Фундамент Дома-КУБа сделаю с учётом типа почвы и веса здания.
Фундамент Дома-КУБа должен способствовать как устойчивости здания, так и предохранению здания от нагрузок, возникающих при промораживании грунта.
Самым надёжным Фундаментом Дома-КУБа была бы толстая монолитная армированная железобетонная плита, но согласно расчётам, приведенным в таблице на странице Дом-КУБ, нет необходимости тратиться на такой дорогой фундамент.
Выбор типа и характеристик фундамента зависит от Несущей способности грунта и веса здания.
Несущая способность грунтов – это его основная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта и измеряется в кг/см2 или т/м2.
Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.
Сама несущая способность грунта зависит от трех факторов: тип грунта, степень его уплотненности и насыщенность грунта влагой. Несущие способности разных грунтов в кг/см2 в разном состоянии представлены в таблице:
Грунт плотный средней плотности Крупный гравелистый песок 6 5 Песок средней крупности 5 4 Мелкий маловлажный песок 4 3 Мелкий песок, насыщенный влагой 3 2 Супеси сухие 3 2,5 Супеси, насыщенные влагой (пластичные) 2,5 2 Суглинки сухие 3 2 Суглинки, насыщенные влагой (пластичные) 3 1 Глины сухие 6 2,5 Глины, насыщенные влагой (пластичные) 4 1 Увеличение влажности грунта снижает его несущую способность в несколько раз. Только крупные пески и пески средней крупности не меняют своих свойств при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, скорее всего, связана с высоким уровнем грунтовых вод.
Чтобы узнать несущую способность грунта не обязательно обращаться за помощью к геологам, в случае самостоятельного строительства дома можно определить тип грунта на глаз.
Для этого простым земляным буром можно пробурить в земле скважину глубиной 2 м. или выкопать яму лопатой. При этом сразу будет понятно, какой грунт находится на этой глубине и насколько он увлажнен.
Отличить песок от глины не составляет труда: в песке ясно видны отдельные песчинки, при растирании песчаного грунта меду ладонями они отчетливо чувствуются.
Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5 мм, такие частицы хорошо видны невооруженным глазом, а песок средней плотности имеет размер песчинок до 2 мм.
Супесь содержит не более 10% глинистых частиц, в сухом состоянии она крошится, если скатать из нее шарик, то он рассыпается при легком давлении на него.
Суглинок содержит от 10% до 30% глинистых частиц, обладает большей пластичностью, чем супесь. Если из суглинка сделать шар и раздавить его, то он превращается в лепешку с трещинами по краям.
Глина – наиболее пластичный грунт, если раздавить шар, сделанный из глины, то он превратится в лепешку, на краях которой не будет трещин.
Определить влажность грунта можно также на глаз.
Если в вырытой яме или пробуренной скважине сухо, т.е. вода там откровенно не скапливается, значит грунт можно считать сухим.
Если же на дне скважины через некоторое время накапливается вода, значит уровень грунтовых вод близко и грунт надо считать насыщенным влагой.
Влажность и пластичность глины можно определить так: если лопата входит в глину легко и глина хорошо прилипает к лопате, то она пластичная и влажная. В противном случае ее можно считать сухой.
Плотность грунта – величина непостоянная. Находящийся глубоко под землей грунт будет плотным, поскольку на него давят слои грунта, находящиеся выше.
При бурении скважины извлеченный на поверхность земли грунт становится рыхлым и имеет насыпную плотность, которая гораздо меньше.
При расчете несущей способности грунт, находящийся на глубине 0,8-1 м. и более, можно считать плотным.
Исследование грунта происходит далеко не всегда, и даже при профессиональном проектировании дома таких данных может не быть.
Поэтому зачастую для упрощенных и приблизительных расчётов несущую способность грунта принимают равной 2 кг/см2.
Встречал информацию, что в Подмосковьи Несущая способность грунта должна приниматься равной 1,2 кг/см2, то есть 12-ть тонн/м2. Можете считать это перестраховкой, но именно такое значение принято мной при расчётах.
Выдержать с запасом допустимую нагрузку на грунт совсем не сложно: для этого достаточно подобрать подходящую площадь основания фундамента.
Гораздо сложнее добиться равномерности нагрузки на грунт под разными участками Фундамента Дома-КУБа, чтобы предохранить фундамент и стены от растрескивания.
