"Потолок в доме" Монтаж натяжных потолков
и уточним детали
Нагрузка от грунта на стену подвала
50. Моделирование бокового давления грунта на стены подвала в ПК ЛИРА 10.6
Внешние стены подвалов рассчитывают на нагрузки, которые передаются наземными конструкциями, а также на давление грунта с временной расчетной равномерно распределенной нагрузкой на поверхности земли.
Усилия в стенах подвалов, опертых на перекрытие, от бокового давления грунта, вызванного его собственным весом и временной нагрузкой, определяются как для балочных плит на двух опорах с защемлением на уровне сопряжения с фундаментом, шарнирной опорой в уровне опирания перекрытия и с учетом возможного перераспределения усилий от поворота (крена) фундамента и смещения стен при загружении территории, прилегающей к подвалу, временной нагрузкой с одной его стороны.
Рис. 1. Общий вид стены подвала
Согласно пункту 8.9 [1], расчетная схема стен подвалов выглядит следующим образом:
Рис. 2. Расчетная схема стены подвала
Рассмотрим модель стен подвала в ПК ЛИРА 10.6. Высота стен подвала – 3,5 метра, толщина – 0,3 метра. Высота засыпки – 3 м. Материал стен – бетон B15. Арматура – А400. Снизу стена подвала жестко защемлена, сверху закреплена от перемещений в горизонтальной плоскости.
Рис. 3. Модель стен подвала в ПК ЛИРА 10.6
На стены задана вертикальная нагрузка от вышерасположенных конструкций, нагрузка от собственного веса. Вертикальная нагрузка на поверхность земли преобразована в боковое давление на стену подвала. Чтобы задать нагрузку от бокового давления грунта с нагрузкой на поверхность земли, в библиотеке нагрузок выбираем «Трапециевидную нагрузку на группу» (рис. 4).
Рис. 4. Панель активного режима «Назначить нагрузки»
Указываем тип элементов – пластины. Выбираем систему координат и направление изменения нагрузки. Указываем величину нагрузки, выбираем необходимые элементы стен подвала и нажимаем кнопку «Назначить» (рис. 5).
Рис. 5. Диалоговое окно «Трапециевидная нагрузка на группу»
Рис. 6. Нагрузка от бокового давления грунта
После проведения расчета можно посмотреть результаты по перемещениям (рис. 7), усилиям (рис. 8) и армированию (рис. 9).
Рис. 7. Перемещение узлов расчетной схемы по оси Х
Рис. 8. Изгибающий момент Mx
В нашей задаче в качестве продольной арматуры на один погонный метр стены требуется установить арматуру восьмого диаметра с шагом 500 (рис. 9).
Рис. 9 – Продольное армирование железобетонных стен подвала
Таким образом в ПК ЛИРА 10.6 реализована возможность расчета стен подвалов.
Список использованных источников и литературы
Руководство по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства / ЦНИИПромзданий Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1984. – 117 c.lira-soft.com
Боковое Давление Грунта На Стену Подвала » Расчет + Детальная Инструкция + Фото + Видео
Инструкция по бетонированию стен подвала
Весьма серьезной проблемой для строителей является боковое давление грунта на стены подвала и преодоление этого давления. Так уж вышло, что проигнорировать её никак нельзя, ибо если стена подвала, а по сути, фундамент дома не выдержит веса и давления, которое на него оказывается, то это может иметь печальные последствия.
Из чего делают фундамент дома и стены подвалов
Чем больший дом – тем печальнее последствия. Но за всё время своего развития люди научились качественно противодействовать подобному влиянию физики, и для этого используют самые различные материалы. Не помешает пройтись по основным способам создания качественного фундамента своими руками (см. Фундамент под подвал: какой лучше сделать).
Итак:
- Для начала нужно определиться, какими материалами противостоит человек законам физики? Как он научился возводить устойчивые дома, независимо от размера . Первоначально необходимо определить боковое давление грунта на стены подвала, оно зависит от глубины подвала.
- Для примерной ориентировки можно брать расчет 12 сантиметров бетона марки 400 на глубину в 1 метр с расчётом, что дом будет эксплуатироваться 50 лет и будет возведён из дерева.
