяк; 3 — штыри: 4 — шнур-причалка}

Перед укладкой плиток подготовленную под облицовку поверхность — обильно смачивают водой. Для крепления плиток применяют цементный раствор состава 1:4 или 1:5 прочностью 50 кг/см. Применение более жирных растворов (1:2, 1:3), что иногда практикуется, нецелесообразно: во-первых, это приводит к перерасходу цемента, и во-вторых, жирные растворы при твердении дают значительную усадку, а это приводит к нарушению прочного сцепления прослойки с тыльной поверхностью плитки и ее отслаиванию.

Практика показала, что крепление кафеля можно производить и на сложном, т. е. цементно-известковом, растворе состава 1:1:6 и 1:1:7, которые по своей прочности не уступают цементно-песчаным растворам 1:5. Применение смешанных растворов, помимо повышения прочности сцепления, дает значительную экономию цемента. Однако следует учесть, что указанными положительными свойствами обладают лишь растворы маломагнезиальной извести.

Для лучшего сцепления раствора с основанием плитки необходимо затворить подобранную сухую смесь таким количеством воды, чтобы придать раствору определенную пластичность. Необходимую пластичность раствора можно установить следующим способом: на тыльную сторону сухой, очищенной от пыли плитки наложить лопаткой немного раствора, который затем резким движением руки вниз и в сторону стряхнуть с плитки. Если на плитке останется часть прилипшего раствора, то он считается приемлемым для работы. Отсутствие следов раствора показывает, что воды в нем больше или меньше необходимого количества. К слишком пластичному раствору добавляют сухую цементно-песчаную смесь, а к слишком жесткому — воду и тщательно перелопачивают до получения однородной массы.

Для уменьшения усадки цементного раствора необходимо употреблять песок крупных фракций 2,5–4,0 мм.

Специальное добавление в цементный раствор глины для увеличения пластичности, как это нередко делают в растворах для кирпичных кладок, исключается, так как глина способствует увеличению усадки раствора, а следовательно, увеличению возможности отрыва его от плитки.

Иногда неправильно полагают, что рифы и выступы на тыльной поверхности кафеля сами по себе обеспечивают достаточную прочность сцепления плиток с цементной прослойкой, и поэтому не придают должного значения правильному подбору состава раствора и подготовки плиток.

Качество облицовки поверхности кафелем определяется способом предварительного их увлажнения, а также качеством швов между плитками.

Непосредственно перед облицовкой поверхность подготовки также необходимо смочить водой, чтобы цементное молоко впитывалось из прослойки лишь в малой степени. Это обеспечивает прочную связь прослойки с подготовкой и предупреждает их расслоение.

Толщина прослойки должна быть 7-15 мм. При более толстой прослойке при осаживании плитки пристукиванием кельмой из раствора отжимается вода — это служит в дальнейшем причиной отслоения облицовки.

Опыт показал, что современная тонкая плитка в течение 8-10 с после погружения насыщается влагой чуть больше 50 %: дальнейшее заполнение пор водой происходит очень медленно, в течение многих часов и даже дней.

Степень увлажнения плитки перед укладкой имеет решающее значение для прочности облицовки. Опытами доказано, что при одном и том же составе цементного раствора прослойки для отрыва плитки, которая перед укладкой предварительно была насыщена водой, требуется в 2–4 раза меньше усилий, чем для отрыва плитки, посаженной на место в сухом состоянии, т. е. без предварительного замачивания.

Еще большая прочность сцепления плитки с раствором прослойки достигается при небольшом увлажнении тыльной поверхности плитки мокрой кистью. Прочность сцепления в этом случае на 20–30 % выше прочности облицовки, производимой сухими плитками. Это объясняется тем, что при смачивании тыльной стороны кистью вода слегка смачивает устья канальчиков, выходящих на поверхность плитки, а это способствует всасыванию цементного молока в плитку из цементного раствора прослойки без обезвоживания в заметной степени раствора, что и обеспечивает лучшее сцепление плитки с прослойкой и в то же время не ухудшает сцепление раствора с поверхностью основания.

Погружать плитку в воду хотя бы на короткий срок не следует, так как в этом случае даже стряхивание избыточной воды с плитки не дает уверенности в том, что с поверхности удалена свободная влага. Наличие на тыльной поверхности плитки водной пленки препятствует хорошему сцеплению цементного раствора с плиткой, так как цементное молоко растворяется в водной пленке.

Некоторые мастера применяют очень простой способ увлажнения плитки. Прежде чем уложить пирамидальную порцию раствора на очередную плитку, тыльной стороной ее проводят по раствору, лежащему в ящике. При этом плитка смачивается цементным молоком и попутно освобождается от сухой пыли, которая препятствует сцеплению плитки с прослойкой. Эта операция дает прочное сцепление плитки с раствором. Такой способ увлажнения является одним из наиболее рациональных, и его следует широко применять.

