Фундамент – основой конструктивный элемент дома, задачей которого является воспринять нагрузку от прочих конструкций дома и передать ее на грунт (в идеале – равномерно).

Главное – что необходимо понимать при выборе конкретных параметров фундамента – что эта та часть дома, переделывать и ремонтировать которую в дальнейшем дороже и тяжелее всего. И эта часть конструкции здания меньше всего прощает допущенные при проектировании ошибки.

Есть три основных вопроса при определении фундамента, во многом взаимосвязанные, но, тем не менее, отвечать на них легче всего последовательно:

  1. Тип фундамента.
  2. Глубина залегания фундамента
  3. Материалы фундамента

При ответе на каждый из этих вопросов, необходимо понимать, что фундамент должен:

  • обладать устойчивостью на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы,
  • «выдерживать» общий вес здания
  • «нейтрализовывать» силы морозного пучения (рассмотрим позднее)

Необходимо также учесть тот факт, что в начальный после постройки период эксплуатации дома (первые несколько лет) грунты возле фундамента сжимаются под суммарным воздействием всех нагрузок, что, в  свою очередь, вызывает его осадку на некоторую величину. Для того, чтобы глубина осадки не превысила нормативных пределов, необходимо правильно рассчитывать несущую способность основания.

Тип фундамента

Тип фундамента определяется весом и конструктивными особенностями возводимого дома, величиной и характером нагрузок на основание, существующим и плановым рельефом места строительства, геологическими и гидрогеологическими условиями на участке, глубиной сезонного промерзания грунта.

По типу фундаменты разделяют на ленточные, плитные, столбчатые и свайные (включая в это понятие и «винтовые сваи»).

Коротко остановимся на каждом типе.

Ленточные фундаменты

Фундаментная лента закладывается в грунт по всему периметру здания под наружные (несущие) и внутренние капитальные стены. Ширина ленты может варьироваться от 20 (необходимый минимум) до 50 см. В траншею под такую ленту засыпается и послойно утрамбовывается песчаная подушка.

По методу строительства: могут быть литые и блочные.

  • Блочные. На песчаную подушку укладываются фундаментные блоки (бетонные или железобетонные)
  • Литые. После подготовки песчаной подушки устанавливается формирующая опалубка и укладывается арматурный каркас (обычно в нижней и верхней части ленты), затем заливается бетон.

В зависимости от ширины, глубины заложения и от расчетного армирования, ленточные фундаменты используются практически для всех типов домов, от легких деревянные до тяжелых домов из кирпича и бетона.

Ленточный тип фундаментов на текущий момент является наиболее распространенным и популярным в частном домостроении ввиду идеального соотношения стоимости его возведения и надежности. Однако, в ряде случаев его использование может быть ограничено. Например, не рекомендуется применять этот тип фундамента в грунтах с глубоким промерзанием и высоким уровнем грунтовых вод (или, при использовании в этом случае применяют специальные технологии, такие как сильное, ниже глубины промерзания, заглубление ленты и заливка фундамента более сложной формы).

Неформально можно разделить ленточные фундаменты по глубине закладки:

А) Монолитный по поверхности (монолитный ростверк*) – этот вид фундамента заглубляется в почву только на толщину песчаной подложки (но в любом случае не менее толщины рыхлого плодородного слоя, который необходимо снять), фундамент лежит «на поверхности. Применяется для легких домов из дерева, как максимально облегченный вариант ленточного фундамента.

Б) Мелкозаглубленный – фундаментная лента заглубляется выше глубины промерзания грунта (от 10 см до метра). Применяется для всех типов деревянных домов. Хорошо подходит для высокого уровня грунтовых вод.

В) Заглубленный – фундаментная лента заглубляется ниже глубины промерзания, тем самым позволяя избежать влияния сил вертикального морозного пучения. Этот тип фундамента может использоваться и тяжелых строений из кирпича и бетона. При такой конструкции возможно сооружение подвала, и, при определенных типах грунтов, полноценного цокольного этажа.

* — Ростверк (нем. Rostwerk, от Rost — решётка и Werk — строение) — верхняя часть свайного или столбчатого фундамента, распределяющая нагрузку на основание. Ростверк выполняется в виде балок или плит, объединяющих оголовки столбов (свай) и служащих опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения. В случае монолитной ленты – ростверк и будет являться фундаментом

Несмотря на то, что этот тип фундамента, один из самых простых, и при его возведении существует множество тонкостей, которые мы будем рассматривать в строительном разделе. Сейчас лишь дан необходимый минимум информации для принятия решения.

Плитные фундаменты

Монолитный плитный фундамент формируют под всей площадью здания с использования жесткого арматурного каркаса. Благодаря жесткости конструкции значительно снижается влияние перемещения грунта: плита двигается вместе с ним, позволяя остальным конструкциям дома избежать нагрузок «на излом».

Эти фундаменты устойчивы к нагрузкам, возникающим при просадках грунта (до определенного предела), циклах замораживания и оттаивания.

