Незаглублённый фундамент из покрышек-тумбочек

#1

Мне подумалось создать компактную тему, основанную на коллективном опыте.
Не претендую на всестороннее освещение этого вопроса, я хотел бы просто свести к минимуму информацию.
Хотел бы рассказать только о варианте незаглублённого фундамента, состоящего из набитых инертными грунтами покрышек-тумбочках, установленных на песчаную подушку.

#2

Опыт возведения фундаментов из покрышек исчисляется как минимум в 23 года. И это положительный опыт эксплуатации покрышечных фундаментов на торфе.
Форумчанин никнейм "4405", пожалуй, старейший строитель покрышечных фундаментов. Его дом на покрышках, набитых глиной, стоит с 1993 года https://www.forumhouse.ru/threads/4447/page-3.
Он сам с тестем придумал пустить покрышки в качестве фундамента на торфе. Его дом на покрышках стоит, а домик на блоках в 10 раз легче, постоянно поднимать приходиться.
Первая тема "Фундамент из покрышек" https://www.forumhouse.ru/threads/4447/ была начата 8.04.2007.

#3

Имеется патент РФ 2184189 на изобретение фундамента, состоящего из монолитной плиты из железобетона, содержащего автомобильные или тракторные покрышки. Патентообладатель (и): Семыкин Михаил Егорович. Подача заявки: 2000-11-02. Публикация патента: 27.06.2002
Классы МПК: E02D27/34 возводимые в просадочных или сейсмических районах.

#4

Тумбочки-покрышки вполне подпадают под определение фундаментов.
Определение фундамента из Википедии:
Фундамент (лат. fundamentum) — строительная несущая конструкция, часть здания, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию.

На непучинистых грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты (фундамент, находящийся выше уровня промерзания грунта). Такой тип фундамента подходит в основном для небольших садовых домиков, летних бань и хозяйственных построек.
Выбор фундамента зависит от сейсмичности местности, грунта и от архитектурных решений.

#5

Напряжение от веса дома под основанием покрышки, на мой взгляд, распределяется по всей площади покрышки, прилегающей к грунту основания. Набив покрышку инертным наполнителем: песком, щебнем, гравием, ПГС или залив тощим бетоном мы передаём нагрузку, распределённую по прямоугольной площади от верхней обвязки, лежащей на верхней грани покрышки, через наполнитель, на всю площадь нижней грани покрышки. А если между низом нижней обвязки и верхом верхней грани покрышки будет лежать деревянный щит, то такое распределения напряжения будет бесспорно.
Распределение напряжений в грунтовой толще от нормально приложенной нагрузки распределяется условно в виде расширяющегося вниз конуса. Чем ниже слой грунта, тем меньше в нём напряжение и больше площадь нагруженной площади.
Допустим грунт состоит из одинаковых по форме и размерам твердых частиц (упрощающая модель), уложенных рядами друг на друге.

Как видно из рисунка на II ряд действует вес частиц I ряда, а на III ряд — частицы I и II ряда и т. д. Внешняя сосредоточенная сила действует на одну частицу I ряда, которая в свою очередь воздействует на две частицы.

Таким образом, с увеличением глубины количество твердых частиц, на которые передается давление, увеличивается и в свою очередь происходит рассеивание напряжений т. е. напряжение от приложенной внешней силы распределяется в массиве под некоторым углом.

Величину силы, отнесенной к единице площади сечения массива, и принимают условно за величину напряжений в грунте.

: c7d6855856c.png (11.9 КБ) 5970 просмотров

#6

Вот как ВСН 29-85 обосновывает применение мелкозаглублённых и незаглублённых фундаментов.
http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normati ... iv/5/5293/
ВСН 29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах»
ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах
Москва- 1985
Утверждены и введены вдействие: приказом Министерства сельского строительства СССР № 44 от 14 февраля1985 г.

Введение
"В соответствии с нормами по проектированию оснований зданий и сооружений глубина заложения фундаментов в пучинистых грунтах должна приниматься не менее расчетной глубины промерзания. В этом случае подошва фундамента освобождается от воздействия нормальных сил пучения. Однако глубоко заложенные фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют касательные силы пучения. Эти силы превосходят нагрузки, передаваемые легкими зданиями на фундаменты, в результате чего фундаменты выпучиваются.

Таким образом, материалоемкие и дорогостоящие фундаменты, заложенные ниже глубины промерзания грунта, не обеспечивают надежную эксплуатацию малоэтажных зданий, построенных на пучинистых грунтах.

Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Такие фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности (незаглубленные фундаменты). Таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действует незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю."

На незаглублённых фундаментах касательные силы пучения равны нулю (введение ВСН 29-85).

#7

Строительные учебники указывают на необходимость замены пучинистого грунта на непучинистый.
Пучинистые грунты - глина, суглинки, пылеватые супеси и пылеватые пески.
Не пучинисчтые грунты - щебень, гравий, крупно и среднезернистый песок.
В пучинистом грунте вода на молекулярном уровне связана с мельчайшими частицами грунта, а в не пучинистом этой связи нет.
Поэтому при замерзании пучинистый грунт расширяется в объёме вместе со льдом, а в непучинистом лёд как поршень выдавливает воду в нижележащие слои.
Помимо этого пучинистые и непучинистые грунты сильно отличаются по способности тянуть капиллярную влагу.
У глины выше капиллярная сила, поднимающая воду, чем у песка.
Капиллярные явления возникают на границе жидкости и газа. И чем тоньше капилляр, тем сильней капиллярная тяга вверх.
У глины мелкие поры и капиллярная тяга может поднять воду до 1,5 м. У песка поры значительно крупней, чем у глины, поэтому капиллярная сила слабей и поднимет воду только на 30 см.
Поэтому непучинистый грунт, поднятый на достаточную высоту не будет намокать, как в той же ситуации. пучинистый.

