На вопрос, какой фундамент является самым прочным и долговечным, и профессионалы, и интересующиеся строительством обыватели, и искусственный интеллект скорее всего ответят — железобетонный. С этим трудно поспорить, если такой фундамент возведен без ошибок.
Что же может послужить причиной дефектов и раннего износа бетонного основания? Есть целый ряд существенных требований к его возведению на разных этапах технологического процесса, которым иногда не придают должного значения, что и приводит к плачевным последствиям.
1. Выемка котлована без предварительной подготовки
Закладка фундамента производится на определенной глубине, которая зависит от размера, веса и конструкции строения. Для легкого хозблока или жилого дома с подвалом глубина котлована для фундамента будет разной.
Но помимо параметров сооружения, на степень заглубления фундамента влияет несущая способность грунта, которая зависит от его плотности, и уровень промерзания почвы, связанный с уровнем и количеством грунтовых вод. Подошва фундамента должна располагаться ниже уровня промерзания грунта, иначе силы морозного пучения будут выталкивать постройку наверх, что приводит к перекосам и трещинам.
Чтобы не ошибиться с глубиной заложения фундамента, до начала земляных работ рекомендуется провести геологические изыскания — они дадут представление свойствах грунта, глубине промерзания, залегании грунтовых вод и и их химическом составе. Если в воде высокое содержание солей, щелочей или кислот, грунт превращается в агрессивную для бетона среду, нейтрализовать которую может усиленная гидроизоляция фундамента и использование при замешивании бетонного раствора усиливающих водостойкость добавок.
Переувлажненные участки с высоким уровнем грунтовых вод нуждаются в водоотведении путем прокладки дренажа, иначе в котловане может скапливаться вода, мешающая качественной заливке фундамента.
Если на месте будущего котлована есть растительность, слой плодородной почвы толщиной не менее 50 см и площадью, выходящей на 1,5 метра за периметр будущей постройки, нужно снять — растительные остатки, корни и семена не должны попасть под фундамент. Перегнивая, органика увеличивает рыхлость грунта, а прорастающие побеги обладают силой, способной разрушить бетон.
2. Неудачный выбор сроков начала работ
Бетон — очень прочный и долговечный материал, если застывает с соблюдением всех технологических требований. К важнейшим из них относятся температура и влажность воздуха. Оптимальными считаются значения 20-22°С при влажности 80-90%. Срок полного затвердевания бетона в таких условиях составляет 4 недели.
При более низкой температуре бетон застывает медленнее, и полной проектной прочности может так и не достичь. В мороз влага, содержащаяся в растворе, кристаллизуется, и процесс образования бетона становится невозможным. В сильную жару набор прочности ускоряется, но качество структуры бетона при этом может пострадать из-за излишне быстрого испарения влаги.
Таким образом, лучшее время для начала заливки бетонного фундамента — конец весны или начало лета, когда устанавливается нужная температура без резких суточных колебаний. До наступления осеннего похолодания в таком случае успеет не только окрепнуть фундамент, но и вся стройка подведена под крышу. Если сроки затянуть, придется прибегать к консервации фундамента на зиму или значительно увеличивать бюджет на организацию обогрева площадки и противоморозные присадки.
3. Некачественная опалубка или ее отсутствие
Опалубка выполняет сразу две функции: укрепляет стенки котлована и поддерживает правильную геометрию фундамента, придавая форму заливаемому раствору. После отвердевания бетона опалубка убирается.
До того как приступить к монтажу опалубки, дно котлована или траншеи нужно выровнять и тщательно утрамбовать. На дно засыпается песчано-гравийная подушка слоем 10-20 см.
Для изготовления опалубки используются дощатые или фанерные щиты, иногда металлические листы или сборные пластиковые элементы. Внутренняя поверхность опалубки должна быть ровной для образования гладких стен фундамента, без щелей и трещин — иначе раствор будет вытекать, создавая наплывы и вызывая перерасход бетона. Конструкция опалубки должна обладать достаточной прочностью для удержания тяжелого бетонного раствора.
Если опалубку не делать совсем, добиться ровной отвесной поверхности стен фундамента практически невозможно. Грунт, даже плотный, имеет склонность отсыпаться, и стенки котлована не бывают строго вертикальными. Залив бетон без опалубки, мы получаем форму сечения основания в виде перевернутой трапеции, а это может нарушить проектные расчеты нагрузок и ухудшить устойчивость сооружения.
Кроме этого, попавшие в раствор комья земли нарушают химический баланс и составные пропорции, и в итоге бетон может не набрать запланированной прочности.