Благодаря большой площади плитный фундамент снижает и равномерно распределяет давление на грунт от будущего дома, поэтому рекомендуется для устройства на водонасыщенных и слабонесущих грунтах. Также удобны при простых формах здания (прямоугольник, квадрат).

Безусловно, плитный (заглубленный) тип фундамента используется в большинстве случаев, когда застройщик решается на строительство цокольного этажа.

Очевидно, что одновременно плитный фундамент является наиболее материалоемким.

Вкратце, для создания плитного фундамента сначала роют котлован на плановую глубину его залегания, затем на дне делается подготовительная подушка из песка и гравия. Наливается тонкий слой «тощего» бетона – «бетонная подготовка». Укладывается (желательно) гидроизоляционный материал. Укладывается арматурная решетка, чаще всего пространственная – состоящая из нижней решетки и верхней. Делается опалубка и заливается слой бетона хорошего качества.

Более подробно тонкости строительства фундаментной плиты будут рассмотрены в строительном разделе.

Как уже было сказано, расходы на создание плитного фундамента оправдываются только в случае, когда все другие виды фундаментов не позволяют обеспечить в конкретном случае необходимую устойчивость.

Столбчатые фундаменты

Столбчатый фундамент формируют отдельно стоящие опоры, которые устанавливают под всеми углами здания, простенками, пересечениями и примыканиями наружных и внутренних стен, а также по их длине.

Обычно используют для легких невысоких конструкций, таких как садовые беседки, неболшие надворные постройки, не предназначенные для постоянного проживания людей. Основное преимущество столбчатых фундаментов – простота и экономичность. Однако следует учитывать, что высока вероятность, что силы морозного пучения и прочие подвижки грунта рано или поздно отклонят опорные столбы от вертикальной оси, и это приведет к деформации опирающегося на такой фундамент сооружения.

Для усиления стандартной конструкции применяют технологию ТИСЭ – в этом случае бетонные столбы фундамента расширяют у подошвы, что позволяет им лучше противостоять силам пучения. Также столбчатый фундамент комбинируют с ростверком (см. выше), что позволяет равномерней распределять нагрузку здания на грунт. Хотя, фактически,  в этом случае можно уже говорить о комбинации двух разных типов фундаментов.

Обратите внимание, что промерзание зимой грунта около столба фундамента происходит сильнее (за счет большей теплопроводности материала), и это обстоятельство также необходимо учитывать, либо заглубляя столбы, либо проводя дополнительные мероприятия по утеплению.

В целом, столбчатые фундаменты имеет смысл использовать только для легких конструкций.

Свайные фундаменты

Этот вид фундамента представляет собой обустройство свай в том же порядке, как и в случае со столбчатым фундаментом. Используют деревянные, бетонные сваи, в случае винтовых свай – полые металлические залитые бетоном внутри

Сваи забивают или заворачивают в землю методом бурения (винтовые сваи).

Рекомендуется к использованию, когда на слабый водонасыщенный грунт необходимо передать большие нагрузки. При этом подходе за счет использования свай нагрузка передается от здания на более плотные грунты, залегающие на глубине (плюс, при определенных технологиях, используются силы трения). О таком типе фундамента стоит задуматься, если вы строите капитальное строение на торфяном грунте с повышенной влажностью, и подобных типах грунтов.

Чаще всего, сваи сверху все-таки перекрывают ростверком или даже железобетонной плитой, для уравнивания нагрузки.

Этот тип фундамента менее экономичен, чем столбчатый, хотя и имеет с ним ряд общих черт. При этом, свайные фундаменты отличаются наименьшим объемом земляных работ, что, по понятным причинам, экологичней и снижает риски дальнейших подвижек грунта.

Выбор глубины залегания

Плановая глубина заложения фундамента, прежде всего, будет зависеть от примененной технологии строительства (типа фундамента), глубины промерзания грунтов в данной местности и уровня грунтовых вод.

Однако необходимо понимать, что первичным является тип выбранного фундамента,  и рекомендации для ленточного фундамента по глубине залегания никак не применимы к свайным фундаментам по самой сути.

Рассмотрим подходы к определению глубины залегания на примере обычных ленточных и столбчатых фундаментов (так принципы, применяющиеся для определения их глубины, одинаковы). Понятно, что для свайных фундаментов эти принципы неприменимы, потому что свайные фундаменты изначально задумывались для максимального заглубления, до десятков метров даже в частном домостроении. Для плитных фундаментов эти рекомендации тоже не будут верны в общем случае.

