Выбор типа фундамента в зависимости от инженерно геологических условий

Возведение фундамента — один из основных этапов строительства дома. При этом застройщику необходимо ответить на главный вопрос: какой фундамент выбрать?

выбор типа фундамента в зависимости от инженерно геологических условий

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

Таблица выбора типа фундамента в зависимости от свойств грунтов

Состояние грунта Подвижная легкая структура Неподвижная тяжелая структура
Глубокий слой твердого грунта Фундамент:
  • на бетонной подушке;
  • на опорных площадках.
Фундамент:
  • малозаглубленная или монолитная плита.
Глубокий слой слежавшегося грунта Фундамент:
  • ленточный на бетонной подушке;
  • на опорных площадках;
  • монолитная плита;
  • свайный.
Фундамент:
  • заглубленная монолитная плита;
  • свайный;
  • забивные сваи;
  • кессонный.
Слой мягкого или сыпучего грунта на твердой основе Фундамент:
  • ленточный на бетонной подушке;
  • на опорных площадках;
  • поверхностная монолитная плита.
Фундамент:
  • заглубленная монолитная
  • плита;
  • глубокие сваи.
Слой мягкого или сыпучего грунта на мягкой основе Фундамент:
  • ленточный на бетонной подушке;
  • на опорных площадках;
  • поверхностная монолитная плита.
Фундамент:
  • глубокие сваи;
  • заглубленная монолитная плита;
  • кессонный.
Перемежающиеся слои твердого и мягкого грунта Фундамент:
  • ленточный на бетонной подушке;
  • на опорных площадках;
  • поверхностная монолитная плита.
Фундамент:
  • глубокие сваи;
  • заглубленная монолитная плита;
  • кессонный.

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.

Однако выбор типа фундамента является индивидуальным для каждого случая в зависимости от реальных условий. Для окончательного выбора необходима консультация со специалистами.



строительной площадки

Оценку инженерно-геологических условий строительной площадки следует начинать с построения геолого-литологического разреза. По данным колонок скважин строится геолого-литологический профиль (разрез), на котором отмечают напластование, толщину и абсолютные отметки отдельных слоев грунта, уровень подземных вод. Расстояния между выработками берутся непосредственно с плана, а толщина пластов грунта — с литологических колонок.

Для каждого слоя грунта (инженерно-геологического элемента), по заданным в таблице сборника заданий основным показателям, определяют ряд расчетных характеристик их физического состояния: удельный вес сухого грунта d, пористость n, коэффициент пористости e, степень влажности Sr, число пластичности Ip, показатель текучести IL, коэффициент пористости при полном водонасыщении esat, влажность, соответствующую полному водонасыщению sat.

По классификационным показателям пылевато-глинистых и песчаных грунтов устанавливается их наименование.

Вид пылевато-глинистого грунта (супесь, суглинок, глина) определяется по числу пластичности, а его состояние — по показателю текучести.

Крупнообломочные и песчаные грунты разделяются на виды по гранулометрическому составу, коэффициенту пористости и степени влажности. В необходимых случаях наименования грунтов дополняют их специфическими свойствами, присущими данному виду грунта. Среди пылевато-глинистых грунтов должны выделяться илы, просадочные и пучинистые грунты.

Наименования крупнообломочных и песчаных грунтов дополняются указанием о степени их неоднородности. При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного или глинистого заполнителя указывается наименование вида заполнителя.

Среди всех видов грунтов должны выделяться засоленные, мерзлые и грунты искусственного происхождения и сложения.

В дальнейших расчетах и на геологических разрезах следует использовать уточненные расчетом наименования грунтов всех инженерно-геологических элементов (ИГЭ) в пределах сжимаемой толщи. На основе анализа показателей свойств грунтов необходимо дать заключение о пригодности грунтов строительной площадки в качестве естественного основания для проектирования фундаментов здания или сооружения.

В инженерно-геологическом заключении необходимо отразить:

1) рекомендации по выбору несущего слоя грунта для варианта ленточных, прерывистых или отдельно стоящих фундаментов;

2) рекомендации по предполагаемой глубине забивки свай в варианте свайных фундаментов;

3) сведения о глубине горизонта подземных вод и его влиянии на особенности производства работ нулевого цикла. Если горизонт подземных вод ниже отметки дна котлована на 0,5 — 1,0 м, то условия производства работ по отрывке котлована считаются благоприятными. В противном случае необходимо предусмотреть мероприятия по водопонижению.

3.3. Выбор типа основания и фундаментов

Проектирование оснований и фундаментов представляет собой комплексную технико-экономическую задачу, в результате решения которой должен быть получен наиболее экономичный и технически целесообразный тип фундаментов. При проектировании оснований и фундаментов необходимо стремиться к максимальному использованию прочностных и деформационных свойств грунтов и материала фундаментов, достижению минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости. Выбор основания производится в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки и конструктивных особенностей проектируемого сооружения. Грунты основания должны обеспечивать надежную работу конструкций при минимальных объемах работ по устройству фундаментов и сроках их выполнения. Не рекомендуется использовать в качестве основания илы, торфы, рыхлые песчаные и текучепластичные пылевато-глинистые грунты.

При свайных фундаментах грунты основания должны позволять максимально использовать прочность материалов свай при минимальном сечении, длине и заглублении подошвы ростверка.

Принятые конструкции фундаментов должны быть технологичны в строительном производстве.

Возведение фундамента – это, пожалуй, самый важный и ответственный этап строительства дома. Как сделать так, чтобы потом не сожалеть по поводу допущенных ошибок?

Немного теории

По определению фундаменты предназначены для передачи нагрузки от расположенных выше частей здания на грунт основания. Основанием в свою очередь называют массив грунта, расположенный под фундаментами и воспринимающий нагрузку от всего здания. Грунты подразделяются на скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые и органогенные.

Скальные грунты представляют собой залежи естественных горных пород: гранитов, песчаников, кварцитов и т.д. Скальные массивы значительной мощности при  отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочным естественным основанием. Однако они, как привило, залегают на  существенной глубине под слоями нескольких пород и редко служат основанием для фундаментов малоэтажных жилых зданий.