В обычных условиях швы между плитками должны иметь толщину 1–2 мм. Выполнить шов меньше 1 мм практически невозможно без массовой приточки кромок плиток. Для прочности облицовки более тесное размещение плиток нежелательно, так как малейшая усадка цементного раствора отрицательно отражается на состоянии облицовки. Если плитки посажены вплотную одна к другой без разрыва, то в местах стыков облицовка быстро разрушается и отслаивается. Широкие швы 2–3 мм придают облицовке более декоративный вид, особенно если плитка уложена шов в шов, но их следует избегать по нижеуказанным причинам.

Во всех случаях при облицовке стен необходимо выдерживать одинаковую толщину вертикальных и горизонтальных швов. Это требование вызывается не только декоративностью, но главным образом необходимостью обеспечить прочность облицовки. Установлено, что если швы одного направления меньше швов другого, то облицовка разрушается и плитки отслаиваются.

Таким образом, швы между плитками играют роль швов расширения, которые применяются во многих строительных конструкциях. Чтобы швы отвечали своему назначению, они должны быть свободны от твердого и прочного прослоечного цементного раствора. В то же время во избежание засорения швов при эксплуатации облицовки их нельзя оставлять пустыми. Увязать эти два противоречивых требования можно, применяя более эластичные гипсомеловую и клеемеловую мастики.

Облицовку с одинаковыми швами выполняют различными способами. Некоторые специалисты благодаря многолетней практике определяют ширину шва на глаз, начинающие мастера пользуются временными прокладками.

Для обеспечения одинаковой ширины швов можно использовать мелкие гвозди толщиной 1,0–1,5 мм. По мере посадки плиток на место в раствор вставляют гвозди, по два у каждого свободного ребра. Так как толщина гвоздей одинакова, то и ширина швов будет выдержана в обоих направлениях. Спустя 2–4 ч гвозди вынимают из еще не отвердевшего раствора. Вынутыми гвоздями прочищают швы от раствора.

Для обеспечения одинаковости швов могут быть применены специальные инвентарные скобки из проволоки Д = 3 мм со сплющенными на конус концами. Длина скобок 100 мм, отогнутых концов — 40 мм.

Нередко на практике приходится выполнять облицовку с уширенным швом в 5–6 мм. При этом удается скрыть неровности и искривления отдельных плиток (особенно это относится к плиткам без канта), а также добиться некоторой экономии плиточных материалов.

Правильно подбирая состав раствора и учитывая вышеприведенные приемы с увлажнением плиток и размерами швов между ними, можно избежать большинства дефектов, возникающих при облицовке поверхностей плиткой на цементном растворе.

Нужно заметить, что уширенный шов декоративнее, однако по прочности такая облицовка уступает облицовке с тонкими швами. Жирный цементный раствор в швах препятствует противодействию температурным колебаниям плитки и тем самым способствует ее отрыву от прослойки. Если же вместо цементного раствора швы заполняют гипсовым раствором, то при широких швах этот раствор быстрее вымывается и выкрошивается. Это следует учитывать особенно при облицовке стен в ванных комнатах и банях, где температура облицовки периодически повышается и где сплошная облицовка стен играет также роль пароизоляции. По тем же соображениям следует избегать применения уширенных швов при облицовке стен в кухнях и других помещениях, к которым предъявляются повышенные гигиенические требования.

Во время производства работ вертикальность (отвесность) выполненной облицовки и ее ровность периодически проверяют прави'лом, уровнем или отвесной доской.

При облицовке раствор наносят равномерным слоем на тыльную сторону плитки: слой раствора должен быть такой толщины, чтобы при прижимании плитки к облицовываемой поверхности он выступал немного сверху и сбоку. Этим достигается полное заполнение раствором пространства под плиткой (в том числе и в углах).

Плитку с раствором подносят в горизонтальном положении к месту укладки, а затем быстро, но осторожно приводят ее в вертикальное положение, прижимая к облицовываемой поверхности.

Если раствор не целиком заполнил пространство между плиткой и стеной, что бывает иногда в углах плиток, это пространство следует до укладки верхнего ряда заполнить пластичным цементным раствором состава 1:4.

4. Некоторые нюансы при облицовке стен.

Облицованная плиткой стена должна иметь ровную поверхность и равномерную толщину шва между плитками. Долговечность облицовки обеспечивается плотным прилеганием плиток к основанию благодаря хорошо приготовленной прослойке. Практика показывает, что применяемые способы облицовки имеют следующие недостатки: 1 — трудоемкое и медленное нанесение раствора на тыльную поверхность плиток; 2 — образование в углах пустот, в результате чего облицовка не держится долго и при слабых ударах обламываются углы плиток; 3 — заполненные швы раствором со временем вымываются, за плитки попадают грязь и сырость и образуется благоприятная среда для развития гнилостных микробов.

Часто производят облицовку по неровному основанию или по грубому штукатурному намету, и плитки осаживаются при этом в раствор разной толщины. Это приводит к неравномерному схватыванию прослойки. В местах, где под плиткой мало раствора, облицовка быстрее, но слабее пристает к стене, так как материал основания отнимает часть воды из раствора прослойки. В местах, где толщина прослойки больше, происходит более прочное сцепление плитки со стеной. Таким образом, хорошая и ровная облицовка имеет неравномерную прочность по всей поверхности.

