Кровля
Что такое кровля
Кровля– это самый верхний элемент крыши. Кровля служит для защиты помещений здания и строения от атмосферных осадков, солнечной радиации и температурных воздействий.
Монтируется кровля на основание. Основанием для кровли в зависимости от архитектуры крыши служит:
- Стропильная система
- Бетонная, битумная или полимерная стяжка
К любому виду кровли предъявляются общие требования. Конструкция должна быть:
- Влагостойкой
- Водонепроницаемой
- Прочной
- Безопасной
- Стойкой к атмосферным и климатическим воздействиям, а именно:
- перепадам температур;
- порывам ветра;
- солнечному облучению.
Виды кровельных материалов
Строительные магазины и рынки изобилуют кровельными материалами. Разобраться в них поможет классификация.
Мягкая кровля
- Рулонная. Как следует из названия, выпускается в рулонах. Крепится к основе методом наплавления. Применяется для обустройства кровли в многоэтажных жилых домах и промышленных строениях при уклоне крыше от 110. Представляет из себя многослойный материал. Если исследовать рулонный материал от лицевой стороны, то он выглядит так:
- Верхний слой из гранитной посыпки.
- Основа. В качестве основы применяется стеклохолст, стеклоткань или полиэстер.
- Битумно- полимерная смесь. Основа с двух сторон пропитывается битумно- полимерной смесью. Смесь подвергается плавлению пламенем газовой горелки при монтаже.
- Защитная полимерная пленка. Прокладывается по нижнему слою и препятствует слипанию слоев в процессе хранения.
- Мягкая черепица. По строению схожа с рулонными материалами. Имеет размер полосы в длину 1 метр и в ширину 30-35 сантиметров. Одна полоса называется гонтом. Характерной особенностью является то, что по форме мягкая черепица имитирует керамическую черепицу, щепу, сланец, дранку, геометрические фигуры. Минеральная присыпка способна придать материалу разный цвет и оттенок. Поэтому крыши, покрытые мягкой черепицей, не выглядят стандартно и однообразно. Для использования этого кровельного покрытия необходимы два условия:
- Уклон не менее 110. Для менее наклонных и плоских крыш не подходит.
- Сплошное основание. При монтаже мягкой черепицы основание требуется сплошное и жесткое, то есть крыша предварительно кроется влагостойкой фанерой, доской либо ориентированно стружечной плитой.
Мягкая черепица отлично подходит для кровель крыш сложной конфигурации. Количество отходов не превышает 5%.
- Мембранная кровля. Разновидность мягкой кровли. Выпускается в виде рулонов шириной от 0,9 до 15 метров, длиной до 60 метров, толщина до 2миллиметров. Отлично подходит для герметизации плоских и крыш с небольшим уклоном большой площади. Чаще всего применяется для покрытия промышленных зданий и многоэтажных застроек. Производят кровельные мембраны трех составов:
-ПВХ. Выпускают на основе поливинилхлорида. Самый распространенный материал. С добавлением пластификаторов приобретает повышенную эластичность и морозостойкость.
-ЭПДМ. Этиленпропилен диеновые мембраны. Основой материала служит плотный каучук, усиленный полимерной сеткой.
-ТПО. Термопластичные олефины- герметичный и термостойкий материал. Армируются полиэфирной сеткой или стекловолокном.
По назначению кровельные мембраны бывают:
- Пароизоляционная. Мембрана выполняет функцию пароизоляции.
- Антиконденсатная. Поглощает пары из толщи утеплителя и выводит их наружу, но препятствует проникновению влаги в кровельный пирог.
- Супердиффузионная. Отлично защищает кровлю от атмосферных осадков, ультрафиолетового облучения, температурных перепадов, не препятствуя отведения внутренних водяных паров.
- Дышащая. Материал хорошо отводит пары влаги наружу, при этом не пропуская атмосферную воду внутрь.
Монтируются мембраны тремя способами:
- Балластным. Раскатанный материал присыпается гравием, или мелким гранитным щебнем.
- Клеевым. Материал раскатывается внахлест между листами. Площадь контакта двух листов склеивается клеевым составом.
- Термическим. Монолитность конструкции создается спайкой листов горячим воздухом.