Крупнообломочные грунты – это продукты распада скальных пород.  Они малосжимаемые, дают небольшие и, как правило, равномерные осадки и не пучинистые. По своим природным крупнообломочные грунты свойствам они являются хорошим основанием.

В Московской области скальные и крупнообломочные грунты встречаются достаточно редко. Здесь в основном залегают песчаные и глинистые грунты.

Песчаные грунты состоят  из жестких частиц, имеющих форму зерен. По крупности различают гравелистые, крупные, средние, мелкие и пылеватые пески. Величина осадки, а, следовательно, и допускаемое давление на песок зависит от крупности, плотности, содержания глинистых частиц и насыщенности пор водой. Плотные равномерно залегающие пески крупные или средней крупности, не подверженные размыванию водой, являются хорошим, практически не подверженным пучению основанием.

Особую опасность представляют водонасыщенные пылевато-песчаные грунты с примесью мелких глинистых частиц, называемые плывунами. Из-за большой подвижности и очень низкой несущей способности они не могут служить основанием.

Глинистые грунты состоят из мелких чешуйчатых связанных между собой частиц. Промежуточными видами этих грунтов между песками и глинами являются супеси (содержат от 3 до 10% глинистых частиц) и суглинки (от 10 до 30%). Свойства глинистых грунтов во многом зависят происхождения, состава и влажности. Большое количество воды приводит к их текучести,  то есть практически к разжиженному состоянию.

К грунтам с большим содержанием органических веществ относятся: культурный растительный слой, органический ил, торфяные и болотные грунты. При капитальном строительстве они считаются непригодными для непосредственного возведения на них фундаментов. Такие грунты прорезаются, а основание располагают на подстилающих слоях. Химический состав грунтовых вод в органогенных грунтах должен быть тщательно обследован, так как в них часто бывают растворены соли, разрушающие материалы фундамента.

При строительстве дома и в первые годы его эксплуатации  грунты под действием нагрузки сжимаются. Фундамент, следуя за основанием, опускается относительно своего первоначального положения. Величина опускания фундаментов называется осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной деформаций, трещин и других разрушений. Несущая способность основания определяется величиной нагрузки, при которой получается установленная нормативами осадка.

На свойства грунтов оказывают сезонные изменения температур.  Так, в результате промерзания в  грунтах могут развиваться силы пучения, достигающие значительной величины. Природа этого явления заключается в том, что вода, содержащаяся в порах грунта, при замерзании расширяется и выпучивает грунт кверху, а при оттаивании вызывает его просадку. Предельная глубина, на которой появляется пучение, называется глубиной промерзания. Правда, не все глинистые грунты испытывают пучение. Пучинистыми считаются пылевато-глинистые грунты, а также мелкие и пылеватые пески. Не проявляют пучения глины и суглинки в твердом и полутвердом состоянии, а супеси в твердом, то есть глинистые грунты низкой влажности.

Определить строительные свойства грунтов можно только путем инженерно-геологических исследований, выполняемых специализированной организацией.  Для этого на месте предполагаемого строительства бурят скважины, из которых отбираются пробы грунта. Количество и глубина скважин зависит от геологических условий участка, конфигурации и размеров будущего здания. Однако про коттеждном строительстве обычно достаточно 2-4 скважин глубиной 8-10 метров. Лабораторный анализ отобранных проб позволяет определить физико-механические и химические свойства залегающих в основании грунтов, а порядок их напластования устанавливается при составлении геологических разрезов. Заключение по результатам изысканий является важнейшим документом при проектировании фундаментов.

Более того, заказать инженерно-геологические исследования лучше еще до покупки участка, особенно если есть признаки, что на нем залегают слабонесущие грунты (заболоченность прилегающей местности, понижение рельефа и т.д.). Подчас разумнее поискать вариант в другом более благоприятном в геологическом отношении месте.

Следует также упомянуть о незыблемости основания. Расположенное на вполне прочных верхних слоях грунтах здание может разрушаться, если всё напластование грунтов в целом окажется неустойчивым. Вблизи рек и оврагов, в холмистой местности возможно сползание верхних слоев по расположенным наклонно нижним пластам. Опасность оползней и обвалов возрастает при влажных глинистых грунтах. Нежелательно возводить здания на высоких берегах больших водоемов, например, водохранилищ, где вследствие подмыва возможно обрушение целых участков берега.

Типы фундаментов

Значение фундамента в общей структуре здания трудно переоценить. Надежность, долговечность дома, а подчас и безопасность проживания в нем во многом зависят от качественного и профессионального проектирования фундаментов, а затем возведения  квалифицированными и добросовестными строителями. При этом хотелось бы подчеркнуть, что выбор фундаментов должен быть обоснован не только технически, но и экономически.

Конструкции фундаментов бывают различных типов: столбчатые,  ленточные (монолитные или сборные), плитные и свайные. Выбор типа фундамента зависит от конструктивной системы здания, величины передаваемой нагрузки и несущей способности грунта основания.

Столбчатые фундаменты лучше всего возводить под  выполненные из легких конструкций дома (бревенчатые, каркасно-панельные, из ячеистого бетона) без подвала. На столбы укладываются железобетонные перемычки или специально изготавливаемые  ранд-балки. Для домов с подвальным или цокольным этажом столбчатые фундаменты не годятся, поскольку заполнение пространства между столбами, перекрытием и землей (забирка) – трудоемкий и достаточно дорогостоящий процесс, к тому же не гарантирующий надежной гидроизоляции подвальных помещений. Кроме того, столбчатые фундаменты не применяют на участках с перепадами высот. Они могут быть опрокинуты боковым давлением грунта.

