Дипломная работа: Кладка фундаменту
Рис. 5. Відхилення, що допускаються, при кладці фундаментів з бутового каменя
2.3 Будівельно-монтажні роботи
Фундамент – одна з найвідповідальніших частин будівлі, що сприйма навантаження від надземних частин будівлі. Фундаментом називається підземна частина будівлі, що передає навантаження від надземних частин будівлі на підставу. Підошвою фундаменту називається нижня частина фундаменту, суміщена з поверхнею підстави. Глибиною заставляння фундаменту називається відстань від планувально відмітки до підошви фундаменту. Підставою називається товща ґрунту, що сприйма навантаження від споруди. Ґрунти підстави бувають скельні і нескельні. Скельні ґрунти це вивержені, осадкові і метаморфічні породи, які мають жорсткий зв'язок між частинками. Скельні породи залягають суцільним або тріщинуватим шаром, але, не смлячись на це, скельні породи як підстава володіють великою міцністю. Нескельні породи крупнообломочні, піщані і глинисті. Ґрунти підстави можуть бути однорідними неоднорідними. Підстави називаються однорідними, якщо вони складаються з одного рунту, і неоднорідними, якщо складаються з декількох шарів ґрунту. Підстави бувають природними і штучними. Природними називаються такі ґрунти, як як використовують ґрунти природного залягання; якщо перед пристроєм фундаменту підставу потрібно заздалегідь ущільнювати, то воно називається штучним.
3. Матеріалознавство
3.1 Фундамент и цегляна кладка
Будівельно-монтажні роботи включають комплекс робіт, що виконуються на будівельному майданчику при зведенні будівель і споруд. Кінцевим результатом будівельно-монтажних робіт є готова будівля або споруда, введена в експлуатацію. Будівельно-монтажні роботи складаються з будівельних процесів – підготовчих, основних, допоміжних, транспортних. Будівельний процес – це ряд операцій, після виконання яких отримують готовий продукт у вигляді цегляної кладки, штукатурки, заповнення віконних і дверних отворів і т.д. Складні процеси виконують одночасно робочі декількох спеціальностей, прості, – робочі однієї професії. Операція – невелика частина будівельного процесу, при виконанні якого залишаються незмінними робота, знаряддя праці, склад робочих. Операція не ділиться на дрібніші ділянки і не дає закінченого продукту, наприклад, укладання розчину на стіні або підвезення цеглини до місця роботи каменяря, наклейка шару руберойду і т.д. Основні процеси – це готовий результат, наприклад, зведення стіни і т.д. Допоміжні процеси – це те, без чого не обійтися при виконанні основного процесу, наприклад: пристрій подмостей для каменярів і штукатурів, кріплення стінок траншей і котлованів. Транспортн процеси – це підвезення будівельних матеріалів, під'їм їх до робочого місця і т.д. Будівельні процеси і робочі операції можуть бути як механізованими, так виконуватися уручну. Наприклад, під фундаменти риття траншей можна виконувати екскаватором, але можна і уручну, і т.д. Механізованими роботами є роботи, частково або повністю виконувані з використанням механізмів, машин, установок, вживаних для полегшення важких і трудомістких процесів. В процесі будівництва беруть участь, як правило, не один, а декілька робочих. Робочі, що виконують ряд операцій, складають простій будівельний процес і називаються ланкою. Кожен робочий має своє робоче місце, де здійснюється певний об'єм роботи. Організація робочого місця повинна створювати зручність в роботі, тобто робочому необхідно здійснювати мінімальну кількість рухів, коли він бере будівельні матеріали, нструменти і коли кладе їх на місце і ін. Ділянкою називається ділянка роботи, на якій працюють декілька ланок, розміри його визначаються з умови завантаження на нім протягом зміни без переміщення на інші ділянки, перестановки підмостків пристосувань. Захваткою називається частина будівлі, що зводиться, або споруди, де протягом певного часу виконується певний будівельний процес. Наприклад, при зведенні кам'яної кладки захваткою є протяжність стіни, для теслярів – площа підмостків, які повинні бути підготовлені до переходу каменярів на наступну захватку.
3.2 Глибина заставляння
Мінімальна глибина заставляння фундаменту під зовнішні стіни, що зводяться на всіх рунтах, окрім скельних, повинна бути не менше чим 0,5 м від поверхн землі. У будівлях з підвалом глибина заставляння фундаменту щодо підлоги підвалу – не менше 0,5 м. Якщо ґрунт щільний або укріплений, фундамент можна в нього не заглиблювати.