Что может быть использовано в качестве материалов для стены подвала? Это зависит от того, какой формат будет иметь само помещение. В качестве эффективного сырья себя зарекомендовали бетон, кирпич, камни и железобетонные пластины.
Технические характеристики материалов
Какой материал использовать
Каждый из этих материалов имеет свои особенности применения, и свою сферу:
| Бетон. | Бетонирование стен погреба является одним из самых популярных вариантов и чаще всего применяется на практике. |
| Кирпич. | Кирпич человечество научилось использовать давно, ещё до нашей эры. Недостатком этого материала является то, что сам по себе использовать кирпич проблематично, нужен скрепляющий раствор.Совет. Как правило, подобным раствором выступает бетон, который намазывается в промежутках между кирпичами. |
| Камни. | Камни человек начал использовать ещё задолго до кирпича, с их помощью можно создавать даже узоры внутри помещения. Имеют тот же недостаток, что и кирпич – необходим бетон для надёжного скрепления (можно обойтись и без него, но это на свой риск) и дополнительно – довольно высокая цена материала, которая колеблется от типа используемого камня. |
| Железобетонные пластины. | Железобетонные пластины. Такой материал для тех, кто ценит надёжность и прочность, а также строит погреб или фундамент на всю свою оставшуюся жизнь. За счёт железных (зачастую в виде арматурных вставок или сетки) элементов обеспечивается ещё более прочное сцепление, нежели просто при использовании бетона.Совет. Но при работе с пластинами нужно придерживаться техники безопасности и помнить, что инструкция к практически всему пишется кровью. |
Особенности закладок стенок фундаментов домов и стенок погребов
Самым первым будет рассмотрено бетонирование стен погреба и фундамента
Так как такие помещения строятся на долгое время, требуется качественная работа, после которой не придется ничего переделывать и исправлять.
Это обусловлено и элементарной экономией времени, и неудобством при повторном переделывании объекта:
- Поэтому для таких целей подходит бетон марок 400 и 450. Отдельно следует оговорить случай, когда делается временный погреб, который понадобится буквально на пару лет, в таком случае можно прибегнуть к маркам 100-200.
- Для того, чтобы бетон качественно уложился и в него не попали посторонние предметы, следует позаботиться о формах, куда будет заливаться и утрамбовываться бетон.
Совет. Наилучшими в таком случае являются собственноручно изготовленные формы. Впоследствии деревяшки можно оставить как элемент декора.
- Готовый бетон постепенно высыпается в форму. Во время высыпания необходимо постоянно утрамбовывать бетон, чтобы в нём не оставались пузырьки воздуха, которые в будущем могут оказать негативное влияние на стенку и её возможность выдерживать давление грунта.
Утрамбовка нужна хорошая, ввиду значительной высоты стенок и возможность некачественной усадки достаточно велика. Также нельзя допустить, чтобы через 10 дней она начала уже разваливаться.
Создание кирпичной стенки имеет свои особенности
Для качественной укладки необходимо обеспечить если не свободное пространство около кирпичной кладки, то хотя бы идеально перпендикулярную стену грунта
Процесс укладки кирпичей имеет нюансы, так как есть две основные кладки:
- Существует поверхностная кладка, которая заключается в том, что бетон кладут и размазывают только по верхушке ряда кирпичей, для экономии бетона. Такая техника используется в хозяйственных строениях, которым иметь значительную прочность не обязательно.
- Особенность другой кладки заключается в том, что бетон кладут не только на кирпич, но и между кирпичами в одном ряду. Такой способ кладки является более затратным, более трудоёмким, но по своему качеству и продолжительности службы выгодно выделяется на фоне первого типа.
- Во время кладки кирпича необходимо постоянно проводить усадку материала, слегка постукивая по его поверхности. Это позволит избежать скопления воздуха между кирпичами и плотнее подгонит их друг к другу.
Создание стены из камня точь-в-точь повторяет процесс кладки кирпича, за исключением нескольких особенностей:
- Для большей прочности желательно подогнать камни один к одному, чтобы увеличить качество сцепления.