При малоэтажном строительстве чаще всего возводятся ленточные фундаменты, монолитные или сборные. Их ширина зависит от величины передаваемой нагрузки и свойств грунта основания. Цокольный или подвальный этаж  в этом случае образуется как бы сам собой. Однако ленточные фундаменты из сборных бетонных блоков все-таки целесообразнее использовать для зданий без подвала. Дело в том, что из-за большого количества горизонтальных и вертикальных стыков, такие фундаменты не обладают необходимой водонепроницаемостью. Вместе с тем выполнение качественной гидроизоляции, обеспечивающей сухой подвал, требует значительных усилий.   Кроме того, в зданиях со сложной конфигурацией перевязка стен блочных фундаментов весьма проблематична. Из-за многочисленных некратных участков возникает существенный объем монолитных работ.

Монолитные железобетонные фундаменты  на 20-25% дороже, чем выполненные из сборных элементов, что вызвано затратами на арматуру и опалубку, а также несколько большей трудоемкостью. Однако дополнительные расходы полностью оправдывают себя в дальнейшем при эксплуатации здания. Сама технология возведения монолитных фундаментов позволяет создать надежную гидроизоляцию. Помимо этого, водонепроницаемость бетона можно повысить путем внесения в его состав специальных добавок.

Между тем, особого внимания в домах с  ленточными фундаментами, даже монолитными, требует устройство пола подвала. Как правило, делается бетонная подготовка толщиной около 100 мм по щебеночной подготовке. Примыкание пола к стенам должно быть герметичным.

При высоком уровне грунтовых вод, особенно при напорном, а также при неравномерно сжимаемом, слабом грунте основания применяют фундамент в виде сплошной монолитной плиты. Следует отметить, что  геологические условия, вызывающие необходимость устройства плитного фундамента, складываются довольно часто. Практически повсеместно залегают неоднородные глинистые грунты, отличающиеся пестротой состава и различной плотностью даже в пределах небольшой площади.

Для деревянных домов с подвалом  (бревенчатых, брусовых или каркасно-панельных) используются фундаментные панели, толщина которых составляет всего 260 мм. Бетон, из которого изготавливаются эти конструкции, содержит специальные добавки, повышающие надежность гидроизоляции. Технологией производства предусматривается закладка утеплителя в ячейки, образованные ребрами жесткости, поэтому дополнительной теплоизоляции стен подвала не требуется. В фундаментных панелях устраиваются  оконные и дверные проемы, а также отверстия для ввода коммуникаций и крепления обвязочного бруса перекрытия подвала. Такие панели могут быть использованы для домов с конфигурацией любой сложности.

Свайные фундаменты целесообразно возводить при неравномерно деформируемых, слабых основаниях. Различают сваи стойки и висячие сваи. Сваи-стойки прорезают верхние, слабые слои и передают нагрузку на более плотные и прочные нижние грунты. Висячие сваи передают нагрузку в основном за счет сил трения между ними и уплотненным грунтом. Сверху сваи объединяются монолитными балками, называемыми ростверками. Возведение свайных фундаментов требует специального оборудования.  Устройство цокольного этажа или подвала  в этом случае имеет свои особенности. Возникает необходимость привлечения специализированной организации. Все это усложняет строительный процесс в целом.

Особо следует сказать о буронабивных сваях, которые применяются, как правило, в качестве фундаментов для домов с легкими стенами. В грунте, способном держать вертикальные стенки, пробуривают скважины, в которые при необходимости устанавливают арматурный каркас, а затем заливают бетон. В сыпучих или слабых грунтах стенки скважин закрепляются обсадной трубой, которой обычно служит асбестоцементная труба.

Там, где требуется сохранить первозданный ландшафт, можно применить винтовые сваи. Они представляют собой большие шурупы, которые вкручиваются с помощью специального малогабаритного и высокоманевренного оборудования. Эта технология позволяет создавать фундаменты практически на любых грунтах (в том числе и на плывунах) с сохранением рельефа. Подготовительные работы по разравниванию площадки необязательны. Объем вырубки деревьев  может быть ограничен местом посадки будущего дома.

Решение организационных вопросов

Точность реализации проекта, высокое качество работ и строгое следование установленному графику под силу обеспечить лишь хорошей строительной организации, найти которую зачастую не просто. Вот почему заказчику следует изучить сметные предложения несколько строительных фирм. При этом необходимо выяснить за счет чего цены на те или иные работы и материалы в одном месте ниже, чем в другом. Какие-то работы могут быть не упомянуты сознательно, а материалы не отвечать современным требованиям.

Заказчик должен так спланировать свои действия,  чтобы  у строительной организации был в запасе хотя бы месяц  до начала работ по возведению фундаментов. За это время строители смогут   изучить проектную документацию, составить сметы, договориться с поставщиками, подготовить участок и т.д.

Остается добавить, что процесс подготовки основания и устройства фундаментов может продлиться от одного до трех месяцев.

Подготовка основания

Прежде чем приступить к работам по подготовке основания  должны быть точно обозначены границы участка, подведены подъездные пути, желательно из дорожных плит, и устроена площадка для разворота транспортных средств и строительной техники. Кустарник и деревья должны быть вырублены в соответствии с генпланом. Затем необходимо  произвести посадку дома, т.е. разбивку его плана в натуре.  По внешнему периоду, на расстоянии полутора метров от края будущего котлована устанавливают так называемую обноску из столбиков, соединенных поверху досками. На обноску натягивают шнур, обозначающий оси. При выполнении разбивочных работ желательно присутствие заказчика.

Рабочая проектная документация должна включать план котлована, в котором указывается крутизна откосов, определенная расчетом.

Перед разработкой котлована снимается растительный слой, который в случае, если его планируют использовать в дальнейшем при благоустройстве участка, храниться в отдалении от подъездных путей и  складирования материалов. Для обратной засыпки растительный слой не годится.

При разработке котлована постоянно ведется геодезический контроль. Это делается, прежде всего, для того, чтобы исключить возможность перекопки, которая приводит к увеличению глубины заложения. Более того, котлован отрывают на 5-10 см меньше, чем требуется по проекту. Перед возведением фундаментов дно котлована зачищается вручную. Рытье котлована производится непосредственно перед возведением фундаментом. Перерывы во времени между этими двумя этапами строительства недопустимы. Если котлован долго остается открытым, то его дно разжижается атмосферными осадками, а стенки обрушаются.