Для улучшения процесса облицовочных работ поверхность стены штукатурят тощим цементным раствором по маякам без накрывки и затирки, а по шероховатой поверхности укладывают облицовочную плиту с тонким и ровным слоем раствора.

5. Облицовка стен по особым рисункам.

Облицовка стен диагональными рядами (рис. 2) заключается в следующем.

Рис. 2. Облицовка стен диагональными рядами:

_{1 — штыри; 2 — шнур-причалка; 3 — плитка одного тона; 4 — четвертушка другого тона; 5 — половинка другого тона; 6 — цельная плитка другого тона}

Поскольку целое число половинных плиток нельзя уложить вдоль каждого обреза стен вследствие некратности размеров плиток длине стен, то при диагональной облицовке стен по периметру облицовки устраивают фризы. Внутренний периметр фриза рассчитывают так, чтобы вдоль него по горизонтали и вертикали укладывалось целое число половинных плиток (с четвертушками в углах).

Установив временные маяки (как при обычной облицовке стен), на раствор укладывают сначала фризовые плитки вдоль всего периметра облицовки, затем по внутреннему периметру фриза устанавливают на раствор половинные плитки и четвертушки в углах. После этого приступают к укладке рядового покрытия, натягивая под углом 45° шнур-причалку между нижними половинными плитками и половинками, установленными в боковом или верхнем ряду. Натянув шнур-причалку, плитки укладывают на раствор обычным способом, начиная эту работу от какого-либо нижнего угла, и продолжают установку плиток таким образом до самого верха. Поверхность облицовки периодически проверяют правилом, уровнем или доской с отвесом. Во всем остальном производство облицовочных работ диагональными рядами не отличается от производства их горизонтальными рядами.

6. Особенности плиточных работ при облицовке потолков.

Работы по облицовке потолков являются весьма трудоемкими и требуют тщательного выполнения.

Прежде всего приступают к проверке поверхности потолка и установке маяков, определяющих будущую горизонтальную поверхность облицовки.

Маяки устанавливают так же, как и при облицовке стен, с той лишь разницей, что в этом случае применяют не весок, а правило с уровнем или деревянный ватерпас с отвесом.

На рис. 3 показана схема установки гвоздевых марок на потолке, по которым затем устанавливают маяки из отдельных кусков плиток, прикрепляя их к поверхности гипсовым раствором.

Рис. З. Схема установки гвоздевых марок на потолке:

_{1 — уровень; 2 — правило; 3 — гвозди}

Затем по маякам и шнуру-причалке плитки укладывают в том же порядке, что и при облицовке стен, осаживают плитки, легко нажимая на них, но не ударяя, так как это влияет на прочность прикрепления соседних плиток. Чтобы добиться высококачественной облицовки, нужно особенно строго соблюдать правила работ, смачивать плитку так, как было указано выше, состав и консистенцию раствора также подбирать очень тщательно.

При наличии неровностей поверхность основания нужно выправлять цементным раствором: раствор накладывать на тыльную сторону плитки в таком количестве, чтобы толщина прослойки не превышала 15 мм.

Облицовка потолка на цементном растворе требует очень много времени, так как каждую уложенную плитку приходится некоторое время поддерживать, пока сила ее сцепления с раствором не возрастет настолько, что она сможет самостоятельно держаться. Поэтому при облицовке потолков лучше пользоваться клеями и мастиками.

7. Ремонт плиточных облицовок.

Для ремонта частично отслоившейся облицовки целесообразно применять не цементные растворы, а различные виды клеев и мастик. При этом устраняют весьма трудоемкую операцию — снятие слоя затвердевшего раствора, чем достигается значительная экономия трудозатрат и материалов. Отслоившиеся плитки можно приклеить клеями «Бустилат» или ПВА, а также мастикой, приготовленной на смеси цемента на вышеуказанных клеях. Плитки приклеивают непосредственно к обнаженной поверхности старой цементной прослойки.

Отслоившиеся плитки желательно по возможности замаркировать из такого расчета, чтобы каждая плитка легла на свое место в прежнем положении.

Толщина слоя клея и мастики не должна превышать 0,5–1,0 мм. В этом случае при наклеивании отдельных отслоившихся плиток искривление или выпирание остается незаметным для глаза.

При ремонте облицовок, выполненных на мастиках, плитки осторожно снимают, маркируют, очищают от старой мастики и намазывают на нее при помощи волосяной кисти новый клей или мастику и прикладывают плитку на то же место и в таком же положении, обеспечив при этом прижим плиток на некоторое время.