При великій глибині заставляння фундаменту під нього іноді влаштовують штучну підставу – піщані або щебеневі подушки.
Якщо глибина промерзання ґрунту менше глибини пролягання ґрунтових вод, це сприятливо для пристрою фундаменту. Інакше можливе спучення ґрунту, яке чревате перекосом фундаменту, перерозподілом навантажень, появою тріщин.
Якщо рівень ґрунтових вод високий і їх «захоплює» глибина промерзання, то або цей чинник слід врахувати при виборі надійного варіанту фундаменту, не зважаючи на збільшення кошторису на будівництво, або – провести роботи для пониження рівня рунтових вод (осушення, пристрій дренажу і т.д.). Що стосується гідрогеологічних особливостей ґрунту, то вони вкажуть на необхідність захисту фундаменту оптимальну глибину його заставляння.
3.3 Захист фундаменту
Для гідроізоляції можуть застосовуватися бітумовмісні матеріали або матеріали на основі натурального (природного) натрієвого бентоніту.
Перш традиційні. Вони бувають обмазувальними або такими, що наплавляються (євроруберойд), зокрема матеріалу з підвищеним вмістом СБС-модифікатора, армуючого шару з поліестру підвищеної міцності. Такі матеріали «вимагають», щоб укладали їх на ретельно підготовлену, очищену поверхню в суху погоду і при температурі не нижче +5 °С.
Друг сучасніші. Бентонітові по своєму складу бувають двох видів: з наповненням натуральним (природним) натрієвим бентонітом (порошок) і з наповненням кальцієвим бентонітом, активованим натрієм (гранулят – штучний продукт).
Вибір конкретного матеріалу для захисту фундаменту залежить від складност конструкції будови. Наприклад, бітумовмісними матеріалами краще ізолювати фундаменти малоповерхових будівель. А матеріали з натурального натрієвих бентоніту оптимальні для гідроізоляції при підземному будівництві, або при зведенні будов з підземними експлуатованими приміщеннями.
В деяких випадках без гідроізоляції можна і обійтися. Наприклад, коли будова зводитиметься в хороших гідрогеологічних умовах: на скелястих, або піщаних рунтах, або коли рівень ґрунтових вод не доходить вщент будівлі. Не надають особливого значення захисту фундаменту і тоді, коли передбачається побудувати невеликий одноповерховий будиночок або дачу.
3.4 Конструктив фундаменту
По конструкції фундаменти діляться на стрічкові (глибокого і дрібнозаглибленого заставляння), стовбчасті, плиткові (або з монолітно-перехресних стрічок) палі.
Стрічков стовбчасті можуть бути виконані з монолітного або збірного бетону, залізобетону, цеглини, бутобетону.
Стрічковий фундамент глибокого заставляння застосовується переважно для будівель з підвалами і великою поверховістю. Глибина його заставляння на 20–30 см. нижча за глибину промерзання ґрунту.
Стрічковий дрібнозаглиблений фундамент можна використовувати в ґрунтах, що допускають неглибоке заставляння. Він також може служити підставою під дерев'яні будови, невеликі кам'яні будинки.
Проте в цьому випадку він повинен закладатися на слабо-пучинистих ґрунтах, або слід передбачити утеплення поверхневого шару ґрунту з метою зменшення глибини промерзання. Глибина заставляння цього типу фундаменту: 50–70 см.
Стовбчастий фундамент зводять в ґрунтах, що вимагають глибокого заставляння. Також він підходить як підстава для легких дерев'яних і каркасних будівель. Стовпи закладаються на глибину промерзання ґрунту у всіх кутах, місцях перетину стін нших навантажених місцях. Крок стовпів: 1,5–2 м.
Плитков фундаменти виконують, як правило, з монолітного залізобетону, причому, плита може бути не суцільна, а з монолітно-перехресних стрічок.
Плитковий (або комбінована стрічкова паля) фундамент влаштовують в ґрунтах нерівномірних таких, що сильно стискаються, а також при складному рельєфі місцевості, значних ухилах, високому рівні ґрунтових вод. Елементи паль заглиблюються нижче за рівень промерзання ґрунту.