Фундамент должен опираться на грунт в его природном, нетронутом залегании, на так называемый  материк, структуру и физико-механические свойства которого необходимо сохранить.

Иногда слой относительно рыхлого грунта, залегающего непосредственно под фундаментами, заменяют более плотным и, следовательно, менее сжимаемым. Это делается с целью уменьшения осадки фундамента. В этом случае, как правило, устраиваются подушки из крупно- или среднезернистого песка с практически полным отсутствием глинистых примесей. Засыпанный и разровненный песок уплотняется трамбованием. Однако следует особо подчеркнуть, что толщина подушки должна быть определена расчетом.

Атмосферные осадки или грунтовые воды не должны скапливаться на дне котлована. С этой целью в процессе разработки котлована осуществляется устройство дренажной системы, благодаря которой производится отвод  поверхностных вод и понижается уровень грунтовых. Дренажную трубу размещают в гравийной отсыпке с небольшим уклоном. Вокруг всего слоя отсыпки укладывается нетканый фильтрующий материал, например,  Typar. По углам здания устраивают контрольные колодцы (углубления), а в конце – «сливной» колодец, который является завершением дренажной системы. Окончательный отвод воды из дренажа может осуществляться через  ливневую канализацию.

Если всё-таки вода наполнила на какое-то время дно котлована, например, из-за сильного дождя, удалить следует не только ее, но и разжиженный грунт.  От углубления котлована ниже проектных отметок в этом случае также спасают 5-10 см грунта, которые не были отрыты при механизированной копке.

Для сглаживания неровностей дна котлована можно использовать подсыпку из крупно- или среднезернистого песка, которую следует утрамбовать. Если на некотором незначительном участке котлована была допущена перекопка, восстановление основания производится путем подсыпки гранитного щебня (иногда с добавлением кварцевого песка) с утрамбовкой.

По краям котлована должна оставаться свободная от нагрузок полоса. На нее нельзя складывать вырытый грунт или строительные материалы. В противном случае может произойти обрушение стен котлована.

Следует помнить, что при копке извлеченный грунт разрыхляется, увеличиваясь в объеме. Для песка и растительного слоя, например, коэффициент разрыхления составляет 1,2-1,3. Частично эти грунтовые массы можно использовать при планировочных работах. Однако необходимо заранее предусмотреть, куда будет вывозиться вынутый грунт. Сэкономить на транспортных расходах можно, если применить так называемую обваловку цоколя.  В этом случае котлован отрывают не так глубоко, как это требуется.  Извлеченный грунт насыпают вокруг здания, обеспечивая тем самым глубину промерзания. При этом дом будет приподнят относительно общего уровня участка.

Когда котлован готов, на его дно переносят разбивочные оси здания.   Эта работа выполняется с особой тщательностью. Столбики, к которым крепится обозначающий оси шнур, закрепляются таким образом, чтобы не быть поврежденными в ходе дальнейшего строительства.

Устройство монолитных фундаментов

Рассмотрим технологию возведения монолитной железобетонной фундаментной плиты.

На грунт основания насыпается слой щебня толщиной 150 мм с последующей трамбовкой, что позволяет устранить капиллярный подсос воды. Одновременно с этим устраивается опалубка из досок и бруса. На щебень укладывается слой так называемого «тощего» бетона или асфальта. Затем по бетонной подготовке раскатывается рулонная гидроизоляция (например, гидростеклоизол). Рулоны раскладываются с нахлестом в два слоя в перпендикулярных направлениях. При этом полотнища заводятся на боковую поверхность опалубки и крепятся к ней гвоздями.  Для защиты гидроизоляции при дальнейших работах, поверх нее устраивают песчано-цементную стяжку толщиной 30-40 мм.    Правда, если грунтовые воды полностью отсутствуют, а решение о возведении плитного фундамента было принято из-за залегания слабого, неравномерно сжимаемого грунта, эту операцию с устройством горизонтальной гидроизоляции можно не производить.

После этого, приступают к изготовлению объемного арматурного каркаса фундаментной плиты. Для стен предусматриваются специальные выпуски арматуры. Следующая операция – укладка бетона. Здесь важно поддерживать непрерывность процесса. Высота опалубки позволяет контролировать толщину плиты. Свежий бетон уплотняется с помощью вибратора, работа которых позволяет упорядочить расположение его составляющих. Благодаря этому бетон приобретает равномерную плотность структуры.

Когда плита будет готова, по выпускам арматуры на бетоне производится разметка, по которой  устанавливается металлическая опалубка и арматурный каркас. Опалубка укрепляется деревянными распорками. На этой стадии монтируются закладные изделия для стен и окон подвала, а также для технологических отверстий различного назначения. Как правило, металлическая опалубка рассчитана на 50-60 куб.м бетона. Обычно объем монолитных фундаментов превышает это значение, поэтому укладка бетона производится в две и более  очереди. Пока переставляется металлическая опалубка для каждой последующей очереди, приступают к гидроизоляции уже готовых фундаментов. На наружные поверхности стен с помощью битумной мастики приклеиваются два слоя Гидростеклоизола или наносится слой специального гидроизолирующего состава на цементной основе — Гамбит Super PRO (A-1).

Из-за перестановки опалубки образуются так называемые холодные швы. Для обеспечения их герметичности при бетонировании боковой срез оставляют очень неровным, рваным. Труднее дело обстоит с холодным швом в месте примыкания плиты и стен фундамента, где бетон укладывается на выровненную поверхность. Здесь наносится дополнительная гидроизоляция, а в особо сложных случаях в эти швы вмуровывается специальная пластиковая резина. О применяемых в этом случае современных материалах будет сказано ниже.