- Механическим. Покрытие крепится к основанию специальным крепежом с герметиком и широкими шляпками.
Листовая кровля
- Металлочерепица– это стальной лист толщиной 0,4-0,5 мм, произведенный холоднокатанным способом, которому на производстве придают объемную форму по виду близкому к натуральной черепице. Для придания антикоррозийных свойств, материал цинкуется и окрашивается стойкой к ультрафиолету краской– это вдобавок придает эстетических свойств изделию. Используют металлочерепичную кровлю для покрытия крыш со скатом выше 15%. Монтируют металлочерепицу к обрешетке из досок. Шаг обрешетки увеличивается с ростом угла наклона ската крыши. Крепится материал при помощи кровельных саморезов. Широкое распространение получила для защиты крыш от атмосферных осадков при строительстве частных домов, гаражей, магазинов, сараев, подсобных строений. Не рекомендуется использовать металлочерепицу для покрытия крыш сложной конфигурации, так как это неизбежно приведет к большому количеству отходов материала при резке. Главным минусом при использовании в частном жилом строительстве выступает шумность материала при дожде и резких порывах ветра.
- Профнастил кровельный- оцинкованный стальной лист, иногда неокрашенный. Имеет волнообразный, трапецевидный, прямоугольный профиль. Отличается от металлочерепицы низкими эстетическими характеристиками. Поэтому применяют для монтажа кровель нежилых, хозяйственных и промышленных строений.
- Шифер. Всем известный асбестоцементный материал. Бывает 6, 7 и 8 волновым. Монтируется на крыши с уклоном от 12 до 60 градусов. Крепится к обрешетке из досок или деревянных брусков. Непримечательный материал имеет свои достоинства: недорогой по стоимости, относится к негорючим материалам. Недостатком выступает гигроскопичность изделия. Со временем шифер накапливает влагу и теряет прочностные характеристики.
- Ондулин. Представляет собой материал из прессованных целлюлозных волокон, пропитанных битумом и окрашенных краской в один или два слоя. Может имитировать шифер, черепицу. Материал водостойкий, прост в монтаже. Крепится к обрешетке специальными гвоздями. Служит достойной современной альтернативой шиферу, но относится к горючим материалам и со временем под действием солнечных лучей выцветает краска.
- Металлическая фальцевая кровля– это ровные непрофилированные металлические листы. Производят из стали, меди и алюминия. Кровельную медь и алюминий не окрашивают. Благодаря образованию на поверхности металла стойкой оксидной пленки материал не подвержен корозионным процессам и служит от 80 до 100 лет. Свое название вид кровли получил от метода скрепления листов- фальца. Фальц- это особый способ скрепления металлических листов между собой. Заключается во взаимном сгибании краев примыкающих элементов. Замок может быть одинарным и двойным. При монтаже листов в длину применяется стоячий фальц, а в ширину- лежачий. Отдельный лист называется картина. Картина крепится к обрешетке стальными креплениями- кляммерами. Обжатие фальцевого замка производится фальцовочным инструментом. Используют материал для обустройства кровель промышленных зданий, складов, реже домов. Алюминий и медь используются для кровель зданий усадебного типа, храмов.
Штучные материалы для кровли
- Керамическая черепица. Наиболее древний вид кровли. Производится из обожженной глины. Поверхность покрывается перед обжигом глазурью или без таковой. В состав глазури входят пигменты, придающие цвет продукции. Отдельные элементы выпускаются разных форм:
- Волновая. Существует одно и двухволновая.
- Плоская.
- Желобчатая.
Отдельно выпускаются коньковые элементы и элементы для ендов.
По типу покрытия керамочерепица бывает:
- Натуральная. Имеет цвет обожженной глины. Оттенок зависит от содержания окислов железа.
- Цветное матовое покрытие– цветной ангоб. Ангоб- смесь глины тонкого помола с пигментом. Смесь распыляют на высушенную продукцию и в ходе обжига черепица и ангоб спекаются в единое целое.
- Цветная глазурь- смесь глины, кварцевого песка и пигментов на основе оксидов металла.
- Топ глазурь. Суспензия тонко измельченной глины с водой и добавлением молотого стекла. Наносится на высушенную черепицу. В процессе обжига образуется слой полупрозрачного стекла, которое в процессе эксплуатации отражает и преломляет свет в зависимости от угла падения солнечных лучей.