Для ленточных и столбчатых фундаментов надежным для зданий в один- два этажа считается (в зависимости от типа грунта, промерзания и уровня грунтовых вод). Обратите внимание, что уровень грунтовых вод необходимо применять на период начала промерзания:

Грунт под домом Расстояние до грунтовых вод Глубина заложения
Скальные и полускальные породы Может быть любым Любая, независимо от глубины промерзания *
Крупнообломочные грунты, пески гравелистые, крупные и средние Может быть любым Независимо от глубины промерзания грунта, но не < 0,5 м
Пески мелкие, пылеватые, супеси, суглинки, глины (при замерзании в увлажненном состоянии становятся пучинистыми грунтами) Ниже расчётной глубины промерзания грунта более 2 м Независимо от глубины промерзания грунта, но не < 0,5 м
Ниже расчётной глубины промерзания грунта более 2 м Не менее ¾ расчетной глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м
Менее расчетной глубины промерзания ** Не менее расчетной глубины промерзания грунта

*- мягкий плодородный слой снимается всегда

**- уточним, что наиболее опасным является не сама глубина промерзания, или высокий уровень грунтовых вод как таковой. Опасным является пересечение этих двух значений, то есть когда земля промерзает глубже, ниже, чем находятся в этот момент грунтовые воды. Морозное пучение – то есть расширение грунта, возникает, прежде всего, именно из-за замерзания воды в грунте, и сила этого пучения достигает десятков и сотен тонн. Единственный простой путь обезопасить себя от его влияния, это заглубить фундамент ниже уровня промерзания, тем самым не позволив «выдавить» фундамент, или, что еще хуже, отдельные его части, вверх. Глубина заложения фундамента позволяет избавиться от опасности вертикального пучения. Горизонтальное пучение (которое тоже существует), нейтрализуется другими методами, например, расширением основания фундамента.

Материал фундамента

На текущий момент наиболее часто при строительстве фундамента применяют бетон и железобетон, прежде всего за счет их универсальности.

В ряде случаев используют кирпичную кладку, хотя исходя из расчетных значений, совокупная стоимость такого фундамента вместе с работой будет больше.

Фундаменты из железобетона и бетона,  в свою очередь, можно подразделить на:

  • Монолитные – фундамент представляет собой единую монолитную конструкцию из арматурного каркаса и бетона. Обладает большой прочностью и надежностью при условии использования качественных материалов и соблюдения технологии монтажа.
  • Сборные – фундамент монтируется из готовых бетонных изделий (ФБС). Несколько более экономичный вариант за счет использования готовых блоков, и, в общем случае, более быстрый, так как отсутствует необходимость ждать затвердевания бетона после заливки.
  • Сборно-монолитные – конструкция фундамента сочетает использование готовых ЖБИ и частичную заливку бетона.

В случае наличия на местности природного бутового камня (бут – куски гранита или известняка, природные материалы, обладающие большой прочностью) крайне экономически выгодно использовать их при строительстве. При использовании бетонного раствора как связки подобный фундамент может оказаться значительно дешевле, и при этом, считается, что правильно сделанный бутовый фундамент даже прочнее обычный железобетонных. Однако, лишь небольшое количество местностей может похвастаться залежами таких материалов, а стоимость их возможной перевозки полностью нивелирует возможный экономический эффект.

Заключение

Главное – понять, главный принцип действия сил на фундамент и на все строение. Грунт не является идеально прочной основой, и в зависимости от типа грунта, он способен выдержать различные нагрузки.

Приведем в качестве примера расчетные сопротивления некоторых грунтов:

Виды грунтов

кПа

кгс/см²

Крупнообломочные грунты, щебень, гравий 500-600 5,0-6,0
Пески мелкие и пылеватые средней плотности 100-200 1,0-2,0
Пески гравелистые и крупные 350-450 3,5-4,5
Супеси твердые и пластичные 200-300 2,0-3,0
Суглинки твердые и пластичные 100-300 1,0-3,0
Глины твердые 300-600 3,0-6,0
Глины пластичные 100-300 1,0-3,0

Грунт подвержен усадке, зимнему пучению, сползанию под склон и т.п. Необходимо также помнить, что все пристройки с раздельным фундаментом будут двигаться относительно основного фундамента (именно поэтому пристройки никогда не соединяют жестко с основным зданием).

Какой же фундамент выбрать для дома?

Если возникает необходимость использовать фундаментные сваи, то, скорее всего, вы всего будете формировать ростверк или плиту, опирающуюся на эти сваи, таким образом, фактически свайный фундамент является несамостоятельным, а лишь укрепляющим элементом. Столбчатые фундаменты в большинстве случаев не подойдут для жилых строений, или же толщины и длина этих столбов будут настолько значительными, что их стоимость будет сравнима с созданием полноценного ленточного фундамента.

Исходя из всего вышеизложенного, можно сказать, что для большинства (но не всех!) территорий средней полосы, для жилых домов чаще всего стоит рассматривать либо ленточные, либо плитные фундаменты. При этом, в случае «легких» домов (из дерева, пено- , газо- , шлакобетона и других облегченных материалов) чаша весов будет склоняться в пользу ленточного фундамента. Для домов из рядового кирпича, эффективного кирпича, современных аналогичных материалов (теплой керамики и т.п.), а также бетонных домов больше аргументов в пользу плитного фундамента.

Понравилась статья? Расскажи друзьям

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс