Выбираем тип фундамента

Оглавление:

• Классификация фундаментов
• Глубина заложения
• Природные факторы выбора
• Ленточные фундаменты
• Столбчатые фундаменты
• Особенности материалов
• Плитные и свайные фундаменты

Классификация фундаментов

Фундамент – это основополагающая часть конструкции дома, от нее напрямую зависит прочность, надежность и долговечность всего сооружения, поэтому крайне важно правильно подобрать тип. Существует несколько классификаций фундамента: по способу и форме опоры на грунт, материалу строительства, глубине заложения. Последняя зависит от специфики рельефа, наличия в строении подвального помещения, предполагаемых подземных коммуникаций, характера и величины нагрузок.

Устройство мелкозаглубленного фундамента из ж/б блоков.

Фундамент в зависимости от глубины заложения бывает:

• мелкозаглубленным (малозаглубленным);
• профильным (заглубленным).

Основные виды фундаментов.

Мелкозаглубленный фундамент обычно из бетона устанавливают на 50-сантиметровую глубину. Профильный же располагается ниже уровня промерзания грунта. Такую глубину определяют специалисты. Мелкозаглубленный тип фундамента правильно использовать для легких щитовых и каркасных деревянных домиков, хозяйственных построек и гаражей. Профильный тип следует выбрать для возведения тяжелых зданий из кирпича или дерева, но облицованного кирпичом. Стоимость профильного фундамента сопоставима со стоимостью постройки самого дома.

Выбор типа фундамента зависит от большого количества факторов, в первую очередь важно учесть вид грунта на участке. Помочь в этом деле сможет специалист-геотехник. Масса грунтов под конструкцией называется основанием здания. Определяющим фактором основания является величина нагрузки, при которой происходит осадка грунта. Помимо непосредственной нагрузки строения на деформацию грунта влияют перепады температур. Вода, заключенная в порах грунта, при промерзании имеет свойство расширяться и выталкивать основание вверх.

Расчетные сопротивления грунтов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Расчетные сопротивления грунтов

Виды грунтов кПа кгс/см2; Мелкие и пылеватые плотные пески 200-300 2,0-3,0 Мелкие и пылеватые пески средней плотности 100-200 1,0-2,0 Гравелистые и крупные пески 350-450 3,5-4,5 Средней крупности пески 250-350 2,5-3,5 Твердые и пластичные сугленки 100-300 1,0-3,0 Твердые и пластичные супеси 200-300 2,0-3,0 Глины пластичные 100-300 1,0-3,0 Глины твердые 300-600 3,0-6,0 Крупнообломочные грунты, щебень, гравий 500-600 5,0-6,0

Глубина заложения

Опалубка ленточных фундаментов: а – прямоугольных высотой до 200 мм, б – прямоугольных высотой от 200 до 500 мм, в – прямоугольных ступенчатых высотой до 750 мм, г – закрепление направляющей доски, д – деревянный хомут (деталь), е – стальной хомут (деталь); 1 – распорка, 2 – колья, 3 – щит боковой или боковая доска, 4 – прижимные доски, 5 – подкосы, 6 – хомуты, 7 – направляющая доска.

Общее давление на грунт от нагрузок крыши, перекрытий, стен, непосредственно фундамента, мебели и техники не должно превышать предельного сопротивления грунта. Важно учесть не только перечисленные выше постоянные нагрузки, но и временные, как выпавший снег, порывы ветра.

Обратите внимание, что обобщенные данные по окрестностям или районам необязательно 100% совпадут с вашими конкретными условиями на участке. Всегда возможны отличия, “линзы” или плавуны. Кроме того, грунты со временем имеют свойство меняться, поэтому не стоит использовать инженерно-геологические данные старше 2 лет.

Глубина заложения фундамента зависит и от уровня залегания грунтовых вод, который тоже определяется инженерно-геологическими исследованиями. Последние предполагают бурение на участке скважин-шурфов, взятие проб грунта и воды для химического анализа.

Для деревянного дома скважины делаются глубиной до 5 м, для кирпичного или каменного – 7-10 м. Необходимо минимум 4 скважины по углам дома. Обобщенная информация по глубине заложения фундамента в зависимости от грунтовых вод и уровня замерзания приведена в табл. 2.

Таблица 2. Глубина заложения фундамента

Грунты в пределах расчетной глубины промерзания Расстояние в период промерзания грунтов от планировочной отметки до грунтовых вод Глубина заложения фундаментов для зданий в 1-2 этажа Крупные и средник пески гравелистые, крупнообломочные грунты, Любое Не зависит от глубины промерзания грунта, но не менее 50 см Породы полускальные и скальные Любое Любая, не зависит от глубины промерзания Пылеватые и мелкие пески, суглинки, супеси, глины (в увлажненном состоянии при замерзании становятся пучинистыми грунтами) Более 2 м ниже расчетной глубины промерзания грунта Не зависит от глубины промерзания грунта, но не менее 50 см Более 2 м ниже расчетной глубины промерзания грунта Не менее ¾ расчетной глубины промерзания грунта, но не меньше 70 см Менее расчетной глубины промерзания Не меньше расчетной глубины промерзания грунта

Природные факторы выбора

Опалубка фундаментов под колонны: а – прямоугольных, б – ступенчатых; 1 – упорная планка, 2 – накрывной щит, 3 – распорка, 4 – закладной щит, 5 – проволочная стяжка, 6 – монтажный гвоздь, 7 – колья.