Крепится черепица к основанию гвоздями через специальные отверстия.
- Песчано-цементная черепица
Песчано-цементная или цементно-песчаная черепица производится формовкой из раствора портланд– цемента, кварцевого песка, пигмента и воды. Обжигу продукт не подлежит. Так как окрашывающий пигмент присутствует в сырье, то песчано- цементная черепица окрашена во всей массе. В этом отличие от керамической черепицы.
- Сланцевая кровля. Природный материал, распиливается в виде отдельных плиток. Имеет разные естественные тона окраски. Обрешетку для такого типа кровли делают индивидуально в зависимости от размера элемента. Укладывать сланец допускается на крыши наклоном от 25 градусов. Крепятся элементы медными или оцинкованными гвоздями.
У штучных материалов для кровли есть признаки, которые выделяют их из всех групп кровельных материалов:
- Изысканность. Дом, покрытый черепицей или сланцевой плиткой, претендует на элитарность и стиль.
- Огромный срок службы. Материал выполняет все возложенные на него функции более 100 лет.
- Серьезная нагрузка на стропильную конструкцию. Так как природные материалы- глина, песок, цемент имеют большую относительную массу, то это переносится и на конечный продукт. При укладке вес передается на другие элементы кровли, крыши и здания в целом. Эту особенность обязательно следует учесть в процессе проектировки строения.
- Обеспечивает надежную влагозащиту; естественный воздухообмен; низкое водопоглощение; морозостойкость; малую теплопроводность; шумоподавление; со временем не теряют презентабельности; инертны к агрессивным средам.
- Отличаются высокой стоимостью. Штучные кровельные материалы сами по себе не из дешевых. Дорого обходится и их укладка, так как требует внимательного, терпеливого и квалифицированного подхода.
Полимерная наливная кровля
Представляет собой монолитный слой покрытия, называемый также мастичной кровлей. Используется для крыш с уклоном до 25%. Это вязкая жидкость на основе химических органических веществ, которые на воздухе образуют высокоэластичную пленку. Покрытие на склонах выше 3 градусов требует армирования сеткой из стекловолокна. Имеет отличное сцепление с металлом, битумом и бетоном. Поэтому полимер можно наносить прямо на сплошное основание. В случае комбинированной кровли, на основание раскатывают недорогой рулонный материал, а поверх наносят мастичное покрытие, иногда посыпая минеральной крошкой. Сплошной слой кровельного ковра обеспечивает надежную защиту от атмосферных осадков. Используют такой тип кровли в многоэтажных жилых домах, торгово-развлекательных центрах, гостиничных комплексах, промышленных корпусах.
Критерии выбора кровли
- Назначение здания – для промышленных и хозяйственных строений не рационально приобретать дорогое покрытие, а вот на зданиях жилого назначения экономить не стоит.
- Проектные нагрузки – подбор материала кровли выполняется с учетом предполагаемых ветровых и снеговых нагрузок. При этом покрытие не должно производить избыточных нагрузок на основание и стропила. При проектировании необходимо учитывать работу системы в комплексе. Учесть какие будут применяться материалы для утепления и пароизоляции. Нужно продумать системы водоотведения и предотвращения внезапного падения снега.
- Форма крыши – при использовании листовых материалов для сложных конфигураций крыш будет оставаться много обрезков, лучше остановиться на мягких типах кровельных материалов, например, битумная черепица, либо других видах покрытия с минимальными отходами при монтаже.
-Угол наклона скатов – стоит учитывать, так как для каждого материала производители указывают минимально допустимый уклон, что гарантирует оптимальный водоотвод.
-Эксплуатационные характеристики – к ним относятся прочность, жесткость, пожаробезопасность, устойчивость к механическим воздействиям и коррозионная стойкость, возможность обслуживания гарантийный срок службы.
-Эстетические показатели – здесь все полностью зависит от предпочтений заказчика и фантазии архитектора здания.
- Цена – учитывает расходы на кровельные материалы, систему стропил, доборные и крепежные элементы, а также их монтаж.