3.5 Використовуван матеріали
Залежно від матеріалу фундаменти класифікуються на цегляні, бутові, бутобетонні, бетонні, залізобетонні, піщані.
Цеглян фундаменти влаштовують на сухих ґрунтах і дрібному заставлянні з червоно цеглини. Якщо ж ґрунт вологий, то використовують добре обпалену глиняну цеглину. Цей фундамент не рекомендується при високому стоянні ґрунтових вод великій глибині заставляння.
Бутов фундаменти зводяться з крупного булижника, рваного каменя на цементному розчині. Цей вид фундаменту нерідко застосовують для будівництва будівель з важкими захищаючими конструкціями.
Бутобетонний фундамент споруджують в опалубці або траншеї з вертикальними стінками, використовуючи в розчині дрібний камінь, щебінь або крупний гравій з прослойним трамбуванням. Застосовується цей тип фундаменту на будь-яких підставах.
Бетонний фундамент роблять з готових бетонних блоків або бетонної суміші. При монолітному рішенні цей фундамент виконують в опалубці.
Залізобетонний фундамент можна використовувати на будь-яких ґрунтах, особливо ефективний він на пучнистих.
Піщан фундаменти влаштовують у вигляді заглиблення в ґрунт стрічок з крупного піску з верхнім шаром щебеня, гравію, або цегляного бою. Застосовують для будівництва невеликих одноповерхових будівель на непучнистих ґрунтах з низьким рівнем рунтових вод і хорошим поверхневим водовідведенням.
3.6 Дефекти фундаментів і способи їх усунення
Фундамент може втратити міцність по наступних причинах:
старість;
неякісні матеріали;
низька якість будівельних робіт.
Головна проблема фундаментів – нерівномірне просідання. Зовні це виражається в появ тріщин різної форми і різного напряму, як на самому фундаменті, так і на стінах будинку, різні перекоси самого будинку. Залежно від конструкції будинку і типу фундаменту, причинами можуть бути:
Неправильно вибрана глибина заставляння фундаменту. Виправити цей дефект дуже важко, а ноді неможливо взагалі. Якщо ж просідання незначне, можна провести ту, що підсипає ґрунту. По всьому периметру фундаменту, тим самим штучно збільшивши глибину заставляння.
Підйом рунтових вод. Цю причину важко передбачати, але виправити можливо, влаштувавши дренажні системи або посасмши такі сорти рослин, які ефективно відбирають вологу з ґрунту. Дренажні системи краще всього закладати одночасно з фундаментом.
Нерівномірне навантаження на фундамент з боку будови. Наприклад, коли основний будинок набагато важчий, ніж веранда. Якщо будинок вже побудований, то, щоб уникнути подальшої деформації, необхідно розділити фундаменти веранди і удома. Для цього, наприклад, прокласти між фундаментами дошки, просочені бітумом.
Збільшення навантаження на фундамент за рахунок надбудови верхніх поверхів, а саме:
- неправильної оцінки можливостей вже існуючого фундаменту. Усунення даного дефекту обійдеться власникові будинку в пристойну суму і це при тому, якщо обставини дозволять провести посилення фундаменту шляхом збільшення несучої площі фундаменту;
- неправильної оцінки несучої здатності ґрунту, збільшити її можна за рахунок проливки ґрунту під фундаментом «цементним молоком».
- недостатня міцність матеріалів для фундаменту або втрата міцност з часом.
Для цегляних фундаментів, складених на вапняному розчині, з часом характерне порушення зчеплення розчину з цеглиною (попадання всередину фундаменту вологи, промерзання, навантаження на фундамент). Необхідний капітальний ремонт, заміна на новий. Щоб це здійснити, потрібно розвантажити старий фундамент шляхом перенесення ваги будинку на тимчасові опори. Тимчасовими опорами служать дерев'яні бруси. Їх розташовують поряд із старим фундаментом і за допомогою сталевих балок переносять навантаження будинку на дерев'яні бруси.
Але в цілому, щоб уникнути таких складних робіт по ремонту фундаменту слід поклопотатися про його надійність і захист ще в час «фундаментальних» робіт.