После завершения монолитных и гидроизоляционных работ приступают к утеплению фундаментов экструдированным пенополистиролом (Styrodur, BASF, Ausrtoterm и др.). Чтобы защитить утеплитель от механических повреждений при обратной засыпке, его закрывают слоем ацеида. В последнее время всё чаще используются ТЕФОНД ПЛЮС или ТЕФОНД ДРЕЙН ПЛЮС, которые не только обеспечивают сохранность утеплителя, но и благодаря своим дренирующим, гидроизоляционным свойствам отводят  грунтовые воды от вертикальных поверхностей фундаментов.

Между тем, производится окончательное устройство дренажной системы, прокладываются инженерные коммуникации. Если окна подвала располагаются ниже отметки земли, то для них создаются приямки.

Затем приступают к перекрытию подвала или цокольного этажа. Только лишь после этого возможна засыпка пазух экскаватором или вручную.

После  того, как возведение фундамента будет закончено, рекомендуется полностью завершить все  земляные работы.

Врез

Этапы строительства монолитного фундамента.

  1. Посадка дома, разметка основных осей.
  2. Разработка котлована, устройство дренажа.
  3. Ручная зачистка дна котлована.
  4. Установка деревянной опалубки плиты фундамента. Отсыпка щебня, трамбование.
  5. Укладка  бетонной подготовки по щебню толщиной 100 мм.
  6. Раскладка горизонтальной рулонной гидроизоляции (Гидростеклоизол) – первый слой.
  7. Раскладка горизонтальной рулонной гидроизоляции (Гидростеклоизол) – второй слой.
  8. Укладка цементно-песчаной стяжки толщиной 40-50 мм по гидроизоляции.
  9. Изготовление объемного каркаса плиты фундамента.
  10. Укладка бетона для формирования бетонной плиты толщиной 300 мм.
  11. Установка металлической опалубки для возведения стен первой очереди.  Монтаж армокаркаса, установка закладных изделий.
  12. Укладка бетона для формирования стен фундамента.
  13. То же, что и в пп.11, 12  для второй и последующих очередей. Одновременно выполнение гидроизоляции (2 слоя гидростеклоизола на битумной мастике, Гамбит Super PRO (A-1)и др.) стен первой очереди.
  14. Завершение гидроизоляционных работ.
  15. Завершение работ по устройству дренажной системы.
  16. Утепление стен фундамента экструдированным пенополистиролом. Установка защитного покрытия.
  17. Перекрытие подвального этажа плитами перекрытий.
  18. Устройство монолитных лестниц с первого этажа в подвал и др. вспомогательные работы
  19. Обратная засыпка пазух. Трамбование. Устройство отмостки и минидренажа под ней.

Типичные ошибки при строительстве монолитных фундаментов

  1. Нельзя укладывать канализационные трубы непосредственно на дно котлована. При бетонировании они могут заполниться бетоном (обратный уклон, соединение расходится). Если труба пересекает фундамент, ее нужно завернуть в толстый войлок или другой подобный материал.
  2. При возведении стен нельзя использовать для создания опалубки  обычную фанеру и тонкие доски.  С этой целью применяют или инвентарную металлическую опалубку, или, если опалубка изготавливается из древесины, специальную ламинированную фанеру и доски значительной толщины.
  3. При  установке арматурного каркаса стен фундамента не рекомендуется подкладывать под него обрезки арматуры или доски, которые не обеспечивают его правильного положения. Для выравнивания каркаса используют специальные пластиковые элементы. После бетонирования обрезки арматуры, применяемые в этих целях, могут выступать за поверхность бетона. Это может привести в последующем к порче металла каркаса. После окончания бетонных работ на поверхности арматура не должна быть видна. Защитное бетонное покрытие составляет не менее 2 см.
  4. Нельзя допускать больших перерывов между укладкой порций бетона.
  5. Нельзя забывать о заземлении фундамента, которое устраивается до укладки бетона.
  6. Недопустимо использование загрязненной арматуры. Перед монтажом она должна быть очищена  от грязи, жира и отслаивающейся ржавчины.
  7. Нельзя тянуть с опалубочными и арматурными работами. Они должны быть полностью закончены к моменту прибытия на стройплощадку первого транспортного средства с бетоном.
  8. Свежеуложенный бетон должен быть защищен от вредных воздействий до его достаточного затвердения (прямое попадание воды при сильном дожде, высыхание при жаркой погоде и т.д.)

Гидроизоляция фундаментов

Для защиты фундаментов от поверхностных вод, возникающих при выпадении осадков и таянии снега, по периметру здания устраивается отмостка шириной 700-800 мм. Под ней рекомендуется  проложить своего рода мини-дренаж, который отведет «верховодку» и снизит нагрузку на гидроизоляцию подземной части фундаментов.

В месте соприкосновения кирпичной кладки с бетоном по всему сечению наружных и внутренних стен прокладывается гидроизоляционный слой из рулонных материалов, например, из двух слоев гидростеклоизола на битумной мастике.

Можно добавить, что традиционные методы предусматривают обмазку вертикальных поверхностей фундаментов битумно-полимерными мастиками промышленного изготовления, уже готовыми к употреблению, или горячим битумом за два раза. Однако долговечность обмазочной гидроизоляции оставляет желать лучшего. При влажных грунтах устраивается оклеечная гидроизоляция, о которой упоминалось выше.

Хотелось бы особо остановиться на технологии проникающей или капиллярной гидроизоляции, действие которой основано на свойстве состава проникать под действием осмотического подсоса в трещины, капилляры и поры материала, кристаллизируясь в них. Состав проникающей гидроизоляции представляет собой смесь специального цемента, тонкомолотого кварцевого песка и активных химических добавок. При нанесении на влажную поверхность активные компоненты вступают в реакцию с оксидами кальция, содержащимися в бетоне. При этом образуются нерастворимые кристаллические комплексы, плотно заполняющие поры и трещины по всему объему материала, вытесняя при этом воду. При отсутствии влаги действие компонентов приостанавливается. Реакция кристаллизации автоматически возобновляется при поступлении воды. Вместе с тем, повышается прочность бетона и его морозоустойчивость.

Наиболее известной маркой проникающей гидроизоляции является система «Гамбит» производства компании МЕГАПРОМ, Россия.