Ошибки в организации обустройства кровли
- Отсутствие проекта. Частая и критическая ошибка в частном домостроении. Нельзя строить дом по видео из интернета или, опираясь на чей-то опыт. Отсутствие профессионального проекта говорит о том, что совершенно неизвестны нагрузки на кровлю, под возникающие напряжения не подобран материал стропильной системы, не просчитана теплопроводность термоизоляционных материалов. Такая стройка приведет к некачественной кровле, либо наоборот будет заложен необоснованно завышенный предел прочностных характеристик, что приводит к дополнительным финансовым тратам.
- Отсутствие контроля на площадке. Бесконтрольность приводит к ухудшению качества конструкции. Подрядчики работают сдельно, поэтому спешат со сдачей работ. Отсюда возникают ошибки, огрехи и халатность. Осуществлять контроль должен технический специалист. В его обязанности вменяют технологический контроль, координирует целевое использование материалов, организует закупки и доставки на строительную площадку.
- Смена исполнителей. Бывает, что строительство несложной кровли растягивается во времени и разбивается по этапам: возведение стропильной системы, монтаж кровельного материала, утепление, вентиляция, подшивка. Всю цепь технологических операций должна выполнять одна строительная компания, так как в случае возникновения претензий установить виновного не представится возможным.
- Применение низкокачественных материалов. Заказывая кровельные материалы через интернет, заказчик смотрит в первую очередь на цену. Срок службы, эксплуатационные характеристики остаются в стороне.
- Отсутствие квалификации исполнителей.
Нанимая на ответственные работы по обустройству кровли, заказчик должен понимать всю степень риска. Поэтому сотрудничать оправданно с известными строительными компаниями. Перед началом работ подрядчик и заказчик должны подписать договор, ознакомиться с нормативной документацией, подписать смету на работы и материалы. В ходе проведения работ четко следовать проекту и сметной документации. Это правило применимо ко всем строительно-монтажным работам. Только в этом случае возможно ответственное выполнение работ по возведению строений и обустройству кровли в частности.
Как получить высокопрочный промышленный бетонный пол?
Промышленный бетонный пол может быть базовым и финальным напольным покрытием. Задействуют его не только на производственных объектах, но и в большинстве торговых, офисных центрах, в общественных зданиях. Благодаря современным технологиям промышленные бетонные полы не только улучшили и без того качественные характеристики по износостойкости и прочности, но и стали иметь интересные дизайнерские решения.
Под длительной защитой
В настоящее время все активнее при строительстве различных объектов задействуются промышленные полы с топпингом - специальной смесью, укрепляющей верхний слой бетонного покрытия. Топпинги имеют свои разновидности (на основе кварца, корунда или металла), а также различаются по способу нанесения (сухой на бетонную поверхность, влажный на влажную, влажный на сухую).
По словам менеджера по продукту «Промышленные полы» Master Builders Solutions, ООО «МБС Строительные системы» Дарьи Волововой, при выборе топпинга важно знать, каковы будут условия эксплуатации пола на объекте. В первую очередь важны такие показатели, как истирающая и ударная нагрузка, к тому же вид наполнителя значительно влияет на показатель износостойкости упрочняющей смеси. Но, при этом, долговечность готового пола зависит и от множества других факторов. Бывают ситуации когда хорошо выполненный пол с кварцевым топпингом эксплуатируется лучше, чем пол с корундовым топпингом, затертым в сложных условиях. Также на рынке есть т.н. литые топпинги, технология нанесения которых отличается от традиционной порошковой. Как правило, такие топпинги в момент нанесения не рассыпаются на поверхность бетона в сухом виде, а укладываются слоем затворенного водой материала. С точки зрения конечных характеристик такой вариант более предпочтителен, так как финишный слой пола состоит из чистого упрочнителя, а не перемешанного с бетоном в процессе укладки.
Несмотря на то, что классическая «порошковая» технология упрочнения бетонных полов очень распространена на рынке, добавляет эксперт, она является одной из самых сложных с точки зрения соблюдения нюансов выполнения работ. Большая доля успеха лежит в хорошо подобранной рецептуре бетона и стабильности характеристик бетонной смеси в течение каждой заливки. Также большое значение имеют условия производства работ. Топпинги, как любой цементный материал, требуют правильного температурно-влажностного ухода непосредственно после окончания работ, а также контроля условий окружающей среды в процессе монтажа.
