Возведение фундамента – один из основных этапов строительства дома. При этом застройщику необходимо ответить на главный вопрос: какой фундамент выбрать?
Виды столбчатого фундамента.
Неправильно построенный фундамент может вызвать разрушение здания. Поэтому необходимо взвешенно выбрать тип фундамента.
Главная цель фундамента – равномерное восприятие нагрузки дома и его конструктивных элементов, передача нагрузки на основание.
В зависимости от способа опоры на грунт и формы фундаменты делятся на следующие типы:
- ленточные;
- столбчатые;
- свайные;
- плитные.
После изучения материала и консультаций со специалистами вы сможете выбрать подходящий тип фундамента и сэкономить свои время и деньги.
Ленточные фундаменты
Схема столбчатого фундамента.
Данный тип чаще всего применяется в индивидуальном строительстве. В качестве материала для ленточного фундамента можно выбрать бутобетон, бутовый камень, кирпич, бетон, железобетон.
Ленточные фундаменты обычно возводятся в домах с подвалами и зданиях с тяжелыми стенами. Такой тип фундамента устанавливают по периметру дома. Для его устройства требуется большое количество материалов и трудовых затрат. Несмотря на трудоемкость, подобные фундаменты технологически довольно просты. Если планируется строительство дома с подвалом, теплым подпольем, гаражом и цокольным этажом, то рекомендуется выбрать ленточный фундамент.
Ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные. Какой из них выбрать, зависит от ряда факторов.
При строительстве ленточных монолитных оснований вручную или экскаватором выкапывают траншею шириной 50-80 см. Ширина траншеи должна быть выше ширины самого фундамента примерно на 10 см с обеих сторон. Это нужно для устройства опалубки, к которой производится армирующая обвязка. Далее в нее помещается бетонная смесь.
Основным достоинством ленточных монолитных оснований является способность выдерживать значительные нагрузки. Такие основания могут применяться при строительстве зданий различной формы.
Кладка фундамента из разных материалов: а) природный камень; б) булыжник; в) щебень и кирпич; г) кирпич; д) глина.
Сборные ленточные основания представляют уложенные на раствор и стянутые прочной стальной проволокой железобетонные или бетонные блоки. Такой фундамент является прочным и быстровозводимым. Срок его службы – до 150 лет.
Этот тип применяется для строительства зданий простых форм, так как стандартные блоки требуют обрезки при реализации сложных архитектурных задач.
Сборные ленточные основания нецелесообразны для возведения зданий с подвалом, поскольку наличие горизонтальных и вертикальных швов значительно снижает водонепроницаемость. А устройство дополнительной гидроизоляции требует дополнительных затрат. Возведение подобных оснований на глубокопромерзающих пучинистых грунтах является экономически неоправданным, так как требует увеличения объема работ.
Такие основания подходят для строительства:
- домов с несколькими этажами, кроме домов, стены которых состоят из штучных материалов, таких как железобетонные панели, кирпичи;
- домов с глубоким подвалом, используемым для бассейна, сауны или паркинга.
Столбчатые фундаменты
Схема ленточного фундамента.
Главными конструктивными элементами столбчатых фундаментов являются столбы. На их строительство требуется практически в 2 раза меньше материала и трудовых затрат, чем на строительство ленточных оснований. Такой тип основания является идеальным вариантом для строительства коттеджей без подвала с легкими каркасными, брусчатыми, панельными или рублеными стенами.
В качестве материала изготовления можно выбрать бутовый камень, бутобетон, бетонные блоки, полнотелый керамический кирпич-железняк.
Столбы устанавливаются под углами и пересечениями наружных стен. Столбы ставятся с размером шага в 1,5-2,5 м по всему периметру здания. Сверху ставят обвязочные балки. Если расстояние между стоящими отдельно столбчатыми основаниями составляет более 2,5-3 м, необходимо уложить массивные железобетонные или металлические рандбалки.
Минимальное сечение столбов зависит от материала изготовления. Например, столбы из бетона, бута-плитняка или бутобетона должны иметь сечение 40 см. Кладка из естественного камня – 60 см, столбы из кирпича – до 38 см.
