Главные отличия бутового фундамента
Как известно, железобетон, практически, идеально совмещает в себе такие свойства строительных материалов, как прочность на сжатие и устойчивость к изгибающим воздействиям. Это позволяет возводить на бетонном основании постройки значительной массы, пренебрегая при этом неоднородностью нижележащих слоёв грунта. Но, в ряде случаев, нет необходимости обеспечивать оба эти условия.
Бутовый фундамент — это кладка из относительно крупных камней. За счёт прочности каменных пород, основание воспринимает очень большие нагрузки, а относительная дешевизна основного материала позволяет сделать фундамент более массивным. Бутовая кладка не имеет армирования и сосредоточение нагрузок для неё критично, однако за счёт своей массивности, увеличенной площади опоры и залегания на большой глубине, где слои грунта гораздо плотнее, такое основание весьма устойчиво.
Отдельно, стоит упомянуть о декоративных и эксплуатационных качествах бутового фундамента. Он, в меньшей мере, подвержен силам морозного пучения, не требует дополнительной защиты, а надземная часть бутовой кладки — практически готовый цоколь с уникальным внешним видом. Но, для возможности устройства каменного фундамента требуется соблюдение ряда условий:
- Благоприятная геологическая обстановка.
- Отсутствие сейсмической активности.
- Доступность природного камня в регионе строительства.
- Способность материала стен противостоять сосредоточенным воздействиям или устройство армопояса.
Геологическая обстановка
Перед тем, как заложить основание дома и, тем самым, окончательно утвердить проект, требуется согласовать возможность устройства фундамента из бутовой кладки. Для этого требуется провести гидрогеологические изыскания — осуществить проколы грунта ниже глубины промерзания, два раза в сезон определить динамику грунтовых вод и сдать отобранные с опорной глубины образцы на проверку физико-механических характеристик грунта.
Идеальными условиями эксплуатации бутового фундамента считаются такие, при которых УГВ (уровень грунтовых вод) не поднимается ближе 20–30 см к плоскости залегания фундамента. Исключения возможны, но при этом структура основания меняется: подтапливаемая часть укладывается без связки раствором, но с тщательной трамбовкой и расщебёнкой. Любой бутовый фундамент должен залегать ниже глубины промерзания. Исключение из правила составляют непучинистые грунты — скальные и обломочные, а также крупные и средние пески.
Требования к опорному грунту те же, что и при строительстве сборных блочных фундаментов. Основные требования — однородная плотность грунта во всех точках, отсутствие просадочных свойств и несущая способность, соответствующая массе здания и площади опоры.
Выбор камня для фундамента
Следует различать понятия бутобетона и бутовой кладки. Первое — это метод снижения расхода бетонной смеси путём заполнения неармированных участков массива камнем или строительным (бетонным) боем. Бутовая кладка же — это массив, не имеющий армирования и не менее, чем на 80% состоящий из природного камня.
Камень для бутового бетона может использоваться абсолютно разный. Конечно, преимущество отдаётся скальным и магматическим породам, которые за счёт высокой плотности обеспечивают массивность и устойчивость основания. Но, могут применяться также известняк и песчаный сланец при условии, что они добыты в открытых разработках. Отработанная порода из подземных выработок не подходит: попадая под атмосферное давления, она расслаивается и приобретает рыхлую структуру.
Обычно, происхождение бутового камня не приходится выбирать, используется то сырье, которое доступно в регионе строительства. Однако, если выбор всё же есть, нужно учитывать компромисс между прочностью и простотой обработки. Во-первых, средняя масса основных элементов бутовой кладки составляет 30–50 кг, более крупные и тяжёлые камни могут укладываться исключительно на углах и перевязках. Ввиду сказанного может потребоваться расколоть слишком крупные камни.
Кроме того, камни могут требовать обработки для устранения острых выступов и граней. В идеале камни должны иметь форму неправильного многоугольника, который вписывается в параллелепипед с длиной 50 см, шириной 20–30 см и высотой до 20–25 см. Для этого, самые крупные элементы подвергают плинтовке, в процессе которой отесываются основные поверхности, которые должны быть как можно более плоскими. Все камни, использующиеся в бутовой кладке, обязательно должны отмываться водой и металлической щёткой, с особой тщательностью на тех гранях, которые не образовались сколами при обработке.
Подготовка траншеи
Бутовый фундамент имеет в нижней части ширину на 20–30% больше, чем ленточный с расчётной опорной способностью. Таким образом, в поперечном срезе лента приобретает форму трапеции, верхнее основание которой должно быть по меньшей мере на 20 см больше толщины стен с учётом отделки. Именно благодаря такой форме теряется восприимчивость к силам бокового пучения.
Схема фундамента из бутового камня
Траншея копается на 20 см ниже глубины промерзания при ширине, равной нижней части фундамента. Дно усыпается одним слоем щебня фракции 20–40, а затем очень тщательно трамбуется деревянной колодой с металлическим пятаком. После этого, стенки траншеи закрывают полиэтиленовой плёнкой, края которых отворачиваются за борта и придавливаются камнями. Задача плёнки — не допустить попадания частиц грунта в толщу фундамента в процессе кладки.
Когда стенки траншеи закрыты, её дно отсыпается щебнем фракции 10–20 тонкими слоями, каждый из которых тщательно уплотняется ручной трамбовкой. Послойное уплотнение выполняется до тех пор, пока общая толщина подушки из щебня не составит 20 см.
Кладка бутового фундамента
Первый ряд бутовой кладки выполняется самыми крупными камнями, которые располагаются длинной стороной вдоль направления траншеи. Для нижнего ряда следует отобрать камни, имеющие две параллельные грани и примерно равные по высоте. При необходимости элементы кладки плинтуют, а все образованные пустоты заполняют расщебёнкой.
Следующий ряд камней укладывается в поперечном направлении. При этом, перевязка раствором между первым и вторым рядом не выполняется, промежутки между элементами кладки также засыпают мелким щебнем, который уплотняют молотком. Перевязка раствором осуществляется при укладке третьего и последующих рядов. При этом, можно выбрать один из способов бутовой кладки — под залив или лопатку.
Первый подразумевает укладку крупных камней на высоту около 70–80 см, подогнанных как можно плотнее, но с образованием вертикальных пробелов. Когда камни уложены, фундамент заливается жидким бетоном класса 7,5 или выше с наполнителем мелкой фракции, как правило, используется каменная крошка, гранитный или шлаковый отсев.
Кладка под лопатку — классический метод устройства бутового фундамента. Кладка выполняется послойно, при этом направление основных камней меняется с продольного на поперечное для дополнительной перевязки. Каждый крупный камень всегда устанавливается самой широкой и плоской стороной вниз, при этом на предыдущий слой кладки должно быть нанесено небольшое количество цементного раствора.
Когда выложен целый ряд, сверху на него набрасывают лопатой раствор, а затем — обломки, оставшиеся после плинтовки, либо щебень крупной фракции. С помощью металлического лома проводят штыревание, добиваясь, чтобы мелкий наполнитель заполнил всё свободное пространство как можно плотнее. Когда верхний слой цемента немного схватился, производится укладка следующего ряда.
Оба типа кладки ведутся с тем расчётом, чтобы её ширина с каждым слоем становилась немного меньше. После укладки очередного ряда, ширина которого меньше предыдущего, плёнку приподнимают и засыпают пазухи небольшим количеством грунта. Когда фундамент достиг уровня земли, техника кладки либо меняется на декоративную с тщательной подгонкой камней и расшивкой швов, либо возводится опалубка и заливается бетонный пояс с верхним и нижним армированием высотой около 20–25 см.