Фундаменты сельского дома

В.В. Ильин

Решения по фундаментам как ранее, так и в настоящее время являются одной из наиболее сложных инженерных задач. По мере накопления знаний, появления новых материалов и принципиально новых образцов строительной техники появилась тенденция массового перехода от строительства пятиэтажных домов к 17—20-этажным. Истекшее время обогатило науку о фундаментах, что повлекло изменение их расчетов, ставших более точными, но и более сложными.

Вместе с тем фундаменты сельских домов, возводимые индивидуальными застройщиками, как и 100 лет назад, базируются не на расчетах, а на опыте возведения фундаментов в данной местности. Это зачастую приводит к ошибкам, так как на селе от чисто деревенского строительства переходят к смешанному или каменному, при котором роль фундамента имеет первостепенное значение. Даже незначительные изменения в положении фундамента, не приносящие вреда деревянному строению, могут повлечь к образованию трещин в стенах каменного.

Цель этой статьи, рассчитанной на неподготовленного читателя, в доступной форме объяснить сущность процессов, происходящих при нагружении фундаментов, проанализировать грунты площадки предполагаемого строительства, помочь определить уровень грунтовых вод в зависимости от времени года и на основании полученных данных произвести расчеты для определения глубины заложения фундамента и его ширины.

Как было сказано ранее, расчет фундамента сложен. Наиболее простым является расчет, которым пользовались в пятидесятые-шестидесятые годы. Использованный применительно к возможностям индивидуального застройщика, он не повлияет на доброкачественность фундамента, хотя и менее экономичен, и создает дополнительный запас прочности.

В силу того, что в статье использован ранее применявшийся расчет, некоторые положения, термины и обозначения будут не соответствовать принятым в действующем СНиП 2.01.07–85.

Наиболее распространенными в сельском строительстве являются монолитные ленточные фундаменты или фундаменты из сборных блоков.

Ленточные фундаменты под стены в бесподвальных зданиях являются наиболее экономичными, если глубина заложения подошвы фундамента не превышает 1,5 м.

Главной причиной растрескивания фундамента и стен строения являются ошибки при проектировании и сооружении фундамента. Необходимо отметить, что стоимость мер по переделке фундамента или исправление ошибок, как правило, намного выше его первоначальной стоимости. Погоня за кажущейся экономичностью оборачивается зачастую непоправимыми ошибками.

В руководстве по строительному искусству почти 250 лет назад указывалось, что «при строительстве фундаментов и оснований под них, ни трудов, ни иждивений жалеть не надо…»

Сельский дом, рассчитанный на проживание одной семьи, редко имеет более двух этажей при площади первого этажа более 100 м². В настоящее время широко распространено строительство двухэтажных домов, что экономически выгодно во всех отношениях. Дома подвалов, как правило, не имеют, так как создать в них благоприятные условия для хранения овощей (температуру от +5 до —2 при влажности воздуха 90 %) без нанесения ущерба строению невозможно. Для этих целей строят погреба.

Стены дома могут быть выполнены из кирпича, дерева или из деревянного бруса с облицовкой кирпичом. Отопление дома может осуществляться печами или быть водяным. При наличии водопровода или местного водоисточника с подачей воды в дом в нем может быть оборудована ванная комната и туалет.

Из сказанного ясно, что нагрузка от строения, передаваемая на фундамент, может значительно колебаться.

По всем правилам при строительстве зданий необходимые данные для расчета получают с помощью лабораторного анализа грунтов из разведочных скважин, пробуренных в местах заложения фундамента. Такие работы в полном объеме индивидуальным застройщиком выполнены быть не могут. Однако без сведений о грунтах в месте заложения фундамента и уровне грунтовых вод даже ориентировочные расчеты не провести.

Уровень грунтовых вод и его колебания по сезонам можно проследить по уровню воды в близлежащих колодцах, а для получения сведений о грунтах в месте заложения фундамента необходимо вручную пробурить скважину и поднятые из скважины грунты классифицировать «на глазок», пользуясь таблицами, приведенными в тексте.

Используя приведенные в статье формулы, таблицы и числовой пример, можно произвести необходимые расчеты.

Учитывая, что данные грунтов получены «на глаз», для компенсации возможного недобора прочности будут даны рекомендации по добавочному укреплению конструктивных элементов.

Если ниже подошвы фундамента в пределах сжимаемой толщи грунтов имеются плавуны, торфы, рыхлые грунты и грунты в текучем состоянии, необходимы свайные фундаменты, устройство железобетонной плиты под всей площадью строения, тяжелое трамбование и другие способы, малодоступные для индивидуального застройщика. В этом случае от такого участка лучше отказаться.

Основанием сооружений называется толща природных напластований, непосредственно воспринимающих нагрузку и взаимодействующих с фундаментами возводимых на них строений.

Естественные основания — это природные грунты в условиях их обыденного залегания.

Искусственно улучшенные основания — это те, которые предварительно уплотнены или закреплены тем или иным способом.

Фундаментами сооружений называют их подземные части, возводимые на естественных или искусственно улучшенных основаниях.

На рис. 1 показана схема фундамента на естественном основании.