Вернемся к глубине промерзания грунта. Учтите, что для неотапливаемых помещений ее величина должна на 10% превышать среднестатистическую. Для отапливаемых, соответственно, на 20-30% меньше. Глубина промерзания для неотапливаемых помещений измеряется от земли, если в конструкции здания предусмотрен полуподвал или подвал, тогда от их пола. Учтите, что возведение фундамента ниже уровня промерзания грунта не является абсолютной защитой от морозного пучения, особенно актуальна эта информация для легких зданий. Снизить воздействие морозного пучения можно:

• уменьшив боковую поверхность фундамента;
• создав боковую поверхность скользящего слоя из материала с низким коэффициентом трения;
• придав фундаменту трапециевидную форму с сужением кверху;
• засыпав пазухи непучинистым грунтом.

Тип фундамента зависит от назначения и конструкции здания. Например, для постройки коттеджа из кирпича правильно будет выбрать ленточный тип фундамента с заглублением в соответствии с видом грунта на участке, толщиной стен, высотой дома, наличием цокольного этажа. Ленточный тип позволяет строить стены из железобетонных блоков и панелей. Плитный тип фундамента обоснован только для строительства на склонах холмов, глинисто-песчаных грунтах, болотистых почвах.

Ленточные фундаменты

Ленточный фундамент виды и формы.

В зависимости от способа и формы опоры на грунт фундамент бывает: ленточным, столбчатым, плитным, свайным. Самым распространенным в индивидуальном строительстве является ленточный тип. Он выполняется из железобетона или бетона, с одинаковой толщиной по всему периметру, в точности повторяет очертания несущих стен. Ленточный тип выбираем для тяжелых каменных, кирпичных, керамзитобетонных, бетонных и шлакобетонных стен.

Он закладывается под все несущие стены конструкции, поэтому существует необходимость выполнения определенных земляных работ и некоторых расходов на стройматериалы (у столбчатого фундамента, например, таких затрат нет). Для зданий с подвалом, теплым подпольем, цокольным этажом или гаражом ленточный тип подходит лучше всего.

Устройство ленточного фундамента из кирпича: а – фундамент; б – цоколь; в – отмостка; 1 – песчаная подушка; 2 – кирпичная кладка; 3 – обратная засыпка; 4 – битумная обмазка; 5 – штукатурка; 6 – гидроизоляция (рубероид); 7 – облицовочный кирпич; 8 – кладка из самана.

Ленточный фундамент принято разделять на сборный и монолитный. Для последних экскаватором или вручную выкапывается траншея шириной 40-80 см. Траншея делается на 10 см шире самого фундамента с каждой стороны, чтобы сделать опалубку с армирующей обвязкой для укладки бетонной смеси. Главное достоинство монолитного ленточного фундамента – способность выдержать большие нагрузки и пригодность для возведения зданий любой формы. Сборный ленточный тип – это бетонные или железобетонные блоки, соединенные между собой раствором и стянутые стальной прочной проволокой. Такой фундамент возводится очень быстро, но, в то же время, он надежен и прочен.

Однако горизонтальные и вертикальные швы снижают водонепроницаемость фундамента, поэтому требуется устройство дополнительной гидроизоляции, что влечет за собой дополнительные расходы. Поэтому сборный ленточный тип экономически сомнителен для зданий с подвалом и на глубокопромерзающих пучинистых грунтах. Чаще всего он используется для самых простых архитектурных сооружений, чтобы не обрезать блоки стандартных размеров. Оправданно использование ленточных фундаментов для строительств домов с глубоким подвалом для сауны, бассейна, паркинга, зданий свыше 1 этажа, кроме тех, где стены возводятся из штучных материалов вроде железобетонных панелей или кирпича.

Столбчатые фундаменты

Схема столбчатого фундамента.

Столбчатые фундаменты делятся на сборные и монолитные. Последние используются там, где глубина залегания грунтовых вод превышает 1 м от поверхности. Столб фундамента такого типа обязательно должен иметь армирующую обвязку, чтобы при сезонных подвижках грунта столб не разорвало. Опалубка для монолитного столбчатого типа тоже обязательна. Она может быть любой формы, но обязателен зазор между нею и стенами ямы не меньше 10 см, куда должен засыпаться мелкий гравий или песок, чтобы предотвратить воздействие на столб фундамента подвижек грунта.

Сборный столбчатый тип используется на заболоченных и сырых участках, где невозможно возвести каменные или деревянные конструкции. Такой фундамент готовится на строительной площадке заранее. Выглядит он как железобетонные столбы, соединенные с опорной плитой. Металлические стержни или проволока служат арматурой.

Виды столбчатого фундамента.

