Порядок расчета и технология устройства фундамента из асбестоцементных труб

Для легких построек не требуется закладка мощного основания. Для беседки или садового домика, для сарая, и даже для каркасного дома обустраивают фундамент из асбестоцементных труб.

Особенности

Асбестоцементные трубы служат лишь в качестве несъемной опалубки. И хотя у них есть достаточно большая прочность на сжатие, основную нагрузку принимает «сердечник» из железобетона. По своему устройству и технологии изготовления это типичный буронабивной свайный фундамент с постоянной опалубкой.

Такое достоинство легких строений, как небольшая нагрузка на основание, для пучнистых грунтов часто оборачивается недостатком. Кирпичный дом можно поставить на мелкозаглубленный ленточный фундамент — вес дома компенсирует выталкивающую силу пучения. У каркасных домов, не говоря о хозяйственных постройках, такое условие не соблюдается. Для них надо, чтобы подошва основания находилась ниже нормативного уровня промерзания грунта. Закладывать заглубленный ленточный фундамент нецелесообразно — это дорого, а такие высокие несущие свойства без надобности. И наиболее простое решение — установка свай из асбестоцементных труб.

Помимо «легкости» сооружения, есть еще дополнительные рекомендации общего характера, когда необходимо обустройство свайного фундамента:

• слабый тип грунта;
• неоднородность грунта — присутствие естественных или искусственных уплотнений;
• нестандартный рельеф с существенными перепадами высоты в пятне застройки;
• высокий сезонный подъем осадочных вод или высокий уровень залегания грунтовых вод.

В условиях высокого уровня верховодки или грунтовых вод (болотистая местность или близость водоема) надо брать для фундамента напорные асбестовые трубы для отведения вод и водоснабжения.

Достоинства и недостатки

Если говорить о «плюсах» асбоцементного фундамента, то они следующие:

• микроволокна асбеста армируют стенки трубы, повышают ее устойчивость как на сжатие, так и на излом;
• небольшой объем земляных работ:
• установка труб не занимает много времени;
• асбестовые трубы монтируют даже в стесненных условиях стройплощадки;
• при одинаковом пятне опоры квадратной сваи и круглой трубы, у последней меньше площадь боковой поверхности, что уменьшает воздействие выталкивающих сил пучения.

Недостаток, «минус», у асбестовых свай для фундамента лишь один — у них ниже несущие способности, чем у железобетонных свай заводского производства. При «ручной» заливке и уплотнении раствора невозможно добиться такой же плотности и однородности сваи на всей глубине — асбоцементные трубы для фундамента могут просто не выдержать воздействия вибрации и высокого давления.

Расчет фундамента

Последовательность и способ расчета свай из асбестовых труб проходит по общим правилам.

Вначале рассчитывают совокупные нагрузки. Они суммирует такие воздействия:

• Вес самой постройки вместе с отделкой.
• Вес инженерного оборудования.
• Вес мебели, техники.
• Ветровые и снеговые воздействия.
• Предположительный вес самого фундамента — опор и ростверка.

Вес стройматериалов (черновых и финишных) рассчитывают по проекту постройки.

Вес мебели оценивают приблизительно. С техникой и оборудованием проще — эта характеристика обязательно указывается в паспортных данных на каждую модель.

Участок фундамента под тяжелое инженерное оборудование можно усилить. Это рекомендуется для кирпичных каминов, гидроаккумуляторов, напольных котлов большой мощности, бойлеров накопительного типа с большим объемом бака, под баней в месте установки печи.

Ветровые и снеговые нагрузки — это справочные характеристики, которые указаны в нормативах для каждого региона.

Нагрузку от фундамента на первом этапе расчета оценивают приблизительно. Можно точно вычислить только вес ростверка — он проходит под каждой стеной и отдельно под особо тяжелым оборудованием в качестве усиления основания.

Совокупный вес свай (труба плюс железобетон) зависит от их количества размера. Заглубление подземной части должно быть ниже на 150 мм нормативной глубины промерзания грунта. Надземная часть зависит от рельефа местности и особенностей архитектуры строения.

Диаметр трубы выбирают исходя из характера строения. Для беседок, сарая или легкой пристройки достаточно 100 мм. Для дома сваи изготавливают из труб 300 мм.

Предварительно количество опор определяют так — сваи устанавливают:

• в каждом углу строения:
• в точках пересечения стен и перегородок;
• на участках повышенной нагрузки;
• под всеми стенами на расстоянии от 1 м.

Не рекомендуется установка свай с шагом более чем 2 м.

После оценки совокупной нагрузки, ее умножают на поправочный коэффициент 1.2. Затем определяют нагрузку на опору и вычисляют давление на 1 см². Полученную величину сравнивают со справочным сопротивлением грунта. Рассчитанная характеристика должна быть не менее чем на 10% ниже нормативной. Если это условие не выполняется, то либо увеличивают диаметр трубы, либо уменьшают расстояние между трубами. И снова делают перерасчет нагрузки с учетом увеличения веса асбестового фундамента.