4. Неподходящий материал для армирования
Для повышения несущей способности бетонного основания внутрь заливаемой конструкции устанавливается металлический каркас. Каркас делается из стальных арматурных прутьев, расположенных в виде решетки вертикально и горизонтально, или проволочной сетки.
Застывающий бетон образует вокруг металлических элементов изолирующий слой, поэтому для армирования используется металлопрокат без защитного покрытия — бетон предотвращает доступ кислорода, и сталь не подвергается коррозии. Но если на стержнях есть поверхностная ржавчина, ее нужно зачистить, чтобы процесс не распространился внутрь детали. Рассыпавшиеся фрагменты арматурного каркаса уменьшают прочность фундамента и создают угрозу безопасности постройки.
Нельзя использовать для армирования старый металлический лом — трудно гарантировать отсутствие в нем очагов коррозии, а толщина стали и форма деталей могут не обеспечить достаточную устойчивость к нагрузкам.
Диаметр прутьев или проволоки должен быть не меньше предусмотренного проектом.
Расстояние между элементами каркаса зависит от силы предполагаемых воздействий на фундамент. Наиболее нагруженные места усиливаются более тесным расположением стержней арматурной решетки или дополнительными сетками.
Важно смонтировать каркас так, чтобы слой бетона вокруг металла был достаточным для предотвращения коррозии толщины.
5. Несоблюдение требований к качеству и пропорциям раствора
Замешивание раствора — важнейший этап работы с бетоном, требующий точности и ответственности. В состав бетона входят цемент, песок, щебень и вода, а также специальные добавки, повышающие морозостойкость и водонепроницаемость.
В зависимости от пропорций бетон обретает разные качества. Так, избыток песка уменьшает пластичность, и опалубку труднее заполнить равномерно, без воздушных пузырей. Слишком большое количество воды в растворе ведет к более длительному застыванию и снижению прочности.
Качество воды, песка и щебня также имеют значение: примеси химических веществ и глины могут ухудшить эксплуатационные характеристики фундамента.
Цемент нужно приобретать у надежных производителей, предоставляющих сертификаты на продукцию.
Марка бетона должна соответствовать по прочности предполагаемым нагрузкам. Для фундаментов обычно используют бетон марок от М300 и выше.
6. Нарушение технологии заливки
Выносливость бетонной конструкции во многом зависит от того, насколько однородным является монолит, поэтому способ и порядок заливки раствора имеет большое значение.
Во-первых, все компоненты раствора должны быть тщательно перемешаны в процессе приготовления. Для этого используются специальные смесители — вручную равномерно распределить все составляющие достаточно трудно.
Во-вторых, по мере заполнения опалубки необходимо следить, чтобы не образовывались пустоты. Решить проблему помогают глубинные виброуплотнители и даже ручное штыкование ломом.
Третье, самое трудновыполнимое условие при самостоятельной заливке — одномоментность.
Если внутри бетонного массива образуются полости, участки разной плотности и состава (а это практически неизбежно при заливке слоями через промежутки времени), то впоследствии эти неоднородности приводят к растрескиванию и частичному разрушению.
Когда речь идет о легкой постройке подсобного назначения, можно смешивать бетон небольшими порциями и заливать фундамент в свободную минутку. Но основание жилого дома подвергается более серьезным нагрузкам, и его дефекты означают риск для людей, поэтому стоит пригласить профессионалов: получится быстрее и надежнее.
7. Отсутствие гидро- и теплоизоляции готового фундамента
Любой бетон, даже самый качественный, имеет пористую структуру. И хотя они очень мелкие (диаметр капиллярных пор измеряется в нанометрах), вода из грунта постепенно просачивается в бетон, если не поставить ей преграду. При отрицательных температурах вода в порах превращается в лёд с увеличением объема, нарушая структуру. Чтобы уменьшить износ, соприкасающиеся с грунтом поверхности железобетонного фундамента изолируют с помощью материалов, задерживающих воду и снижающих теплообмен. Для гидроизоляции применяют жидкие составы, образующие при высыхании пленку, или рулонные материалы.
Жидкая гидроизоляция наносится путем обмазки или напылением.
В рулонах выпускаются традиционные рубероид и ПВХ-пленка, а также более современное самоклеящееся мембранное полотно.
В районах с промерзающим грунтом поверх гидроизоляции монтируют панели из экструдированного пенополистирола или вспененного полиуретана, которые замедляют отдачу тепла через фундамент. Это повышает износостойкость бетона, предотвращая замерзание влаги в порах, а также сохраняет комфортную температуру в доме.