«В 2020 году ввиду активного роста сегмента логистики, когда открывались и расширялись складские площади интернет-магазинов, топпинги, на мой взгляд, стали покупаться активнее. При этом, спрос на ремонт и обновление старых бетонных полов становится все более актуальным в последнее время. Мы это видим по большому количеству запросов на технологию выполнения т.н. топпинга по старому бетону - тонкослойного высокопрочного финишного покрытия MasterTop 135PG или MasterTop 450PG. Эти материалы позволяют обновить существующий бетонный пол без значительного поднятия отметки пола»,- подчеркивает Дарья Воловова.
Руководитель Учебно-Технического Центра АО «ГЛИМС-Продакшн» Владимир Хрипунов продолжая тему сообщил, что в настоящее время основные требования при обустройстве промышленных полов предъявляются к марочной прочности бетонной смеси, от которой зависят все остальные свойства готового напольного покрытия - стойкость к истиранию, внешний вид и прочее. Кроме того, для торговых и выставочных залов высокое значение имеет возможность колеровки напольного покрытия. Хотя в данном сегменте встречаются и требования в стиле индустриальный лофт. Например, все напольные покрытия торговых центров «Леруа мерлен» серые – как классические промышленные полы.
Оптимальное обустройство
При заливке промышленных бетонных полов очень часто используется несъемная опалубка, а также рельс-формы. Данные системы помогают оптимальному проведению работ и улучшает качество напольного покрытия.
Руководитель проектного отдела ООО «Пейкко» Игорь Тихонов отмечает, что несъемная опалубка не требует демонтажа после заливки бетона, что экономит время и рабочую силу. За счет своей конструкции она одновременно выполняет функцию деформационного шва. Использование такой системы обеспечивает более быстрый и легкий способ укладки бетона, а также получение полов высокого качества, не требующих технического обслуживания. Несъемную опалубку можно использовать при устройстве полов толщиной от 100 мм на грунтовом основании или бетонной подготовке. С экономической точки зрение применение несъемной опалубки позволяет избежать дорогостоящего ремонта с заменой чернового и основного покрытия; повышает устойчивость к динамическим нагрузкам; обеспечивает долговечность конструктивной основы.
По словам эксперта, рельс-формы оптимальны для создания полов в небольших промышленных помещениях, таких как: гаражи, площадки подземных или крытых автостоянок. Также они применяются при устройстве бетонной стяжки поверх плиты перекрытия. Для устройства промышленных полов большой площади применяются деформационные профили, обеспечивающие передачу усилий с одной карты заливки на другую. Их стоимость в сравнении с рельс-формами существенно выше и зависит от конструктивного исполнения.
«Рынок промышленных полов постоянно развивается, появляются современные виды топинговых покрытий, улучшаются прочностные характеристики. Системы деформационных профилей также совершенствуются, учитывая потребности рынка. Увеличивается несущая способность систем для передачи усилий, улучшается форма силовых профилей, обеспечивая максимально ровное сопряжение с поверхностью бетонной плиты. В частности, не так давно появилась новая система профилей, выполненных в форме синусоиды. Данные профили успешно применяются в зоне интенсивного движения специальной техники с роликовыми колесами. В ближайшее время наша компания планирует выпуск деформационных швов с силовыми профилями в такой форме»,- сообщил Игорь Тихонов.
При ремонте бетонного пола часто проводится и его фрезеровка. Это позволяет ускорить сроки, а также качество ремонта. Генеральный директор "Швамборн Рус" Иван Минчев обращает, что при выборе фрезеровальной (шлифовальной) машины следует правильно оценить экономическую выгоду использования более дорогой или дешевой модели, ее технологические характеристики, срок службы, бренд и т.д. Также, добавляет он, важно четкое соблюдение правил эксплуатации данного оборудования. В частности, фрезерный ротор, ламели и оси ротора нужно проверять на пригодность после каждой эксплуатации и при необходимости заменить на новые. Фрезеровальная машина по бетону всегда должна работать вместе со соответствующим пылесосом – это единый рабочий комплекс. Как и каждый автомобиль, она должна проходить техническое обслуживание раз в году.
Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.