- Камни не имеют определённой формы и могут иметь любой вид. Поэтому для такой стены нужно больше бетона, по сравнению с кирпичной стеной.
Железобетонные пластины
При работе с ними необходимо придерживаться точности исполнения и проводить качественные расчёты, так как пластины имеют значительный вес, и в случае несчастного случая последствия могут быть печальными.
Итак:
- Наилучший вариант, когда сами пластины больше, чем высота погреба. В таком случае они просто закапываются в землю, а все щели замазываются бетоном.
- В случае, если пластины относительно небольшие (50*15*15), то их можно использовать и как в инструкции с кирпичной стеной, но максимально придерживаясь техники безопасности.
Хотя такой вариант по своей функциональности и долговечности больше подходит не для отдельно стоящего подвала, а для подвала внутри дома, так как из-за значительной крепости сможет выдержать вес и нагрузку не только грунта, но и дома. Для более подробной информации рекомендуем посмотреть видео в этой статье.
pogreb-podval.ru
ПРИБЛИЖЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БОКОВОЙ НАГРУЗКИ НА ФУНДАМЕНТНЫЕ СТЕНЫ ОТ ГРУНТА - Мои статьи - Каталог статей
http://pgs.ag
2013г
Боковое давление от грунта (т.н. активное давление)на глубине h на подпорные стены и фундаменты зданий в общем случае определяются по формуле:
σh= γгр h tg²(45 – φ/2) (1)
где
γгр - средняя плотность грунта;
h - глубина грунта от уровня планировки;
φ - угол внутреннего трения грунта.
Нередко, в условиях реального проектирования, заранее неизвестно значение φ (либо, например, как в случае обратной засыпки значение φ грунта не может быть определено с достаточной точностью). В этом случае возможно вычисление бокового давления с использованием приближенной теории основанной на понятии эквивалентной плотности жидкости (ЭПЖ) [1], т.е. гидростатического давления жидкости с некой плотность, которое эквивалентно активному давление грунта, вычисленному по формуле (1). Эта теория используется в североамериканских строительных нормах. Эквивалентную плотность, другими словами, можно назвать гидростатической плотностью грунта (ГПГ).
В этом случае боковое давление определяется по формуле:
σh= Kа γгр h (2)
или
σh= (ГПГ) h (3)
для маловлажных грунтов значение Kа в зависимости от типа грунта можно определить по таблице:
| Тип грунта | Коэффициент активного давления Ка | Удельный вес грунта, кг/м³ (средн. значения) | ГПГ, кг/м³ |
| Песок или гравий | 0,26 | 1840 | 480 |
| Супесь | 0,35 | 1880 | 660 |
| Суглинок | 0,45 | 1950 | 880 |
| Глина | 0,6 | 2050 | 1230 |
Следует учесть, что для обводненных грунтов ГПГ может достигать 1280-1440 кг/м³.
Ка нельзя путать с коэффициентом бокового давления грунта.
Литература
1. Миронов М.Е. Жилой дом по-американски. Расчет и конструирование - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2011.
pgs.ag
Задача №4. Определение давления грунта на подпорную стенку — МегаЛекции
3.4.1. Определение давления на подпорную стенку
от идеально сыпучего грунта
Общее выражение для определения давления сыпучих грунтов имеет следующий вид:
, (3.4.1)
где - расстояние точки от поверхности засыпки.
Максимальное активное давление грунта на вертикальную гладкую стенку при z=H:
. (3.4.2)
Эпюра распределения давления по граням стенки будет треугольной. Равнодействующая активного давления на подпорную стенку равна площади эпюры давления:
. (3.4.3)
Максимальное пассивное давление грунта на заднюю грань вертикальной стены при z= :
. (3.4.4)
Равнодействующая пассивного давления:
. (3.4.5)
Пример расчета
Дано:
Высота стенки H=6 м.
Высота заглубления стенки h/=1,5 м.
Угол внутреннего трения грунта φ=160.
Удельный вес грунта γ=22 кН/м3
Решение.