Названная система включает целый ряд гидроизолирующих веществ, из которых основным является «Гамбит». Его можно наносить с наружной или внутренней поверхности, на свежеуложенный или старый бетон. «Гамбит» препятствует разрушению железобетонных конструкций от действия растворенных в воде химических веществ, а также высокого гидростатического давления. Не токсичен, не требует специальной защите при строительных работах. Расход материала составляет 1,0-3,5 кг на квадратный метр. Данный состав имеет широкий спектр применения и используется как при строительстве зданий, так и при их ремонте и устранении аварийных ситуаций. «Гамбит» можно применять в качестве добавки для повышения водостойкости бетона.  При этом его стоимость значительно ниже зарубежных аналогов и составляет около 36 рублей за килограмм. Вместе с тем, данный материал весьма экономичен в использовании.

Реконструкция и усиление фундаментов.

К сожалению, проблема растрескивания фундаментов, а в дальнейшем их частичного разрушения, продолжает оставаться весьма актуальной. Причиной может быть не только ошибки, допущенные при проектировании или строительстве. Инженерно-геологические условия участка меняются по мере естественного течения геологических процессов, а также в результате хозяйственной деятельности человека, например, при откачке подземных вод артезианскими скважинами, мелиоративных работах, строительстве зданий и сооружений. Если трещина появилась, нужно выяснить, продолжает ли она увеличиваться. С этой целью выставляются маяки из строительного гипса. Их разрушение свидетельствует о расширении трещин и, следовательно, продолжении процесса деформирования фундамента. В этом случае необходимо пригласить специалистов, которые проведут серьезные обследования и примут соответствующие меры. Однако следует отметить, что стоимость таких работ может быть сопоставима со стоимостью возведения фундаментов.

Несущую способность фундамента повышают за счет увеличения его ширины. Для этого грунт вокруг здания и даже под ним поэтапно удаляется. Затем производится укладка арматуры и бетонирование. При сильном деформировании проводятся дополнительные мероприятия, например, установка специальных тяжей и т.д.  Работы должны проводится очень быстро, так как из-за освобождения стен от грунта расширение трещин может ускориться.

Предоставлено ЗАщита КОНструкций — Кубань

Содержание

  1. Основания фундаментов
  2. Виды грунтов
  3. Виды фундаментов (классификация)
  4. Глубина заложения фундамента
  5. Материалы для фундаментов
  6. Какой фундамент выбрать?

Img by Patricio Campos — flickr

Надежность и долговечность основания любого дома во многом зависит от правильности обустройства фундамента и качества используемых при этом материалов. А вид фундамента и материал имеет связь со свойствами грунта, на котором планируется возводить жилое строение, а также с проектом дома.

Важность фундамента, как основы для последующего строительства, трудно переоценить. Стоимость материалов и работ по обустройству фундамента составляет немалую часть затрат на возведение строения в целом. Поэтому имеет смысл знать об основных видах грунтов, фундаментах и материалах, используемых для обустройства фундаментов даже, если проектированием и строительством занимаются специалисты.

Основания фундаментов

Основанием для фундамента является та часть грунта на участке, непосредственно на которую передается нагрузка от строения. Поэтому от надежности и характеристик основания зависит многое:

  • устойчивость и прочность самого дома;
  • выбор вида фундамента и его параметров;
  • необходимость инженерных мероприятий для увеличения прочности грунта.

Слои грунта, расположенные ниже подошвы фундамента и в стороны от него, называются основанием. Именно на эти слои передается нагрузка от дома и именно эти слои влияют на устойчивость и перемещение фундамента. Для грамотного проектирования дома необходимы данные инженерно-геологических изысканий. Это обусловлено тем, что конструкция фундамента будущего дома во многом зависит от характеристик грунта и основания на земельном участке.

Основания для фундаментов различают искусственные и естественные. Под естественными основаниями понимаются грунты, которые в своем природном состоянии способны выдерживать необходимую нагрузку от дома без какого-либо дополнительного укрепления и упрочнения. Под искусственными основаниями понимаются грунты, требующие специальных инженерных мероприятий по их укреплению и упрочнению. Без этого нельзя использовать такие грунты в качестве надежного основания.

Виды грунтов

Img by Highways Agency — flickr

Вид грунта имеет определяющее значение при проектировании фундамента дома. Идеального участка для строительства не существует, поэтому так важно обладать полной и достоверной информацией об свойстве земли под будущим домом. Только непрофессионал возьмется за проектирование и строительство без необходимых данных или заложив в проект большую прочность фундамента, чем требуют конкретные условия.

Итак, какие виды грунтов бывают? Как было сказано выше, грунты по происхождению подразделяют на естественные и искусственные, т. е. первые сформировались в природных условиях, вторые — в результате деятельности человека.

Естественные грунты

К этому виду грунтов относятся скальные и нескальные, последние подразделяются на крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные — залежи твердых горных пород (известняки, кварциты, граниты и др.) монолитные или в виде пластов с трещинами. Для них характерные высокая прочность, сопротивляемость деформациям, воздействию воды, низких температур. Другими словами, не меняют свои свойства и состояние под воздействием природных условий и являются самым прочным основанием для любого строительства. На практике встречаются довольно редко.

Нескальные грунты объединяют в себе наиболее распространенные виды грунтов для строительства. К ним относятся крупнообломочные, печаные и глинистые.

Крупнообломочные грунты представляют собой грунты с содержанием более половины своего состава в виде разрушенных скальных пород (щебень, гравий, галька и др.) размером от 2 мм. В зависимости от размеров частиц к крупнообломочным относятся щебенистые (или галечниковые, размер частиц от 10 мм) и гравийные (или дресвяные, размер частиц от 2 мм). Относящиеся к этой группе грунты обладают достаточной прочностью и позволяют возводить дома с фундаментами, глубиной от полуметра. Исключением является ситуация, когда такие грунты подвержены воздействию грунтовых вод. В таком случае мелкозаглубленный фундамент не будет являться надежным.

