При неблагоприятных условиях (низкая температура, высокая влажность) возможно вспучивание грунта, т. е. неравномерное увеличение объема и вздутие поверхностного слоя. После весеннего оттаивания этот эффект прекращается, грунт теряет объем и первоначальную прочность.
При залегании в основании фундаментов пучинистых глинистых грунтов, которые способны поднимать целые здания, подошву фундамента необходимо закладывать ниже глубины промерзания либо устанавливать на песчаные подушки.
Торфяные грунты буро-черного цвета содержат разложившиеся растительные остатки, которые составляют более 60 % массы. Такие грунты обычно отличаются избыточным увлажнением.
Скальные грунты. К наиболее распространенным скальным грунтам относятся граниты, песчаники и известняки, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя, образующего подобие сухой кладки.
Крупнообломочные грунты — это несцементированные грунты, содержащие по массе более половины обломков горных пород с размерами не менее 2 мм. К ним относятся щебенистый (с преобладанием окатанных частиц — галечниковый) с массой частиц крупнее 10 мм более 50 %; гравийный грунт (при преобладании не окатанных частиц — дресвяной).
Расчетное сопротивление грунта Rо измеряется в КПа (кгс/см2). Допустимые нагрузки на разные грунты приведены в табл. 3.1.
К неудовлетворительным с точки зрения несущей способности основаниям относятся грунты, которые без особых усилий легко сжимаются (лесная почва, садовая и болотная земля, торф).
Удовлетворительные грунты — глина, суглинки, супеси, пески мелкие и пылеватые влажные. Лучшие грунты — пески средней крупности и крупные, крупнообломочные грунты (галечниковые и гравийные), скальный грунт толщиной пласта более 1,0 м.
Под основанием фундамента весь грунт должен иметь равномерную плотность. Кроме того, необходимо, чтобы подошва фундамента располагалась ниже глубины промерзания. Это особенно важно для пучинистых грунтов (пески мелкие, пылеватые, супеси, суглинки, глины, находящиеся в увлажненном состоянии). Глубина промерзания фундаментов в условиях Северо-Запада России составляет 1–1,4 м. В этой связи важно выяснить и уровень подземных вод. Для этого бурят скважины малого диаметра, используя удлиненный садовый либо рыбацкий бур. Пробуренная скважина должна простоять сутки, после чего в ней замеряют уровень воды. Если в последующие дни он не изменился, его можно считать зеркалом подземных (грунтовых) вод. Если грунтовые воды на глубине 2,5–3 м не обнаружены, нет необходимости устанавливать их поверхность, т. к. они не представляют опасности для строительства загородного дома.
Фундамент — это подземная опорная часть здания. От его надежности в большой степени зависят эксплуатационные качества сооружения.
Фундамент воспринимает все нагрузки от надземной части здания и через него они передаются на грунт. В фундаментах различают обрез — верхнюю плоскость, отделяющую фундамент от надземной части дома, стенку или столб (в зависимости от конструкции) и подошву — нижнюю плоскость, непосредственно соприкасающуюся с основанием. Большую роль в работе фундамента любой конструкции играют его боковые поверхности.
Основание — массив грунта, непосредственно воспринимающий нагрузки от здания через фундамент. Основания могут быть естественными и искусственными. Если подошва фундамента опирается на естественный неукрепленный грунт, основание естественное. Когда в основании лежат слабые грунты, их приходится каким-либо способом преобразовывать (закреплять, уплотнять либо заменять песком средней крупности и др.). В этом случае основание становится искусственным.
Цоколь — верхняя, более тонкая часть фундамента, возвышающаяся над планировочным уровнем земли. Выполняется цоколь из прочных морозостойких материалов: камень, бетон, красный полнотелый кирпич марки не ниже 75.
Чтобы цоколь и фундамент не намокали, по периметру дома укладывают булыжную или бетонную отмостку шириной 60–80 см с уклоном от фундамента. Уклон следует принимать не менее 0,1 (т. е. 10 см/м).
Забирка — простейший вид цоколя в виде тонкой стены между столбиками фундамента, которую обычно выполняют из бетона, красного кирпича или других материалов.
По конструкции различают фундаменты: ленточные — монолитные из бутобетона и сборные из блоков стен подвалов; столбчатые — из железобетона, асбестоцементных труб с внутренним армированием и заполнением бетоном, а также из стальных труб, заполненных изнутри бетоном либо цементно-песчаным раствором, а снаружи обмазанных битумной мастикой с толщиной слоя 1–1,5 мм. В качестве арматуры для фундаментов используют металлические стержни и проволоку диаметром 6-12 мм. Бетон для устройства фундамента лучше готовить на высокомарочном портландцементе М300-400, а в качестве заполнителя использовать чистый, средней крупности и крупный песок и гранитный щебень. Примерный состав бетона (в частях по объему): цемента — 1,4; песка — 2,5, щебня — 4,5. Воду необходимо добавлять с таким расчетом, чтобы пластичность бетона позволяла уложить его (но не залить) в опалубку с легким трамбованием. Следует учитывать, что чем жестче бетон, тем он прочнее.