Активное давление грунта на подпорную стенку:
Равнодействующая активного давления:
225 кН/м.
Пассивное давление грунта на подпорную стенку:
Равнодействующая пассивного давления:
43,58 кН/м.
По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.1).
При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.
Рис.3.4.1. Расчетная схема подпорной стены
Определение давления на подпорную стенку от идеально сыпучего грунта с учетом пригруза на поверхности грунта
Действие сплошнго равномерно распределенного пригруза в этом случае заменяется эквивалентной высотой слоя грунта, равной:
. (3.4.6)
Активное давление на уровне верха подпорной стенки:
. (3.4.7)
Активное давление на подошве подпорной стенки:
. (3.4.8)
Равнодействующая активного давления:
. (3.4.9)
Пример расчета
Высота стенки H=6 м.
Высота заглубления стенки h/=1,5 м.
Угол внутреннего трения грунта φ=160.
Удельный вес грунта γ=22 кН/м3.
Интенсивность пригрузки
Решение.
Эквивалентная высота слоя грунта:
2,27м.
Активное давление на уровне верха подпорной стенки:
28,36кПа.
Активное давление на подошве подпорной стенки:
103,33 кПа.
Равнодействующая активного давления:
395,07 кН/м.
По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.2).
При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.
Рис.3.4.2. Расчетная схема подпорной стены с пригрузом
Определение давления на подпорную стенку от связного грунта
Действие сил сцепления заменяется всесторонним давлением связности:
. (3.4.10)
Далее приводим давление связности по вертикали к эквивалентному слою грунта:
. (3.4.11)
Активное давление на подошве подпорной стенки:
(3.4.12)
Подставляя значения и преобразовывая, получаем:
. (3.4.13)
На некоторой глубине суммарное давление будет равно нулю, из условия находим высоту hс:
. (3.4.14)
Равнодействующая активного давления:
. (3.4.15)
Равнодействующая пассивного давления в связных грунта будет равна:
. (3.4.16)
Пример расчета
Высота стенки H=6 м.
Высота заглубления стенки h/=1,5 м.
Угол внутреннего трения грунта φ=210.
Удельное сцепление грунта с=18 кПа.
Удельный вес грунта γ=22 кН/м3.
Решение:
Действие сил сцепления заменяем всесторонним давлением связности:
46,88 кПа.
Далее приводим вертикальное давление связности к эквивалентному слою грунта:
2,13м.
Активное давление на подошве подпорной стенки:
38,0 кПа.
2,37 м.
Равнодействующая активного давления:
68,97 кН/м.
Равнодействующая пассивного давления:
131,59 кН/м.
По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.3). При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.
Рис.3.4.3. Расчетная схема подпорной стены
Рекомендуемые страницы:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
megalektsii.ru
Устройство подвала
Подвальное помещение является разновидностью заглубленного фундамента. Подвальным считается этаж, у которого уровень пола помещений ниже уровня планировочной отметки земли более чем на половину их высоты. Высоту подвала принимают равной 1,9...2,2 м. этого достаточно для размещения складских помещений или для установки генераторов тепла. Если в подвале планируется устроить тренажерный или игровой зал, то его высоту назначают не менее чем в жилых комнатах.
В подвальных помещениях удобно хранить продукты, делать заготовки. Это обусловлено свойством грунта сохранять почти постоянную температуру. На глубине 1,5...2 м от поверхности земли она держится на уровне 5 °С - зимой и 10 °С - летом.
Цокольный (полуподвальный) этаж заглубляют в грунт не более чем на половину высоты этажа. Достаточно часто цокольный этаж устраивают при строительстве на сложном рельефе. Высоту цокольного этажа приравнивают к высоте жилых помещений.
Наличие подвала - желание любого застройщика. Это и понятно. Увеличиваются полезные площади без увеличения габаритов дома. Стоимостной уровень жилья, если предполагается его когда-нибудь продавать, также повышается.
Надо учитывать, что стоимость создания подвального помещения почти в 1,5 - 2 раза выше, чем надземного этажа, если требуется надежная гидроизоляция от грунтовых вод.