3.7 Бутобетонна кладка
Перед кладкою фундаменту необхідно уважно розглянути проект, провести підготовч роботи на будівельному майданчику. Спочатку заготовлюють камені, ставлять ящики з розчином, лотки і жолоби, по яких спускають камінь і розчин. Кладка фундаментів з буту «під лопатку»: у траншеях завглибшки 1,25 м, розставляють ящики для розчину на брівці траншеї на відстані 3–5 м один від одного. Штабелю буту укладають між ящиками розчину. Камінь в процесі кладки подають каменяреві в руки, розчин кидають ковшем – лопатою на кладку. Запаси каменя, щебеня для кладки фундаментів в котлованах і траншеях завглибшки більше 1,25 м кладуть поряд з брівкою траншеї, ящики для розчину ставлять в траншеї на кладку (рис. 6, а).
Рис. 6. Організація робочого місця в траншеях при бутовій кладці:
а – подовжній розріз: 1 – жолоб; 2 – щебінь; 3 – бутовий камінь; 4 – лоток; 5 – ящик для розчину; 6 – кладка; б – поперечний розріз: 7 – настил з дощок; 8 – кріплення стінок траншеї; 9 – розпірки кріплень
У підготовлений під розчин ящик заповнюють через лотки, розташовані під кутом 40–50° щодо горизонту, тому розчин не падає, а плавно сповзає. Камені в траншею опускають по жолобу, перетин якого 40х40 см. Щоб вести контроль за кладкою фундаментів при зведенні кладки в траншеях, через кожних 20 м встановлюються дерев'яні шаблони, які відповідають профілю фундаменту (рис. 6, б). На шаблонах наноситься розмітка рядів кладки, по яких натягається причалювання (рис. 7). Ті ж шаблони служать порядовками і пристосуванням для позначення місць закладки у фундаментах отворів для інженерних мереж.
Рис. 7. Види шаблонів для кладки бутових стрічкових фундаментів:
а – без уступів; би – з уступами; 1 – підкошування; 2 – отвір для
шнура-причалювання; 3 – дерев'яні бруски
Кладка з буту ведеться двома або трьома каменярами. «Двійка» – ланка з двох чоловік веде кладку фундаментів завтовшки 80 см. Каменяр 4 розряду встановлю порядовки, натягує і переставляє причалювання з другим каменярем, виклада версти з приколкою каменів і забутки, виконує розщебенку, веде контроль якост правильності виконання. Каменяр 2 розряду допомагає каменяреві 4 розряду, окрім вище перелічених робіт, перемішує розчин і подає його на стіну, пода розкладає камені, бере участь в розрівнюванні розчину, прикладає камені, влаштовує забутки, а також робить расщебенку кладки. «Трійка» – ланка з трьох каменярів 4, 3, 2 розрядів. Ланка «трійка» виконує кладку фундаментів на глибині до 1,2 м. У цій ланці каменяр 3 розряду робить забутку расщебенку кладки, а також допомагає переставляти причалювання. «Четвірка» – з двох ланок «двійок». Як правило, в «двійках» можуть бути каменярі або 4 або 3 розряду, і обов'язково 2 розряду. Кладка ведеться двома ланками одночасно з різних кінців на ділянці завдовжки 25 м, під один шнур-причалювання просуваються назустріч один одному. Розподіл обов'язків серед «двійок» таке: одна «двійка» – викладає зовнішню версту, друга «двійка» – внутрішню. Обов'язково повинна дотримуватися перев'язка кладки у вертикальному напрямі. Після закінчення кладки верстових рядів, обидві ланки починають укладати забутку між верстами, і знову йдуть один одному назустріч.
3.8 Монтаж залізобетонних фундаментів
Розглянемо монтаж залізобетонних фундаментів. До початку монтажних робіт необхідно перевірити правильність розбиття осей будівлі – цю роботу проводять геодезисти або інженер-будівельник. Розбиття осей (1 а) (см. рис. 8) – це перенесення осей з креслення на підставу, призначену для пристрою фундаменту. З дерев'яних кілочків і рейок виконується обноска (2), натягаються струни осей (3) і схилами (7) визначають точки перетину осей (4) на дні котловану. За допомогою крапок, що визначилися раніше, заміряють проектні розміри фундаменту і закріплюють їх металевими штирями (6), щоб не змістилися. Причалювання (5) повинне знаходитися на 2–3 мм далі за бічну грань стрічкового фундаменту. Фундаменти під колони і стовпи влаштовують так само, як і стрічкові, але, крім того, розмічають грані і кути фундаментів.