Конструкция опалубки под ленточный фундамент.
Столбчатые основания делятся на сборные и монолитные. Какой тип выбрать, зависит от конкретных условий.
Монолитные столбчатые фундаменты рекомендуются на глубине более 1 м от поверхности грунта при отсутствии грунтовых вод.
Для его устройства в земле вручную выкапываются ямы или бурятся с помощью специальной техники. Столбы должны иметь армирующую обвязку. Она нужна для предотвращения разрушения столба при сезонных подвижках грунта. Также обязательна опалубка, которая может иметь круглую или квадратную форму. Необходимо предусмотреть зазор между стенками ямы и опалубкой не меньше 10 см, что позволит избежать деформирующего воздействия подвижек грунта на столб. После изъятия опалубки туда засыпается песок или мелкий гравий.
Сборные столбчатые основания предназначены для сырых и заболоченных участков. Они состоят из железобетонных столбов и опорных плит. В качестве арматуры применяются проволока и металлические стержни.
Такой тип основания обычно не используется при строительстве домов с подвалом и цокольным этажом. Он не используется на неровной рельефной поверхности по причине возможного опрокидывания давлением грунта сбоку.
Однако данный тип фундамента является самым дешевым. Он является наиболее эффективным на пучинистых грунтах при глубоком промерзании. На подвижных грунтах такие основания неустойчивы к опрокидыванию.
Виды ленточных фундаментов.
При возведении столбчатых фундаментов возникают проблемы с устройством цоколя, так как между столбами необходимо устраивать бетонную перемычку.
Достоинствами столбчатых оснований являются:
- меньшая трудоемкость в возведении по сравнению с другими фундаментами;
- экономичность.
Недостатки столбчатых оснований:
- необходимость устройства цоколя;
- низкая устойчивость в подвижных грунтах;
- необходимость ограничения их применения при возведении зданий с тяжелыми стенами на песчано-глинистых грунтах.
Плитные фундаменты
Конструкция плитного фундамента.
Они представляют сплошную или решетчатую плиту из специальных сборных перекрестных железобетонных балок или монолитного железобетона. Их обычно возводят на всю площадь здания. Их применение оптимально для пучинистых, неравномерно сжимаемых и просадочных грунтов. Из-за этого плитный фундамент называют плавающим.
Он наиболее подходит для глинисто-песчаных грунтов с уровнем залегания вод менее 1 м от поверхности и при строительстве многоэтажных домов на глинисто-песчаном грунте. Такие основания могут выдерживать вертикальные и горизонтальные перемещения грунта.
Преимуществами плитных фундаментов являются:
- простота возведения;
- возможность сооружения в просадочных, пучинистых и подвижных грунтах.
К недостаткам относится относительная дороговизна.
Свайные фундаменты
Схемы свайных и плитных фундаментов.
Они состоят из отдельных свай, перекрытых сверху балкой или бетонной (железобетонной) плитой. В индивидуальном строительстве их применяют крайне редко, так как их возведение является трудоемким.
Свайные фундаменты предназначены для домов на слабых грунтах при необходимости передачи значительных нагрузок от строения на плотные глубинные грунты.
Они делаются из стали, дерева, бетона и железобетона. Их можно сделать комбинированными. Сваи, опускаемые в грунт в полностью готовом виде, называются забивными. Сваи, изготовляемые в пробуренных в грунте каналах, называются набивными.
По типу поведения различают:
- сваи-стойки, которые имеют под собой прочный грунт и передают на него давление;
- висячие сваи, которые применяются при глубоком залегании прочного грунта.
Этапы снятия опалубки со столбчатого фундамента.
Деревянные сваи – экономичные, но быстро гниют во влажном грунте. Срок их службы не превышает 10 лет.
Срок эксплуатации железобетонных свай достигает 150 лет. Они предназначены для возведения многоэтажных строений.
К достоинствам свайных фундаментов относятся:
- меньшая усадка;
- экономичность по сравнению с другими типами ввиду снижения расхода материалов;
- возможность применения на грунтах с низкой несущей способностью.