Такой тип не предназначен для зданий с подвалом или цокольным этажом, а также для участков с неровным рельефом, так как существует опасность опрокидывания из-за бокового давления грунта. Столбчатая технология на сегодняшний день – самая дешевая. Она эффективно применяется на пучинистых грунтах с глубоким промерзанием. На подвижных грунтах столбчатые фундаменты зарекомендовали себя плохо: к опрокидыванию они недостаточно устойчивы.

Проблематичным является и создание цоколя при столбчатых фундаментах. Приходится делать бетонную перемычку между столбами, выравнивать поверхность грунта, устанавливать опалубку, делать армирующую обвязку и заполнять бетоном пространство в опалубке. Все действия достаточно трудоемки, в ленточных типах цоколь образуется сам собой, как продолжение фундамента. Столбчатые конструкции могут возводиться из бутового камня, бутобетона, бетонных блоков, керамического полнотелого кирпича-железняка и т. д.

Особенности материалов

Конструкция бутового фундамента.

Бутовый фундамент характеризуется плотной кладкой камней, скрепленных цементным раствором. Это очень прочная конструкция со сроком эксплуатации около 80 лет. Однако такой материал является одним из самых дорогих, так как крайне важно максимально точно подобрать камни по размеру и форме. Бутовый камень хорошо проявляет себя на влажных грунтах, так как является влагоустойчивым. Бутобетонный фундамент строится в специальной бетонной опалубке с добавлением кусков бута. Его кладка – это чередование слоев бутового камня, их дальнейшее уплотнение и заполнение пространства между камнями бетоном с добавлением мелкого гравия, щебня или песка. Бутобетонный и бутовый фундаменты достаточно трудоемки в укладке, поэтому применяются чаще всего в районах, где бут наиболее распространен.

Виды фундамента из различных материалов: а — бутовый; б — бутобетонный; в — кирпичный на бутобетонном основании; г — кирпичный.

При закладке фундамента важно учесть не только оптимальную марку цемента, но и сроки его хранение. За 6 месяцев хранения цемента даже в сухом месте его марка снижается на 25%, за год – на 35-40%, а за 2 года – на 50%. Кирпичный тип фундамента создают из полнотелого обыкновенного хорошо обожженного кирпича, скрепляя материал цементным или цементно-известковым раствором. Учтите, что толщина фундамента должна быть кратна размерам кирпича: 38, 51 или 64 см.

Кирпич – это материал со сравнительно низким сроком эксплуатации (около 40 лет), подвержен воздействию агрессивной влажной среды, поэтому для фундамента его используют редко, кроме грунтов с низким уровнем залегания грунтовых вод (свыше 1 м). По сравнению с другими фундаментами столбчатые являются менее трудоемкими и экономичными. Однако имеют они и недостатки: минимальная устойчивость в горизонтально подвижных грунтах, необходимость устройства цоколя, ограничение в использовании для зданий с тяжелыми стенами или на глинисто песчаных грунтах.

Плитные и свайные фундаменты

Устройство свайных и плитных фундаментов.

Плитный тип фундамента – это решетчатая или сплошная плита из монолитного железобетона или из специальных перекрестных сборных железобетонных балок с капитальной заделкой стыковых соединений. Плитный фундамент, как правило, возводится на всю площадь здания. Это самый оптимальный вариант для просадочных, пучинистых, неравномерно и сильно сживаемых грунтов. Иногда такой тип называют плавающим. Это идеальный фундамент для глинисто-песчаных участков с уровнем грунтовых вод менее 1 м от поверхности или для многоэтажных зданий на таком же типе грунта. Плитный фундамент способен выдержать как вертикальные, так и горизонтальные перемещения грунта. К тому же, он довольно просто возводится. Но есть и недостатки: большой расход бетона и металла на арматуру делает фундамент довольно дорогим.

Свайный фундамент из сборных винтовых свай.

Свайный тип – это фундамент, состоящий из отдельных свай, сверху перекрытых бетонной или железобетонной балкой (ростверком) или плитой. Это довольно трудоемкий в возведении фундамент, поэтому в индивидуальном строительстве применяется редко. Такой тип хорош для возведения конструкций с большой нагрузкой на слабых грунтах, так как он переносит нагрузку на более плотные слои, лежащие на глубине.

Сваи могут быть сделаны из дерева, железобетона, стали, бетона или комбинированным способом. Они могут полностью в готовом виде опускаться в грунт (забивные) или изготавливаться в пробуренных каналах грунта (набивные).

В зависимости от поведения в грунте принято различать сваи-стойки, расположенные на прочном грунте и передающие на него давление, и висячие сваи, использующиеся при глубоком залегании прочного грунта. Самые экономичные сваи – деревянные, однако во влажном грунте они быстро гниют, срок их эксплуатации не превышает 10 лет. Железобетонные сваи гораздо более долговечные (до 150 лет), используются для возведения многоэтажных конструкций. Свайные фундаменты привлекательны меньшей усадкой, экономичностью, возможностью использования на грунтах с низкой несущей способностью. Основной их недостаток – необходимость использования специального оборудования при строительстве.

При выборе конкретного типа фундамента постарайтесь учесть все приведенные рекомендации, соблюсти все нормы, правила и технологии, чтобы конструкция стала прочной, надежной и долговечной.