Песчаные грунты представляют грунты с основным содержанием частиц до 2 мм и до половины состава — частицы крупнее 2 мм. Надежность и прочность таких грунтов определяется размером частиц, плотностью состава и влажностью. В связи с этим принято классифицировать песчаные грунты:

  1. по размеру частиц (гравелистый, крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый);
  2. по плотности (плотные, средней плотности, рыхлые);
  3. по влажности (маловлажные, очень влажные, насыщенные).

Следует понимать: чем крупнее фракция песчаного грунта, тем меньше способность деформироваться (проседать) и тем выше прочность такого основания. Мелкие и пылеватые песчаные грунты при насыщении водой теряют свою прочностью и часто бывают подвижны (плывут). Относительно однородные по структуре песчаные грунты не вспучиваются, дают быструю и окончательную осадку. Глубина заложения фундамента на таких грунтах определяется глубиной промерзания.

Глинистые грунты представляют собой грунты с частицами в виде мельчайших чешуек. Свойства таких грунтов меняются в зависимости от влажности: сухие — выдерживают значительные нагрузки, влажные — становятся пластичными. Кроме того, влажные глинистые грунты сильно подвержены деформациям под влиянием температуры: при замерзании — вспучиваются, при высыхании — дают усадку.

Принято различать глинистые грунты на

глины, супесчаные, суглинистые и лёссовидные

в зависимости от процентного содержания глиняных частиц в составе:

  • глины — более 30 %;
  • суглинки — 10-30 %;
  • супеси — 3-10 %;
  • лёсс — 5-30 % пылеватых глиняных частиц.

В сухом состоянии глинистые грунты устойчивы и прочны, что позволяет без опаски заниматься строительством. Однако, под влиянием влажности и перепада температур обустройство фундамента на таких грунтах требует точных расчетов, которые опираются на данные инженерно-геологических изысканий.

Искусственные грунты

К искусственным относятся грунты, которые не способны самостоятельно выдержать нагрузку от дома (торф, ил, растительный грунт и др.). Сюда же относятся грунты, сформированные руками человека, их еще называют насыпные. По структуре и свойствам искусственные грунты рыхлые и неоднородные, что накладывает существенные ограничения на обустройство фундаментов на таких территориях. Перед строительными работами грунты этого типа необходимо подготовить и укрепить тем или иным способом (уплотнение, цементация и др.). Кроме того, в искусственных грунтах часто присутствуют элементы, негативно влияющие на материалы фундаментов. Поэтому для строительства собственного дома такие земельные участки лучше не выбирать.

О самостоятельном определении типа грунта можно прочитать тут.

Виды фундаментов

Фундаменты различают по нескольким признакам. Наибольшее распространение получила классификация фундаментов по виду конструкции: ленточный, плитный, столбчатый, свайный. Также различают фундаменты по способу изготовления (монолитные, сборные, комбинированные) и по используемому материалу (бетонные, железобетонные, бутовые, бутобетонные, кирпичные, деревянные). Еще одним критерием классификации является глубина заложения — мелкозаглубленные и глубокозаглубленные фундаменты. Целесообразность использования того или иного вида фундамента, способа его изготовления и материала зависит от многих факторов, основными из которых являются сложность проекта дома, вид грунта и уровень грунтовых вод, материалы для строительства дома. Ниже рассмотрены основные виды фундаментов и их краткие характеристики.

Img by RBerteig — flickr

Ленточный фундамент один из часто применяемых в строительстве. Он представляет собой непрерывную, замкнутую ленту (отсюда и название) с четко фиксированными размерами, расположенную под всеми несущими стенами здания, включая внутренние. В зависимости от толщины ленты и глубины ее заложения позволяет выдерживать значительные нагрузки, равномерно распределяя их. Такой фундамент подходит в случаях обустройства подземных помещений (подвал, подземный гараж и др.).

Особенности:

  1. подходит для тяжелых строений из камня, кирпича, бетона и др.;
  2. фундамент может выполнять роль стен для подвальных помещений;
  3. используется на большинстве типов грунтов;
  4. простота исполнения.

Недостатки:

  1. высокая трудоемкость проведения земляных работ;
  2. требует значительного количества материалов.

Img by aka Jens Rost — flickr

Плитный фундамент является монолитной плитой, которая располагается под всей площадью дома и усиливается армированием. Жесткая конструкция позволяет выдерживать существенные деформации и нагрузки.

Особенности:

  1. значительная надежность конструкции (большая несущая способность);
  2. возможность использования на слабых грунтах и с высоким уровнем грунтовых вод;
  3. высокие требования к качеству выполнения работ.

Недостатки:

  1. высокая стоимость материалов и работ;
  2. возводить плитный фундамент не рекомендуется при низких температурах;
  3. нецелесообразность использования на участках с сильным уклоном.

Img by RBerteig — flickr

Столбчатый фундамент представляет собой столбы под опорными точками несущей конструкции. Другими словам, это система отдельно-стоящих столбов, на которые опирается каркас здания. В силу конструктивных особенностей применяется, в основном, в строительстве относительно легких строений (деревянные дома, бани, дачи и др.).

Особенности:

  1. высокая экономичность конструкции;
  2. используется на подготовленных плотных основаниях;
  3. в индивидуальных случаях может применяться для многоэтажного строительства;
  4. не требует большого объема работа по гидроизоляции;
  5. отсутствие отмостки.

Недостатки:

  1. неприменимы на участках с неравномерным ландшафтом (склоны, холмы и др.);
  2. сложность обустройства подземных помещений.

Img by WSDOT — flickr

Свайный фундамент состоит из свай и жесткой верхней связки между ними. Такой вид фундамента может выдерживать значительные нагрузки на слабых грунтах. Это самый дорогостоящий вид фундамента, поэтому в индивидуальном жилищном строительстве используется крайне редко.

Особенности:

  1. сваи отлично подходят для рыхлых, болотистых грунтов;
  2. низкая материалоемкость;
  3. малое количество земляных работ;
  4. малые затраты на гидроизоляцию;
  5. отсутствие отмостки.