Их недостатком является необходимость применения спецоборудования при монтаже.
Определение глубины заложения фундамента
Схема видов фундамента.
Важным является правильное определение глубины заложения фундамента.
Какой должен быть уровень глубины закладки, прежде всего, зависит от специфики рельефа. Если здание будет без подвала, то глубина заложения будет зависеть от подземных коммуникаций, характера и величины нагрузок.
Фундаменты подразделяются на:
- заглубленные (профильные);
- мелкозаглубленные (малозаглубленные).
Профильные фундаменты монтируются ниже уровня промерзания грунта. Малозаглубленные бетонные основания устанавливаются на глубине 50 см.
Профильные фундаменты применяются при возведении тяжелых сооружений из кирпича или дерева, облицованного кирпичом. Поэтому стоимость такого основания сравнима со стоимостью самого дома. Малозаглубленные основания являются оптимальными для строительства деревянных каркасных или легких щитовых домиков, гаражей и хозяйственных построек.
При выборе типа фундамента нужно учесть тип грунта, преобладающего на участке. Это может определить специалист-геотехник.
Несущая способность грунта определяется величиной нагрузки, под воздействием которой происходит осадка грунта. Деформация грунта происходит не только от нагрузки, но и от перепадов температур. При промерзании грунтовая вода расширяется и выталкивает вверх основание. Каждый тип грунта имеет свою осадку, поэтому окончательное решение по выбору типа фундамента производится после проведения геологических процедур.
Определение глубины промерзания грунта
Схема ленточного монолитного фундамента.
Для неотапливаемых помещений глубина промерзания берется на 10% больше среднестатистической. Глубина промерзания измеряется от земли, в неотапливаемом здании с подвалом – от уровня их пола. Для отапливаемых помещений глубина промерзания будет меньше на 20-30%.
Фундамент, возведенный ниже глубины промерзания, не может гарантировать защиту от воздействия морозного пучения.
Для снижения вероятности деформации применяют следующие способы: уменьшают боковую поверхность основания, придают основанию форму трапеции с сужением кверху, засыпают его пазухи непучинистым грунтом, создают боковую поверхность с применением материала с небольшим коэффициентом трения.
На глубину закладки фундамента влияет уровень грунтовых вод. Его определяют путем проведения специальных инженерно-геологических исследований посредством бурения скважин-шурфов, проб грунта и химического анализа воды. На участках строительства деревянных домов глубина скважин может быть до 5 м. Если строится кирпичный или каменный дом, то глубина скважин составит 7-10 м. При этом необходимо пробурить минимум 4 скважины по углам дома.
Схема армирования фундамента.
При выборе типа фундамента главными факторами являются конструкция и назначение дома.
В случае постройки кирпичного коттеджа нужно определиться с высотой дома и толщиной стен, наличием гаража, цокольного этажа и подсобных помещений. Для такого коттеджа рекомендуется выложить ленточный фундамент с заглублением, соответствующим типу грунта. Стены из железобетонных блоков и панелей возводятся преимущественно на ленточном фундаменте. Применение плитного фундамента возможно при строительстве зданий на склонах холмов, глинисто-песчаных грунтах и болотистых почвах.
При строительстве легкого деревянного дома или дома каркасно-щитовой конструкции можно сэкономить средства на фундаменте без ущерба для качества. Для такого дома оптимальным будет применение мелкозаглубленного фундамента. Для этого нужно убрать верхний слой грунта толщиной в 50 см, потом уложить щебень и утрамбовать его. Потом по всему периметру устанавливают дренажную трубу. На щебенчатый слой сверху застилают дорожную пленку-мембрану. Сверху на нее кладут слой уплотненного влажного песка и утеплитель. Далее выполняется гидроизоляция и укрепляется арматура. В конце заливается бетон, который образует прочный монолит.
Выбор типа фундамента
Схемы фундаментов по заглублению.
Здесь мы постараемся ответить на вопрос: какой тип фундамента выбрать?