Вместе с тем, при расположении дома на сухих грунтах наличие в нем подвала или цокольного этажа оправдано и желательно, так как затраты на него оказываются в 2 - 4 раза меньше тех, что потребуются для создания обычного этажа с такой же полезной площадью.
Внимание!
Если Вы предполагаете применять в качестве топлива для приготовления пищи или для обогрева не магистральный газ, а привозной сжиженный газ (пропан), то от подвала или цокольного этажа лучше отказаться. Этот газ тяжелее воздуха. При случайной протечке он может скопиться в нижних непроветриваемых полостях дома и привести к взрыву (рис. 1).
Рис. 1
Конструктивное выполнение подвала и фундамента под него определяется уровнем грунтовых вод, степенью пучинистости грунта, типом перекрытия и схемой выполнения гидроизоляции подвала.
С позиции устройства фундамента под домом подвал выполняется по двум схемам: с опорой на плиту (рис. 2, а) и с опорой на ленту (рис. 2, б). Каждая из них имеет свою применимость и свою себестоимость.
Рис. 2
Возводить дом с подвалом при высоком уровне грунтовых вод следует на плите. Армирование плиты и её бетонирование потребует немало средств, но так обеспечить герметичность соединения плиты со стенами подвала значительно проще. Толщина плиты (15...25 см) зависит от габаритов дома и расположения внутренних силовых стен подвала. Арматура плиты представляет собой жесткий пространственный каркас, уложенный по всей её площади. Диаметр арматуры - 12... 15 мм.
При высоком уровне грунтовых вод для желающих строить дом с подвалом можно воспользоваться известным приемом. Глубину котлована под подвал делают небольшую, до уровня грунтовых вод. После возведения подвала извлеченный грунт насыпается вокруг будущего дома, который окажется на некотором возвышении. Зрительный образ дома будет более выигрышным, и грунтовые воды не будут сильно беспокоить.
Если уровень грунтовых вод низкий и проблема обеспечения герметичности подвала перед застройщиком не стоит, то стены подвала можно опирать на ленту. При такой конструкции пол подвала - не силовой. С лентой фундамента и со стенами он не соединяется. Толщина ленты - 20...30 см, ширина - больше толщины стены на 4...5 см.
Что касается толщины стен подвала, то она определяется самим строительным материалом, пучинистостью грунта, глубиной заложения подвала в грунт, длиной стен и типом перекрытий (рис. 3). Если стены заглублены в непучинистый грунт более чем на 1 м, то их толщину определяют с учетом бокового давления грунта (табл. 1).
Рис. 3
Таблица 1. Минимальная толщина стен подвала в непучинистых грунтах
|
Материал стен подвала |
Глубина подвала от пола до отмостки (м) |
Толщина стен подвала при их длине в свету (см) |
||
|
до 2 м |
2 -Зм |
3 -4м |
||
|
Железобетон |
1,0-1,5 1,5 - 2,0 |
10 15 |
15 20 |
20 25 |
|
Монолитный бетон |
1,0 - 2,0 2,0 - 2,5 |
20 25 |
25 30 |
30 40 |
|
Бетонные блоки |
1,0- 1,5 1,5 - 2,0 |
25 30 |
30 40 |
40 50 |
|
Бутобетон |
1,0 - 1,5 1,5 - 2,0 |
30 35 |
35 40 |
40 50 |
|
Кирпичная кладка |
1,0-1,5 1,5 - 2,0 |
25 38 |
38 51 |
51 64 |
|
Бутовая кладка |
1,0- 1,5 1,5 - 2,0 |
40 50 |
50 60 |
60 70 |
При таких толщинах стен на непучинистых грунтах перекрытия подвала не обязательно должны быть бетонными.
Основная задача застройщика, решившегося на устройство подвала, - исключить его увлажнение от грунтовых или паводковых вод. Капиллярная влага не должна вызвать увеличение влажности в помещении или увлажнение самой конструкции дома.
Для герметизации подвала применяют три схемы расположения герметизирующего слоя:
- наружная противонапорная;
- внутренняя противонапорная;
- гидроизоляция для защиты от капиллярной влаги.