Не вдаваясь в подробности, отмечу лишь, что под фундаментом обычно делают гравийную и песчаную подушки, а сам фундамент армируют — это приводит к перераспределению нагрузок.
Но наибольшую опасность для зданий представляют циклические замерзания и оттаивания грунта. Мало кто представляет, какие колоссальные усилия способна развивать замерзающая вода:
Если вода замерзает при обычном давлении, то её плотность с образованием льда уменьшается примерно на 9%. Поэтому замерзающая вода легко рвет стеклянные бутылки.
Но что будет, если использовать достаточно прочный сосуд и не давать воде расширяться, но при этом отводить тепло? Тогда часть воды превратится в лед и расширится, а остальная останется жидкой, но сожмется. При этом в системе возрастет давление.
Вода считается почти несжимаемой жидкостью, но в действительности её плотность возрастает примерно на полпроцента за каждые 100 атмосфер приложенного давления.
Значит, когда 5% воды в нашем сосуде замерзнет, объем остальной воды уменьшится на 0,5%, а давление подскочит до 100 атмосфер — как в баллоне у аквалангиста.
По мере замерзания давление будет возрастать, пока не достигнет примерно 6000 атмосфер. К этому времени большая часть воды затвердеет, остатки жидкости будут иметь плотность 1,3 г/см3.
Да и структура самого льда тоже изменится под действием давления — он приобретет необычную более плотную структуру, называемую лёд VI, с плотностью 1,3 г/см3.
Итак, усилие, которое может развить замерзающая вода, составляет до 6000 атмосфер. Это 5-6 раз больше, чем на дне Марианской впадины. Ни один обычный сосуд такое давление не выдержит, только специальное экспериментальное оборудование.
Таково теоретическое значение предельного давления, создаваемого замёрзшей водой в замкнутом объёме при условии полного заполнения объёма водой перед охлаждением.
В реальности такие давления практически недостижимы в силу многих причин, одной из главных причин является неспособность большинства материалов выдерживать значительные давления.
Примеров разрушительного действия льда можно привести множество, но для экопарка актуальны замёрзшие и лопнувшие трубы и сосуды с водой, а также возможные разрушения фундаментов, отмосток и сооружений при ошибках их создания.
Для фундамента и водружённого на него сооружения опасны не только вертикальные, но и горизонтальные воздействия от воды, замёрзшей в водонасыщенном грунте, поэтому надо позаботиться об отводе воды от фундамента и недопущении замерзания воды вблизи фундамента.
Сдуру можно попытаться противодействовать силам Природы в виде ледяного давления, сооружая тысячетонные каменные крепости, но лучше приложить мозги и не дать льду проявить свою силу.
Расчёты и опыт специалистов по фундаментам показывают, что зачастую можно обойтись малозаглублённым и даже незаглублённым фундаментом. Обоснование таких фундаментов опубликовал В. С. Сажин в книге «Не зарывайте фундаменты вглубь». Вот ещё пара полезных ссылок:
Фундаментная плита мелкого заложения (мелкозаглубленная), незаглубленная и заглубленная и Ленточный мелкозаглубленный фундамент.
Исключительно важно после создания любого фундамента сразу сделать Отмостку, чтобы снизить насыщение влагой почвы под фундаментом и вокруг него. При этом нужно всегда осознавать, что довести влажность почвы до нуля принципиально невозможно, так как вода всегда есть повсюду: и в воздухе, и в почве.
Известно, что древесина гниёт при влажности более 19-ти %. Хотелось бы выяснить опасный уровень влажности почвы при различных условиях (тип почвы, время года, температура и т. д.) — попробую это сделать.
Окончательное решение о типе Фундамента Дома-КУБа приму после выбора места строительства Дома-КУБа и исследования почвы в этом месте. Пока что склоняюсь к мелкозаглублённому ленточному армированному бетонному фундаменту с шириной основания 50-т или 60-т см.
!…
Приглашаю всех высказываться в Комментариях. Критику и обмен опытом одобряю и приветствую. В хороших комментариях сохраняю ссылку на сайт автора!
И не забывайте, пожалуйста, нажимать на кнопки социальных сетей, которые расположены под текстом каждой страницы сайта.
Продолжение тут…