Для правильного выбора типа основания нужно понимать, что грунт и фундамент представляют собой единую систему. Необходимо иметь представление о механизме взаимодействия пяти элементов: фундамента, дома, грунта, грунтовых вод и температуры воздуха.
Главными вопросами планирования строительства дома являются:
- какой будет нагрузка от дома, которая передается через фундамент, и выдержит ли ее грунт;
- какое воздействие окажут грунтовые воды на грунт в теплое и холодное время года.
В первую очередь важны свойства подлежащего грунта. Долговечность фундамента и дома, построенного на нем, зависит от достаточности несущих способностей грунта, его способности задерживать воду и наличия устойчивости к деформациям при изменении температуры и влагонасыщения.
Схема плавающего фундамента.
Рассмотрим основные причины движения грунта, влияющие на его несущую способность.
Осадка грунта может возникнуть при воздействии собственного веса и внешней нагрузки. В отличие от просадки при осадке не возникает изменений структуры грунта. Из грунта выдавливается воздух и вода. Осадка грунта может быть немедленной или долговременной.
Например, глина осаживается в течение нескольких лет ввиду мелкой чешуйчатой структуры, удерживающей воду. Для пористых органических грунтов характерна длительная осадка. Под нагрузкой гравелистых, крупнопесчаных и скальных грунтов осадка заканчивается к окончанию строительства. Просадка грунта с изменением структуры может произойти как под нагрузкой от фундамента дома и собственного веса, так и при изменении насыщения грунта водой. К примеру, кристаллическая структура меловых почв может ослабнуть в случае насыщения водой или изменения химического состава грунтовых вод. В итоге меловой грунт даст просадку.
Движение грунта в виде подъемов и осадков обычно происходит при изменении объема грунтов:
- при изменении их влажности в результате набухания и усадки;
- при замерзании воды и оттаивании льда в грунте в результате морозного пучения и оттаивания грунта.
Горизонтальные перемещения происходят при эрозии склонов, просадках, больших вертикальных перемещениях грунтов. Деформация земной поверхности в виде оседания связана с образованием природных или техногенных подземных полостей, понижением уровня подземных вод. Это характерно для глинистых и органических грунтов.
Схема сооружения бутового фундамента.
Деформации грунтов в виде просадки, осадки, перемещения в горизонтальной плоскости происходят от приложения внешней нагрузки. Например, от движения тяжелой техники, нагрузки при строительных работах, нагрузки от самого дома.
Деформации второго типа в виде горизонтальных и вертикальных перемещений грунта (просадки под собственным весом, оседания, расширение при влагонасыщении, морозное пучение) не связаны с нагрузкой извне.
Для фундамента опасны неравномерные деформации грунтов. Их причинами могут быть неоднородность грунтов, наличие линз и крупных включений, неравномерность их уплотнения при строительных работах, неравномерность увлажнения грунтов, вклинения слоев грунтов под углом.
Для прогнозирования безопасности фундамента и строения и предупреждения деформаций, которые могут привести к разрушению дома, используется понятие несущей способности грунта – сопротивления основания.
Необходимо сравнить несущую способность грунтов с нагрузкой от здания, ветра, снега, эксплуатационных нагрузок с учетом запаса прочности.
Несущая способность грунтов значительно увеличивается при заглублении основания в землю на глубину более 2 м ввиду возникновения дополнительного сопротивления нагрузке от здания перпендикулярными силами от бокового давления грунта. Эти силы не учитываются при глубине менее 2 м. При глубоком заложении фундамента грунт приобретает свойства жидкости: на тело (фундамент), погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила.
Таблица выбора типа фундамента в зависимости от свойств грунтов
|
В заключение необходимо отметить, что от правильности и точности выполнения фундамента будет зависеть срок эксплуатации дома и уровень комфортности проживания.
Цена прочного и долговечного фундамента составляет 15-20% от стоимости дома. На сегодняшний день наиболее распространенным типом фундамента является монолитный ленточный фундамент из бетона.
http://youtu.be/yke-GvAaY6M
Однако выбор типа фундамента является индивидуальным для каждого случая в зависимости от реальных условий. Для окончательного выбора необходима консультация со специалистами.