При выполнении наружной противонапорной гидроизоляции следует учитывать, что её верхний край должен быть выше предполагаемого уровня грунтовых вод не менее чем на 0,5 м (рис. 4, а). Давление от слоя гидроизоляции передается па силовые ограждающие элементы пола и стен, что делает её более предпочтительной.
Рис. 4
Горизонтальный участок гидроизоляции наносится по выровненной и гладкой бетонной подготовке до устройства днища подвала. Такая стяжка толщиной 4...5 см выполняется из смеси песка и цемента 6:1, которую желательно проармировать сеткой. На подготовленную поверхность плиты наносят слой грунтовки, а на него - битумную мастику. После этого настилают полотна рубероида с перехлестом не менее чем 10 см. За стены подвала рубероид должен выступать на 15 см. При влажных грунтах изоляцию выполняют из двух слоев толя или используют рубероид. Чтобы предохранить изоляцию от повреждений, снаружи ее закрывают слоем цементного раствора. Если в качестве рулонного материала применяют толь, то на бетон наносят дегтевую пропитку.
Вертикальные участки рулонной гидроизоляции наносятся на стены и защищаются снаружи кладкой в полкирпича, бетонными плитами или же слоем набрызга бетона. Перехлест горизонтального и вертикального участков гидроизоляции выполняют подгибом горизонтальной гидроизоляции не менее чем на 15 см. Вертикальную гидроизоляцию выводят не менее чем на 15 см над поверхностью грунта.
Если грунтовые воды залегают ниже отметки пола подвала и грунты там маловлажные, то достаточно ограничиться обмазочной гидроизоляцией с нанесением горячей битумной мастики в два слоя толщиной до 2 мм. Перед нанесением мастики стены следует покрыть грунтовкой.
Пространство между стенами подвала и грунтом забивают жирной глиной, устраивая глиняный замок.
Внутренняя противонапорная гидроизоляция устраивается, как правило, в уже существующих зданиях или при проведении ремонтных работ, связанных с устранением протечки ограждающих конструкций подвала (рис. 4, б). Так как давление на отдельные участки стен внутреннего кессона может быть значительным, то для его восприятия требуются конструктивные усиления.
Гидроизоляция подвала от капиллярной влаги не требует проведения работ высокого качества, как этого требовалось при создании противонапорной гидроизоляции. Разумеется, эта схема гидроизоляции не подходит для защиты от напорных вод (рис. 4, в).
Внутренняя противонапорная гидроизоляция на штукатурном растворе стала применяться относительно недавно, с появлением штукатурных растворов, обладающих высокой степенью адгезии и быстрым схватыванием. При напорах до 2 - 3 метров, что характерно для подвалов жилых домов, использование подобных гидроизоляционных штукатурных составов и мастик позволяет выполнять внутреннюю гидроизоляцию без создания кессона, с передачей водной нагрузки на штукатурный раствор (рис. 4, г). Как правило, такой вариант гидроизоляции используется при ремонтно-восстановительных работах в качестве дополнения к существующему варианту.
Если слой герметизации не выдержал и произошла протечка, то устранение этого недостатка, даже засыпкой подвала грунтом, ни к чему хорошему не приведет, т. к. влаге очень сложно уйти из герметичного подвала. Поэтому постоянная сырость в подполе неизбежна, даже когда грунтовые воды уйдут далеко вниз. Правда, можно надеяться на современные гидроизолирующие покрытия, шпаклевки. Но если в подвале уже настелены полы, выполнены отделочные работы, то устранить подобные протечки будет непросто.
Многими застройщиками, только начинающими свой строительный путь, не учитывается гидростатическое давление грунтовых вод. Это может привести к всплытию подвалов и погребов, смотровых ям гаражей и выгребных ям канализации, незаполненных бассейнов. Все перечисленное - достаточно частые явления, если уровень грунтовых или паводковых вод высок, а вес сооружения небольшой.
