Глубина такого фундамента не доходит до глубины промерзания грунта. Из условия равновесия очевидно, что сила Р 1, равная части веса здания, должна уравновеситься силой Р 2, образующейся при расширении промерзающего грунта (льда), и силами Р 3 – боковыми силами промерзающего грунта, выталкивающими опору. Сила Р 2 при низкой температуре может достичь большой величины и значительно превысить вес легкого домика. Таким образом, фундаментная опора будет выходить наружу. Это будет заметно ранней весной, когда верхний слой грунта прогреется.
В летнее время опора будет «садиться», но не полностью, так как под нее попадет грунт. С течением времени опоры сместятся на разную величину и постройка перекосится. Вследствие неравенства Р 1<Р 2+Р 3 такое устройство опор недопустимо.
Очевидно, задача заключается в том, чтобы силу Р 2 свести к нулю, а силу Р 3 уравновесить весом здания, то есть силой Р 1. Сила Р 2 отсутствует, вернее, она равна реакции силы Р 1, если опора покоится на непромерзающем грунте. Остается только уравновесить боковые силы Р 3 весом постройки.
Устройство таких опор (а их нужно, очевидно, не менее четырнадцати – шестнадцати) обойдется очень дорого, и работа будет достаточно трудоемкой. Скорее всего, эта конструкция целесообразна при относительно тяжелой постройке (бревенчатые стены, двух, трехэтажное здание). Следует предупредить, что после устройства опор их нельзя оставлять на зиму ненагруженными, так как под действием боковых сил они могут сместиться.
Более простое решение – опора окружена слоем песка, а песок содержит очень небольшое количество влаги. Следовательно, зимой лед под опорой не образуется. В этом случае, сила Р 2 практически равна реакции от силы Р 1.То же самое можно сказать и о силах Р 3. Неудобство заключается в том, что когда опору делают в виде кирпичной кладки, то кладку приходится вести в котлованах.
Итак, мы рассмотрели три наиболее распространенные конструкции фундаментных опор. Все они имеют недостатки: или недостаточно надежны, или дороги и трудоемки.
Возможно ли что-нибудь другое? Да, возможно. Есть фундамент легкий, дешевый и требующий совсем немного труда для своего устройства.
В таком фундаменте нет закрытых опор. Постройка стоит на опорных плитах. Они нагружены силой, равной части веса постройки, то есть силой небольшой. Песчаная подушка не даст образоваться льду под опорой и обеспечит ее равновесие. Чтобы плита не просела, ее размер нужно рассчитать, исходя из веса постройки, допуская удельную нагрузку на плиту (для суглинистой почвы) не более 1,5–2,0 кг./см2. Например, при весе дома в 50000 кг., распределенном на шестнадцать опор, размер плиты будет 50000/16.2 .1600 см2., то есть 40 см. х 40 см.
Плиты можно изготовить на месте из жирного бетона с добавлением гравия, заложив железную (проволочную) арматуру. Толщину плиты нужно брать не менее 10 см. Можно применить и готовые плиты. Перед укладкой плит песок смачивают и трамбуют.
Вес здания можно подсчитать, складывая вес затраченной древесины, кровли, кирпича для опор, снегового покрова на крыше и т. д. Для расчетов можно принять: вес древесины 700–720 кг./м3. (ель, сосна); кирпичной кладки – 1600 кг./м3.; снегового покрова на крыше – 500 кг./м3.; вес кровли берется, исходя из веса листового железа, рубероида или шифера.
Кирпичную кладку между опорами («забирку») для летних построек делать необязательно, так как летом под полом циркулирует теплый воздух, а зимой в летних постройках обычно не живут. Лучшим вариантом является декоративная стенка между опорами. Однако, если кирпичную или бетонную стенку между опорами все же делают, ее не нужно связывать с опорами фундамента. Углубляют «забирку» не более чем на 15 см., укладывая ее в песчаный ров.
Фундаменты такой конструкции испытывались в Подмосковье. Садовые домики стоят на них, не шелохнувшись, вот уже более десятка лет.
Определить основные пропорции фундаментов можно по
табл. 5.