: 149.jpg (13.13 КБ) 5964 просмотра

: 150.jpg (14.68 КБ) 5964 просмотра

#8

Принцип замены пучинистого грунта на непучинистый - выполняется выемка из которой выбирают пучинистый грунт и заполняют её непучинистым с послойным уплотнением. Применяется разная технология, в зависимости от гидро-геологических условий.
Если условия прекрасные - уровень грунтовых вод (УГВ) ниже 1,5 м (капиллярное поднятие в грунтах до 1,5, грунты не будут увлажняться), весной и осенью верховодка не заливает, имеется естественный уклон для водоотведения, то технология следующая.
Отрывается ямка глубиной минимум 40 см. В неё послойно засыпается песок с

проливкой и трамбованием, затем на эту песчаную подушку устанавливается конструкция фундамента.
Если гидро-геология беда - болото, пучение, верховодка заливает, то можно выполнить мероприятия, рекомендуемые Михаилом Лыковым (Groundworkturf) http://mihail-1yk0v.livejournal.com/763.html "Фундамент на торфе"
Или в отличие от выемки , выполнить наоборот насыпь.

#9

Покрышка от легкового автомобиля рассчитана выдерживать давление 2,5 - 3,0 атмосферы. На мой взгляд набивать её нужно максимально плотно, с коэффициентом уплотнения грунта 0,98. Борта должны немного выгибаться наружу.
Это гарантирует несминаемость покрышки от давления дома и реакции основания грунта.
По-моему мнению рассчитывать на некие амортизационные качества покрышки не стоит.
Технология набивки покрышки от легкового автомобиля думаю будет понятна из нижеприведённых фото.
Небольшие пояснения к фото.
Для того чтобы набить песок под борта, я вставлял черенок лопаты под посадочное кольцо, нажимал ногой на свободный конец черенка и в образовавшуюся щель забивал песок.
Уплотнение с проливкой проводил через каждые 20 см по высоте слоя.
Заполнив покрышку песком доверху, изо всей мочи колотил по песку плоскостью доски, так что брызки только летели во все стороны.
Затем ребром доски снимал лишний песок.

: 0_1cf1d3_f31eb8db_orig.jpg (5.98 КБ) 5962 просмотра

: 0_1cf1d4_86483988_orig.jpg (6.81 КБ) 5962 просмотра

: 0_1cf1d5_bdd78ae0_orig.jpg (6.81 КБ) 5962 просмотра

: 0_1cf1d6_3699bd7e_orig.jpg (6.6 КБ) 5962 просмотра

: 0_1cf1d8_e818f456_orig.jpg (6.37 КБ) 5962 просмотра

: 0_1cf1da_4e9d8a04_orig.jpg (6.92 КБ) 5962 просмотра

: 0_1cf1dc_d7fd678f_orig.jpg (6.64 КБ) 5962 просмотра

Колышки для разметки осей фундамента.

#10

Как определить необходимое количество покрышек -тумбочек? Рассчитаем давление от дома на грунт основания.
1. Производим сбор нагрузок. Получаем вес дома.
Имеем одноэтажный дом без чердака с утеплённой кровлей.
Размер в плане 6х7 м (фактически 5,6х7,1 м, но для удобства счёта взял с небольшим запасом)
Высота этажа 3,0 м.
Площадь цокольного перекрытия 6х7=42 кв. м
Площадь стен без учёта оконных и дверных проёмов 26х3=78 кв. м
Площадь стропильной кровли 6х7х1,3=54,6 кв. м
Кровля из металлического профлиста по деревянной обрешётке 30х55=1650 кг
Стропильная односкатная кровля с утеплителем 150х55=8250 кг
Перекрытие дощатое по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/куб.м 150х42=6300 кг
Вес наружных стен из деревянного каркаса, утеплённые, с обшивкой листовым материалом 78х0,15х300= 3510 кг
Снеговая нагрузка 100х55=5500 кг
Полезная нагрузка на перекрытие 200х42=8400 кг

Итого вес дома: 1650+8250+6300+3510+5500+8400=33610 кг
2. Подсчитаем площадь опор.
Размер нижней обвязки в осях 5,6х7,1м, толщина 0,15 м.
Покрышки от легковых автомобилей условным радиусом 30 см в количестве 22 шт. Площадь покрышек =3,14х0,30х0,30х22=6,22 кв. м.
3. Собственный вес покрышек.
6,22х0,2=1,24 куб. м
1,24х1700=2108 кг
4. Определяем давление от дома на грунт основания.
(33610+2108)/62200=0,57 кг/кв.см.
Несущая способность песка 2,0 кг/кв. см.
Значит данное количество покрышек с большим запасом обеспечивает требуемую несущую способность грунта.