Из практики речного флота
Достаточно давно в качестве пристани на реках и озерах используются плавучие дебаркадеры - пристани, нижняя, она же главная часть которых представляет собой герметичный железобетонный корпус. Сверху на нем сооружается легкое двухэтажное деревянное строение самой пристани.
Именно так следует представлять дом с подвалом или погреб тем, у кого возможно повышение уровня грунтовых или паводковых вод выше уровня их пола.
Герметичность подвала обеспечивается водонепроницаемостью стен и плиты дома, на которой он возведен.
Рис. 5
Из практики индивидуального застройщика
При достаточно высоком уровне паводковых вод застройщик всё же решил делать подвал. Дом небольшой, 6x8 м, можно попробовать. Все было сделано почти по науке.
Отрыли котлован глубиной 1,8 м, сделали подсыпку из крупнозернистого песка, застелили гидроизоляцию, а на ней отлили бетонное основание толщиной 10 см с армированием его сеткой (плитой такое тонкое железобетонное создание не назовешь). После этого точно по периметру застройщик уложил три ряда фундаментных блоков ФБС и перекрыл подвал плитами.
Пришла весна. Караул!!! Пол подвала сильно подняло, через образовавшиеся трещины пошла вода (рис. 5).
Что произошло?
Гидростатическое давление, действующее на пол снизу, оказалось закритическим. При уровне воды в грунте выше пола подвала на 1 м на единицу площади пола действует давление в 1 тонну. То есть на всю площадь этого подвала в 48 м2 действует снизу сила в 48 тонн. Это вес очень тяжелого танка или целого вагона. Тонкий пол этого не смог выдержать.
Как надо было сделать. Плита пола должна быть толщиной не менее 20 см, и её армирование должно быть грамотно выполнено. Существенное усиление пола подвала можно было бы обеспечить возведением одной поперечной стены.
Мели приглядеться к такому фундаменту, то бросается в глаза слишком близкое расположение стены к краю плиты, на которую она опирается. Наш застройщик уложил фундаментные блоки вплотную к периметру бетонного пола. Видимо, решил сэкономить на объеме земляных работ и бетонировании. При таком исполнении этого узла пол подвала от давления грунта сразу от края интенсивно начинает загружаться изгибающим моментом (рис. 6, а).
Большие изгибающие нагрузки - это и значительные деформации, и разрушающие напряжения в плите подвала. При слабом уплотнении грунта под плитой это проявляется в большей степени.
В варианте, когда плита пола выходит за контур стены на 30 - 40 см (рис. 6, б), максимальная величина изгибающего момента становится значительно ниже. Плиту можно было бы делать тоньше, не боясь деформаций и разрушений.
Рис. 6
Похожее разрушение плиты пола может произойти и с незаглубленной плитой. Тяжелый гараж может сильно деформировать плиту, особенно если нарушена её целостность удлиненным проемом под смотровую яму (рис. 7).
Рис. 7
При устройстве подвала на его стены укладывают бетонные перекрытия. Это связано с тем, что боковое давление грунта на стены необходимо на что-то передать. Особенно большое боковое нагружение стен возникает от пучения грунта, так как он стремится расшириться при своем замерзании во все стороны. Жесткие перекрытия позволяют замкнуть на себя нагрузки, приходящиеся на стены подвала со всех сторон. Эта расчетная схема рассматривает стену подвала как набор вертикально расположенных балок, передающих нагрузку от грунта на бетонный пол и на бетонное перекрытие (рис. 8).
Рис. 8
Именно поэтому стены подвала при строительстве загружают бетонным перекрытием в этот же сезон, не дожидаясь, пока пучинистый грунт своим расширением наклонит стены внутрь подвала.
Эта схема принята при возведении подвала по технологии ТИСЭ. Такие вертикальные балки создаются в каждом четвертом вертикальном канале стены после их заполнения арматурой и бетоном. Схема эта хорошо работает вне зависимости от габаритов подвала и разбивки внутренних его стен.
Это интересно
При силовой схеме, представляющей стену в виде набора вертикальных балок, стены подвала можно выполнять тем тоньше, чем тяжелее дом сверху (из условий напряженного состояния стены, загруженной весом и боковым давлением). В этих условиях в массиве бетона отсутствуют растягивающие напряжения, от которых он мог бы разрушиться.