Недостатки:

  1. необходимость использования спецтехники;
  2. высокая затратность;
  3. сложность возведение подвальных помещений.

Это основные виды фундаментов, используемых при возведении домов. Каждый из них может быть выполнен по-разному в зависимости от условий строительства и целесообразности использования. Также на устройство фундамента влияет и материал, из которого он изготовлен.

Глубина заложения фундамента

Img by wisemandarine — flickr

Для того, чтобы фундамент качественно выполнял свое предназначение — равномерно распределял (передавал) нагрузки от надземных частей дома на основание (грунт), необходима правильно рассчитать глубину его заложения — расстояние от подошвы до поверхности земли.

Обычно при проектировании домов указывается минимально необходимая глубина. Причем основывается она большей частью на данных инженерно-геологических изысканий. В силу того, что стоимость фундамента и работ по его возведению составляет немалую часть общей стоимости строительства дома, понятно, что ошибки на этой стадии будут стоить очень дорого.

Глубина заложения фундамента зависит от:

  1. геологических условий участка земли (тип грунта и основания, уровень грунтовых вод);
  2. вида строящегося здания (дом, гараж, баня и др.);
  3. конструктивных особенностей здания (наличие подвала, цоколя и др.);
  4. нагрузок (величина и их характер);
  5. климатических условий данной местности (температурные перепады).

В каждом конкретном случае проектирования фундамента глубину его заложения необходимо рассчитывать индивидуально, исходя из условий именно на выбранном участке земли. Грамотное решение этой задачи позволяет найти ту «золотую середину», при которой фундамент будет обладать необходимой устойчивостью, прочностными характеристиками и одновременно оптимальными расходом материалов. Последнее сегодня более чем актуально — дома становятся больше и тяжелее, соответственно, возрастают и затраты на фундамент. При строительстве большого дома уже финансово ощутимо заложение прочности фундамента «с запасом», т. е. глубина заложения фундамента должна быть рациональной и основываться на расчетах.

Стоимость фундамента находится в прямо пропорциональной зависимости от глубины его заложения: чем глубже фундамент, тем выше затраты на его устройство, сопутствующие земляные работы и материалы, и, наоборот.

Материалы для фундаментов

Img by HEA Engineering Subject Centre — flickr

Подбор материалов для строительства фундамента осуществляется на стадии его проектирования, исходя из расчетов надежности и прочности конструкции. При этом материал должен обладать устойчивостью к воздействию внешней среды, морозостойкостью и достаточной прочностью.

Наиболее распространенными являются бетон, кирпич, различной плотности и размеров заполнители, цементо-грунт, а также искусственные и природные каменные материалы. В редких неответственных случаях может использоваться дерево, например, для столбчатого фундамента.

Бутовый камень (бут) — крупные куски горных пород разнообразной неправильной формы. К работе с этим материалом следует подходить аккуратно, т. к. в процессе могут образовываться пустоты между камнями, которые обязательно необходимо заполнять. Преимущественно для фундаментов применяется бутовый камень одинакового размера — это существенно облегчает кладку.

Щебень — смесь мелких обломков горных пород, получаемая дроблением. Добывается из твердых пород, имеет неправильную форму. Обычно используется в качестве наполнителя для бетонных смесей наряду с гравием.

Гравий — природный каменный материал, образующийся в результате выветривания горных пород. По происхождению может быть горный, речной и морской с определенной долей примесей (глина, песок и др.).

Кирпич используется и для возведения самого фундамента и в качестве наполнителя (битый и пережженый) для связующего раствора. Однако, это довольно дорогой материал для обустройства фундамента, поэтому для сложных и больших по размеру фундаментов используется редко. К тому же кирпич обладает невысокой долговечностью и высокой степенью поглощения влаги.

Бетон является основным и самым распространенным материалом для возведения фундаментов. Различают несколько видов бетона в зависимости от его плотности и прочности (тяжелый, легкий и др.). Железобетон — разновидность бетона, армированная металлом и относится к классу композитных материалов. Обычно имеет форму бетонных блоков и плит.

Сталь — используется в качестве основного материал для свай, а также в качестве армирующего компонента для бетонных изделий.

Дерево с некоторыми ограничениями также может использоваться в качестве материала для фундамента. Самой надежной, прочной и долговечной породой для этих целей является лиственница.

По популярности использования первое место занимает, конечно, бетон. Далее — его разновидности с тем или иным наполнителем, например, бутобетон, и плотный, высококачественный кирпич.

Какой фундамент выбрать?

Img by Arkangel — flickr

Этим вопросом задаются все, кто хочет (планирует, начинает) проектировать и строить собственный дом. Однозначного ответа без предварительных данных и расчетов не даст ни одна книга, ни один специалист. Часто встречается ситуация, когда горе-строители значительно превышают оптимальные нормы расхода материалов и размеры фундамента, так сказать «с запасом».

Цель фундамента, как части общей конструкции дома — равномерно распределить нагрузку на основание (грунт), а не «закопать» в землю как можно больше материала. Существуют и книги по строительству, и документы, регламентирующие конструкцию и нормы расхода материалов, на просторах интернета можно найти самостоятельные методы определения типа грунта, уровня грунтовых вод, глубины заложения фундамента и прочие хитрости.

Бесспорно, что для строительства гаража, бани, летнего домика такие методы расчетов, может, и подойдут, особенно если человек грамотно и обстоятельно изучит вопрос обустройства фундаментов под тот или иной вид строения. Однако, для возведения капитального дома более очевидно воспользоваться услугами по-настоящему грамотных специалистов — проектировщиков, архитекторов, профессиональных строителей, а также вооружиться точными данными об особенностях выбранного участка земли.

Задача выбора надежного и целесообразного фундамента для дома решается только при наличии:

  1. проекта дома;
  2. точных данных инженерно-геологических изысканий;
  3. рассчитанных нагрузок на фундамент.

Решить эту задачу правильно сможет только специалист. Он же предложит несколько вариантов исполнения фундамента (конструктивных особенностей, решений), а вам останется только согласиться на устраивающий вариант.