Рис. 1. Схема фундамента на естественном основании:

_{1 — фундамент; 2 — стена строения; 3 — подошва фундамента; 4 — дневная поверхность}

Верхняя граница между фундаментом и надфундаментным строением носит название обреза фундамента, контактная поверхность фундамента с основанием называется подошвой фундамента, расстояние от отметки поверхности грунтов до подошвы фундамента носит название глубины заложения фундамента.

Абсолютно жесткие сооружения — это сооружения, работающие совместно с основанием. В монолитных, абсолютно жестких сооружениях возникают дополнительные усилия. Такие строения имеют значительный запас прочности несущих конструкций на изгиб. К ним относятся элеваторы, дымовые трубы и др.

Сооружения практически жесткие — большая часть зданий и многие инженерные сооружения. При осадке грунтов в несущих конструкциях возникают дополнительные усилия, в результате которых появляются трещины. Для предотвращения этого больше внимания должно уделяться совместной оценке работы грунтов основания и несущих конструкций сооружения.

Сооружения практически гибкие — в значительной степени следующие за перемещениями поверхности грунта: деревянные дома и одноэтажные строения с разрезными балками.

Внешние воздействия на сооружения и конструкции состоят из постоянных нагрузок и временных. К постоянным нагрузкам относится вес конструкции, к временным — вес оборудования, людей, снежного покрова, сила ветра, температура и другие воздействия.

Нагрузки от веса конструкций, а также установленные нормами величины полезной нагрузки, от снега, давления ветра и других внешних воздействий, которые возможны при нормальной эксплуатации сооружения или оснований фундаментов, называются нормативными нагрузками.

Коэффициенты, учитывающие изменчивость нагрузок, в результате которых возникает возможность превышения их величин по сравнению с нормативными, называются коэффициентами перегрузки «n». Расчетные нагрузки представляют собой произведения нормативных нагрузок на коэффициенты перегрузок.

Постоянная нагрузка

Постоянная нагрузка при расчете фундаментов включает в себя вес всех элементов здания, вплоть до сантехнического и отопительного оборудования: крыши, строительных ферм, перекрытий, наружных стен, перегородок, полов, межэтажных перекрытий, печей (в том случае если они стоят на полах), сантехники и др.

Вес некоторых конструктивных элементов приведен в табл. 1

Коэффициенты перегрузки для собственного веса конструкций принимаются равными n = 1,10.

Вес конструктивных элементов строений (например, полов, потолочных перекрытий, лестниц, печей, сантехнических устройств и т. д.), не вошедших в табл. 1, подсчитывают по справочникам.

Полезная нагрузка

Она является основной временной нагрузкой, могущей действовать на конструкцию в процессе эксплуатации.

Нормативная полезная, равномерно распределенная нагрузка на 1 кв. м перекрытия и коэффициенты перегрузки принимаются по табл. 2.

Нагрузки, указанные в таблице, даны без учета веса перегородок.

Снеговая нагрузка

Нормативная снеговая нагрузка Р_с на 1 м² площади горизонтальной проекции покрытия определяется по формуле

Р_с = Р х С,

где:

Р — расчетный вес снегового покрова по районам (рис. 2; табл. 3);

Рис. 2. Карта распределения снеговой нагрузки по районам (см. табл. 3)

С — коэффициент из табл. 4.

Коэффициент перегрузки для снеговой нагрузки принимается равным n = 1,4.

Пример. Определить снеговую нагрузку на двухскатной крыше, имеющей уклон α =35°. Район строительства — Московская обл.

Решение. Для угла α =35° коэффициент С находим интерполяцией:

При весе снегового покрова для Москвы (3-й район) Р = 100 кг/м² нормативная снеговая нагрузка на 1 м² горизонтальной проекции составит:

Р_с = Р х С = 100 х 0,7 = 70 кг.

Ветровая нагрузка

Как было сказано ранее, цель этой статьи помочь индивидуальным застройщикам в расчете фундамента одно- или двухэтажного сельского дома. Строительство такого дома, как правило, ведется в районах существующей застройки. В этом случае ветровая нагрузка на фундамент дома не оказывает существенного влияния, в силу чего она не приводится.

Грунты естественных оснований подразделяются на следующие:

скальные — практически не сжимаемые и водоустойчивые (граниты, песчаники, известняки), с пределом прочности на сжатие в водонасыщенном состоянии не менее 50 кг/см²;

— полускальные — водоустойчивые, с пределом прочности в водонасыщенном состоянии менее 50 кг/см² (мергели, окаменелые глины), а также неводоустойчивые, с пределом прочности в водонасыщенном состоянии свыше 50 кг/ см² (гипс, гипсовые камни и т. д.);

— каменистые — несцементированные грунты из водоустойчивых пород, содержащие более 50 % частиц крупностью более 2 мм (щебенистые и гравийные);

— песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, для которых испытание на пластичность дает число пластичности W_п =< 1 или невыполнимо из-за отсутствия у грунта свойств раскатывания;

— глинистые — связанные грунты, для которых испытание на пластичность W_п > 1 (супесь, суглинок, глина). Если глинистые грунты в природном сложении обладают видимыми невооруженным глазом порами, то такие грунты называются макропористыми.