При возведении стен подвала из готовых бетонных блоков выполняют горизонтальное армирование. В этом случае стена работает по другой расчетной схеме, при которой она рассматривается как набор горизонтально расположенных балок, передающих боковую нагрузку от грунта на внешние и внутренние стены подвала. Из-за большого пролета такой горизонтальной балки стена подвала должна иметь большую толщину или эффективное горизонтальное армирование (рис. 9).
Рис. 9
В реальности стену подвала следует рассматривать как набор одновременно работающих вертикальных и горизонтальных балок. Причем чем тяжелее сам дом, чем большим весом загружены стены подвала, тем ближе расчетная схема к стене с вертикально расположенными балками.
Из строительной практики
Возведение стен подвала часто выполняют с использованием крупногабаритных готовых фундаментных блоков ФБС (рис. 10). Как правило, при выполнении угловой перевязки с этими блоками, перехлёст блоков по всей длине стены - самый минимальный.
При слабом горизонтальном армировании узкая зона вертикальных стыков ФБС превращается в шарнирное соединение. При отсутствии подвального перекрытия и достаточно большом давлении грунта, подверженного пучинистым явлениям, часть стены может уйти вовнутрь.
Рис. 10
Исправить ситуацию и остановить процесс разрушения стен подвала возможно только с возведением в подвале подкрепляющих стенок. Это достаточно дорогое удовольствие, да и подвал потеряет всю свою привлекательность.
Разрушиться стена подвала от давления грунта может и без пучинистых явлений, при монтаже плит перекрытия. Опоры автокрана, установленные в непосредственной близости от стен подвала, создают в грунте достаточно высокий уровень напряжений. Нагрузка на выдвижную опору и боковое давление грунта на стены подвала особенно высоки, когда идет монтаж дальних плит, наиболее удаленных от автокрана (рис. 11).
Рис. 11
Чтобы не случилось подобного разрушения, расстояние от стены до края опорной площадки автокрана должно быть не меньше 0,8 м.
Начинать монтаж перекрытия следует с укладки ближних плит, которые смогут усилить устойчивость стен подвала.
Устройство подвала начинается с рытья котлована. При планировании этого этапа работ застройщик не должен забывать о том, что в зимнее время граница промерзания в зоне котлована опустится. Грунт с плотной структурой при насыщении водой и замерзании может снизить свою плотность и подняться на 10...15 см (рис. 12, а). Если же застройщик успел возвести подвал, но не предусмотрел его утепления, то пучинистые явления могут поднять подвал на 10...15 см, вызвав разрушения или недопустимые смещения. Чтобы этого не случилось, следует утеплить подвал по одной из двух схем, предусматривающих утепление по полу или по подвальному перекрытию (рис. 12, б, в). Последний вариант более удачен, так как при отсутствии перекрытия стены подвала от давления пучинистого грунта могут наклониться внутрь. Снеговой покров здесь можно считать утеплением подвала.
Рис. 12
Планируя утепление и гидроизоляцию стен подвала снаружи, обращаем внимание на качественное выполнение их монтажа. Поверхности, контактирующие с мерзлым грунтом, должны быть ровными, а соединение их со стеной - надежные. Дело в том, что пучинистый грунт при своем расширении может захватить часть покрытия и разорвать его (рис. 13, а). Попадание влаги в стену будет неизбежным.
Силы сцепления грунта с утеплителем можно существенно понизить, введя слой песка между грунтом и утеплителем и устроив эффективный дренаж. Песок не должен быть мелким, а грунт и песок лучше разделить толью или полиэтиленом. Гидроизоляцию располагают под утеплителем, нанося её на саму стену. Песчаная засыпка должна быть соединена с дренажной системой (рис. 13, б). Верхние две трети песчаной засыпки можно заменить грунтом. Снаружи утеплитель может быть защищен кирпичной кладкой или жесткими панелями (цементо-стружечная плита или асбоцементный лист).
Рис. 13
gpdv.ru