Расчет непрофессионалу придется проводить в несколько этапов. До тех пор, пока не будет выполнено превышение нормативного значения сопротивления грунта над расчетным давлением на единицу площади опоры.

Этапы выполнения работ

Пошаговая инструкция изготовления своими руками столбчатого фундамента из асбестовых труб выглядит следующим образом:

1. Подготавливают площадку к строительству. Очищают от мусора и растительности. Снимают плодородный слой. Выравнивают и трамбуют поверхность. При необходимости проводят закладку отсекающего или кольцевого дренажа (зависит от характера участка).
2. Проводят разметку.
3. Бурят скважину или роют яму в сечении больше трубы.
4. Глубину ямы делают на 15-30 см ниже подземной части опоры.
5. Трамбуют дно, засыпают в яму слой песка или песчано-щебеночной смеси толщиной 15-30 см.
6. В яму вертикально по уровню вставляют трубу, фиксируют распорками.
   
7. Закладывают арматуру. Для малоэтажного дома площадь сечения опоры не превышает 0.3 м², и в этом случае достаточно 3-4 прутка сечением 10-14 мм, которые предварительно связывают перемычкой через каждые 70 см. Для легких построек на фундаменте из труб небольшого диаметра объемный армирующий каркас не нужен — можно ограничится закладкой двух прутков меньшего сечения. Для крепления железобетонного ростверка прутки арматуры должны выходить выше края трубы. Во время строительства фундамента следят, чтобы пруток не прошел пятку насквозь. Для защиты арматуры от коррозии рекомендуется, чтобы слой бетона вокруг прутка был не менее трех сантиметров.
8. Подготавливают бетонную смесь. Пропорции смеси выбирают исходя из характера постройки. Для жилых домов марка раствора для фундамента не должна быть меньше M200.
9. Бетон заливают несколькими частями, но за один прием. Уплотняют смесь послойно штыкованием отрезком арматуры.
10. При обустройстве ростверка из деревянного бруса или металлического профиля в «свежий» бетон закладывают монтажную пластину, анкер в виде шпильки или куска арматуры.

Во время заливки, после заполнения смесью трубы на высоту около 50 см, ее приподнимают приблизительно на 20 см, чтобы в основании опоры образовалось уширение в виде «пятки». Затем опору снова фиксируют вертикально. При планировании такого приема глубину ямы надо соответственно увеличить, чтобы пятка оказалась полностью ниже линии промерзания грунта.

В обычных условиях и без применения добавок ускорителей твердения бетон созревает до марочной прочности в течение четырех недель. После этого распорки надо снять, обернуть трубу в «гильзу» из рулонной битумной гидроизоляции и провести обратную засыпку грунта.

Советы строителей

Есть случаи, когда свайный фундамент вообще не устраивают. Это подвижные грунты — они плохо держат сваи и склонны к их «опрокидыванию». Также плохо «держат» сваи торфяники, насыщенные водой грунты. В этих случаях применяют плавающий тип фундаменты — плиту.

Асбестоцементные трубы предварительно можно обмазать битумной мастикой. Это не только улучшит гидроизоляцию опоры, но и уменьшит влияние касательных сил по «выталкиванию» сваи из пучнистых грунтов.

Есть целый ряд способов улучшения условий эксплуатации фундамента и снижения выталкивающих сил:

• обратная засыпка фундамента песком;
• обустройство организованного водостока и дренажа;
• для отапливаемых домов круглогодичного проживания — утепление отмостки и забирки;
• обработка труб, предварительно покрытых грунтовкой, незамерзающими смазками типа технического солидола.

По отзывам строителей асбестовые трубы на этапе подготовки надо нарезать чуть большей длины. Во время установки свайного поля, при выравнивании опор по уровню ростверка, избыточную длину после фиксации трубы проще обрезать болгаркой.

На непучнистых грунтах допускается установка «коротких» труб. В этих случаях повысить несущие свойства можно по аналогии фундамента ТИСЭ — за счет уширения большего диаметра, чем того требует стандартная технология. Для этого:

• бурят скважину с размером сечения равным расчетной площади пятки опоры;
• подготавливают к заливке бетоном дно ямы;
• заливают раствор в яму на высоту уширения сваи;
• вставляют трубу, на 30-40% заливают ее бетоном;
• закладывают арматуру на всю длину трубы;
• заливают бетоном трубу до верхнего края.

Обустройство свайного фундамента, монтаж ростверка, строительство сооружения «под крышу» надо закончить за один сезон.

Почему это условие важно для того, как правильно сделать свайный фундамент? Даже на слабо пучнистых грунтах каждая свая без нагрузки, не связанная ростверком с другими столбами, ведет себя как отдельная опора. После зимовки, из-за неравномерной осадки отдельных участков пятна застройки, оголовки свай могут оказаться на разной высоте. А это потребует их выравнивание по уровню, что для железобетона не так просто.

В заключение традиционный совет. Расчет и возведение фундамента — это наиболее ответственный этап строительства. Ошибки проектирования и несоблюдение технологии в дальнейшем исправить крайне сложно.