Удельным весом грунта (γ) называется вес его минеральных частиц (грунтового скелета) в т/м³.

Объемным весом грунта (q∙w) называется вес единицы объема грунта в условиях естественного залегания (без нарушенной структуры).

Весовой влажностью грунта (w) называется отношение (в %) веса воды в порах грунта к весу грунтового скелета.

Вес грунтового скелета в единице объема грунта (g_о) в состоянии его естественной влажности (w) и пористости (n) определяется по формуле:

g_o = q∙w/(1 + 0.01∙w). (1)

Пористость грунта (n), выражающая отношение объема пор в образце к объему всего образца, определяется по формуле:

n = 100∙(1 — (g_o/γ)). (2)

Коэффициент пористости (ε), представляющий собой отношение объема пор к объему грунтового скелета, определяется по формуле:

ε = n/(100 — n). (3)

Степень влажности грунта (G), выражающая отношение объема воды в порах грунта к объему всех пор, определяется по формуле:

G = w∙γ/ε. (4)

В зависимости от влажности песчаные грунты различаются:

— маловлажные — при 0,0 < G =< 0,5;

— очень влажные — при 0,5 < G =< 0,8;

— насыщенные водой — при 0,8 < G =< 1,0.

Степень плотности (D) сыпучих грунтов определяется по формуле:

D = ε_мкс — ε/(ε_мкс — ε_мин), (5)

где:

ε — коэффициент пористости песка в природном сложении;

ε_мкс — то же, высушенного и приведенного в предельно рыхлое сложение;

ε_мин — то же, в предельно уплотненном состоянии.

Песчаные грунты в зависимости от степени плотности подразделяются на:

— плотные — при 1,00 >= D > 0,67;

— средней плотности — при 0,67 >= D > 0,33;

— рыхлые — при 0,33 >= D > 0,00.

Глинистые грунты в зависимости от содержания влаги могут находиться в твердом, жидком (текучем) и промежуточном состоянии — пластичном. Пластичная консистенция определяется таким состоянием грунта, когда при изменении его формы под влиянием внешних сил не происходит поверхностных трещин.

Весовая влажность, отвечающая переходу грунта из твердого состояния в пластичное, называется границей раскатывания (W_Р), а влажность, отвечающая переходу из пластичного в жидкое состояние (W_T) — границей текучести.

В зависимости от числа пластичности (W_П), представляющего собой разность W_П= W_T — W_Р (измеряется в %), различаются:

— супеси — при 1 < W_Р =< 7;

— суглинки — при 7 < W_Р =< 17;

— глины — при W_Р > 17.

Консистенция (В) глинистого не макропористого грунта природной влажности определяется по формуле:

В = (W — W_Р)/W_П, (6)

При В < 0 грунты называются твердыми, при 0 =< В =< 1,0 — пластичными, при В > 0 — текучими.

Глубина заложения фундаментов назначается в зависимости от характера грунтов, уровня грунтовых вод, глубины промерзания, капитальности здания и его конструктивных особенностей (наличия подвалов, примыкающих зданий и др.).

Наименьшая (конструктивная) глубина заложения фундаментов принимается 0,5 м от поверхности планировки.

Если глубина заложения фундаментов определяется только из учета возможности пучения грунтов, то она назначается по табл. 5.

Расчетная глубина промерзания исчисляется от поверхности планировки и определяется по формуле:

Н = m_t∙Н^н, (7)

где:

Н^н — нормальная глубина промерзания (рис. 3);

Рис. 3. Карта нормативных глубин промерзания

m_t — коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен принимается равным (для отапливаемых зданий с расчетной температурой воздуха внутри помещений не ниже 10 °C):

а) при полах на грунте m_t = 0,7;

б) при полах на лагах по грунту m_t = 0,8;

в) при полах на балках m_t = 0,9.

Если подошву фундамента закладывают на мелком или пылеватом песке, на супеси, суглинке или глине, причем глубина заложения выше расчетной глубины промерзания, грунты основания в этом случае должны быть обязательно защищены от попадания поверхностных вод устройством отмостки вокруг здания, водоотводных лотков и т. п.

Нижняя часть каменных фундаментов при заложении фундаментов из условий промерзания грунта на 0,7 м и более может быть заменена подушкой из гравия, щебня, крупного или среднезернистого песка, причем верхняя каменная часть фундамента должна быть высотой не менее 50 см, а основание подушки должно быть выше уровня грунтовых вод.

Расчетное сопротивление для основания определяется с учетом видов грунтов в несущем и подстилающем слоях основания, глубины заложения фундаментов и ширины их подошвы.

Распределение давления на грунт ниже подошвы фундамента принимается по схеме, представленной на рис. 4, где:

b — ширина подошвы, см;

Н — глубина заложения фундамента относительно планировочной отметки, см;

h — глубина заложения фундамента относительно отметки природного рельефа;

р — расчетное давление на грунт на уровне подошвы фундамента, кг/см².

Рис. 4. Схема распределения давления на грунт ниже подошвы фундамента

На любой глубине грунт испытывает так называемое бытовое давление, т. е. давление от веса грунтов, лежащих между отметкой природного рельефа и рассматриваемой глубиной.

Кроме того, на грунт действует дополнительное давление (к бытовому) от фундамента, которое по мере удаления от подошвы фундамента падает. Дополнительное давление определяется по формуле:

P_z = α∙(P — P_б), (8)

где:

P_б — бытовое давление на уровне подошвы фундамента;

α — коэффициент изменения дополнительного давления, принимается для ленточных фундаментов в зависимости от соотношения z: в, а: в, где в — ширина фундамента.

Значения коэффициента изменения дополнительного давления при соотношении сторон фундаментов как 10: 1 и более (ленточные фундаменты) приведены в табл. 6.

Сжимаемой толщей грунтов основания для данного фундамента принимается такая глубина z’ от подошвы фундамента, для которого дополнительное давление, вычисленное по формуле 8, составляет 20 % от бытового на той же глубине, т. е. P_z’ = 0,2∙P_бz’.

Полное давление на кровлю любого подстилающего слоя в пределах сжимаемой толщи грунта определяется по формуле:

P_h = P_hб + α∙(P — P_б), (9)

где:

P_h — полное давление на кровле подстилающего слоя на глубине h ниже природного рельефа;

P_hб — бытовое давление на той же глубине;

α∙(P — P_б) — дополнительное давление на той же глубине.

Расчетное сопоставление R для грунта с ненарушенной структурой при ширине подошвы фундаментов 0,6–1,0 и глубине заложения h = до 2 м принимается по табл. 7 и 8.

Расчетное сопротивление для фунтов однородных в пределах сжимаемой толщи при заложении подошвы фундамента ниже поверхности окружающего его со всех сторон грунта на глубину h > 2 м определяется по формуле:

R_h = R + kg_w∙(h — 200), (10)

где:

h — глубина заложения фундамента, см, относительно природного рельефа, а при планировке поверхности срезкой — относительно планировочной отметки;

R — расчетное сопротивление для данного грунта на глубине 1,5–2,0 м (см. табл. 7 и 8);

g_w — усредненный объемный вес, кг/см², толщи грунта, лежащего выше подошвы фундамента;

k — коэффициент, принимаемый по табл. 9

Таблица 9. Значение коэффициента k

При глубине заложения фундамента h < 1,5 м расчетное сопротивление принимается по формуле:

R_h = 0,005∙R∙(100 + (h/3)). (11)

Определение размеров подошвы фундаментов при их центральном загружении производится по формуле:

b = N/(a∙R), (12)

где:

N — нормативная нагрузка на фундамент, включая собственный вес фундамента;

а — длина фундамента, если он ленточный.

Пример.

Требуется определить глубину заложения и размеры фундамента под стену жилого дома при геологических данных согласно рис. 5 и глубине промерзания 1,5 м. Грунтовые воды обнаружены на глубине 3,8 м. Нагрузка от стены на 1 пог. м фундамента от постоянных нагрузок N₁ = 10 т, а от временных N₂ = 4,0 т, фундаменты бутовые.

Рис. 5. Геологические данные места заложения фундамента

Решение.

Согласно табл. 5 при расстоянии от подошвы фундамента до уровня грунтовых вод более 2 м можно фундамент закладывать независимо от глубины промерзания. При глубине заложения 0,7 м подошва фундамента будет располагаться на мелкозернистом песке, расчетное сопротивление для которого по табл. 7 составляет R = 3 кг/см². При глубине 0,7 м допустимое давление составит (по формуле 11):

R_0,7 = 0,005∙R∙(100 + (h/3)) = 0,005∙3∙(100 + (70/3)) = 1,85 кг/см².

Требуемая ширина фундамента при расчетной нагрузке и считая собственный вес (ориентировочно), составляющий 8 % от нагрузки:

b = 1,08∙(1000 + 4000)/1,85∙100 = 81,73, принимаем 85 см.

Фактический вес фундамента (рис. 6) длиной 1 пог. м:

Вес объема I — 1,0x0,85x0,35x2000 =654 кг

+

Вес объема II — 1,0x0,7x0,35x2200 = 539 кг

+

Вес объема III — 1,0x2,0x0,075x0,35x1700 = 90 кг (земля).

Рис. 6. Схема фундамента рассматриваемого примера

Фактический вес 1 пог. м фундамента составляет 1193 кг. Расчетное давление под подошвой фундамента от полной нагрузки (пост, нагрузка + временная нагрузка + вес фундамента + вес земли):

Р = (10000 + 4000 + 1193 + 90)/85∙100 1,798 кг/см² ~ 1,8 кг/см²;

1,8 кг/см² < R = 1,85 кг/см².

Расчетное давление на кровлю подстилающего слоя из более слабого пылевидного песка на глубине 2,4 м от дневной поверхности (рис. 5) определяем по формуле 9.

При объемном весе грунта g_w = 1600 кг/м³ расстояние от подошвы фундамента до рассматриваемого слоя z = 2,4–0,7 = 1,7 м. Бытовое давление составит:

на уровне подошвы несущего слоя

P_б = 0,7∙1600/100∙1000 = 0,11 кг/см²;

на уровне кровли подстилающего слоя пылеватого песка

Р_бz = 2,4∙1600/100∙1000 = 0,39 кг/см².

По табл. 6 z: в = 1,7:0,85 = 2, следовательно, α = 0,31.

По формуле 9:

P_h = P_hб + α∙(P — P_б) = 0,39 + 0,31∙(1,8–0,11) = 0,91 кг/см².

Расчетное сопротивление для грунта на глубине 2,4 м определяем по формуле 10:

R_h = R + kg_w (h — 200)

R_2,4 = 2,0 + 2,5∙0,0016∙(240–200) = 2,16 кг/см².

2,16 > P_h = 0,91.

При сооружении фундаментов булыжный камень округленной формы может применяться только после его раскалывания и при ведении кладки на цементных растворах. Силикатный кирпич для сооружения фундаментов рекомендован быть не может. Бутобетон применяется с содержанием бутокамня до 30–40 % от объема кладки.

Ширина верха фундамента равна ширине стены здания, увеличенной на 10–15 см. Минимальная ширина бутового фундамента из постелистого бута — 50 см, а рваного бута — 60 см.

Для приготовления бутобетона используется раствор бетона марки 50–75, который приготавливается смешением цемента марки 300 с крупно- или среднезернистым песком в пропорции 1:2,5.

Вокруг каждого здания должны быть устроены водонепроницаемые отмостки. Ширина отмостки принимается 1 м. Отмостка по периметру должна иметь подготовку из местного уплотненного грунта толщиной не менее 0,15 м. Отметка бровки отмостки должна превышать планировочную не менее чем на 0,05 м.

При развитии неравномерных осадок оснований в конструкциях сооружений возникают дополнительные усилия. В стенах зданий при сопротивлении, которое они оказывают изгибу, в случае прогиба возникают усилия растяжения в фундаментах и нижней части стены и сжатия сверху; в случае выгиба — растяжения вверху, а сжатие внизу. Кладка стен хорошо сопротивляется сжатию и плохо — растяжению, поэтому при неравномерных осадках в стенах трещины появляются преимущественно в зонах растяжения.

При проектировании фундаментов следует помнить, что при неполной загрузке фундаменты получают меньшую осадку, в силу чего целесообразно, чтобы нагрузка на основание была меньше расчетного сопротивления основания.

С целью увеличения сопротивляемости стен растягивающим усилиям строители давно вводят в них металлические стержни. Ранее эти стержни делались в виде кованых связей, а в 1963 г впервые армирование было проведено железобетонными поясами. Пояса армирования существенно увеличивают сопротивляемость стен растягивающим усилиям. Пояса армирования располагают как в фундаменте, так и по высоте стен, как это показано на рис. 7.

Рис. 7. Пояса армирования:

_{1 — пояса армирования стен; 2 — пояса армирования фундамента}

Сечение арматуры в поясах назначают конструктивно — от 5 до 15 см² в каждом поясе.

При строительстве дома желательно, чтобы план его был близок к квадрату, длины стен которого приблизительно равны. В вытянутом в длину строении той же площади более длинные стены при неравномерной осадке фундамента более склонны к образованию трещин.

В том случае если под основанием фундамента, расположенного на более «слабых» грунтах, находятся более «надежные» грунты (на небольшом расстоянии, например, в метр), то целесообразно в качестве усиления в дне котлована под фундамент ручным буром пробурить отверстия, опустить в них металлические трубы и залить их бетоном, как это показано на рис. 8. В первую очередь столбы необходимо сделать в углах фундамента. Такое расположение столбов будет препятствовать осадке углов фундамента — выгибу, т. е. растяжению верха стены и образованию трещин.

Рис. 8.Усиление фундамента столбовыми опорами

Трубы должны быть углублены в «надежный» грунт приблизительно на 150 мм и выступать над дном котлована приблизительно на ту же величину. Расстояние между трубой и грунтом заполнить песком и утрамбовать. В качестве ручного бура можно использовать покупной садовый бур, в котором заменить ручку на более длинную или изготовить бур по чертежу, представленному на рис. 9.

Рис. 9. Ручной бур:

_{1 — корпус; 2 — наконечник; 3 — лопасть; 4 — труба ручки}

_{ЛИТЕРАТУРА}

_{1. Справочник мастера-строителя. Изд. 3-е. — Минск: Государственное издательство БССР. 1955}

_{2. Основания и фундаменты. Краткий курс под редакцией чл. — корр. АН СССР профессора Н.А. Цытовича. — М.: Высшая школа, 1970.}