Главная задача любого фундамента – принять на себя нагрузку от всего здания и передать ее на грунт (основание). Основание — это тот грунт, который находится непосредственно под подошвой или плитой фундамента и воспринимает всю нагрузку от сооружения.

Следовательно, задача фундамента не держать дом, так как он является таким же конструктивным элементом, что и остальные части здания (стены, перекрытия, крыша). Фундамент – как посредник, принял нагрузку и передал дальше, грунту.

 

Что влияет на выбор типа фундамента

Проектирование фундамента любого здания и сооружения имеет одну очень важную особенность, отличающую его от проектирования других конструкций и элементов, а именно: грунты основания, как правило, не выбирают, а значит, фундаменты должны быть приспособлены к геологическим и грунтовым условиям данной строительной площадки.

Значит, задача строителей заложить такой фундамент, чтобы грунт смог выдержать вес дома, включая собственный вес фундамента. 

В многоэтажном строительстве все относительно просто, так как там большие нагрузки от всего здания и главное – это заложить такую подошву фундамента, (чаще всего ленточного), чтобы она перераспределяла нагрузку от здания, и эта нагрузка не превышала расчетного сопротивления грунта основания. То есть не превышала способности грунта сопротивляться нагрузке.

В малоэтажном строительстве все гораздо сложней из-за малого веса здания, особенно в деревянном домостроении. Здесь уже угроза дому не в том, что грунт не сможет выдержать его вес, а наоборот, в том, что зимой, вследствие морозного пучения грунта, он может вытолкнуть дом на поверхность, так как его выталкивающая сила гораздо больше пригружающей нагрузки от элементов дома.

И если в многоэтажном строительстве основная характеристика грунта, на которую обращают внимание — это его расчетное сопротивление, то в малоэтажном строительстве, кроме этого, очень важную роль играет, насколько грунты подвержены морозному пучению (степень пучинистости грунта), уровень залегания грунтовых вод или УГВ, однородность грунтов и степень их насыщения водой. То есть условия меняются на противоположные.

Задача усложняется еще и тем, что на фундамент малоэтажного дома могут одновременно действовать такие силы, как выталкивающие, боковые сдвигающие, опрокидывающие, скользящие.  К тому же, он не всегда опирается на стабильное прочное основание. Часто приходится строить на рыхлых, подвижных грунтах.

На выбор типа фундамента и глубину его заложения очень сильно влияет наличие или отсутствие подвала. Иногда приходится отказываться от подвальной части из-за гидрогеологических противопоказаний, например, когда уровень грунтовых вод довольно высок и расходы на эффективную гидроизоляцию превышают все разумные пределы.

Выход из такой ситуации – поднять надземную часть фундамента и в цокольном этаже сделать вспомогательные помещения.

 

Типы фундаментов

В современном малоэтажном домостроении существует большое разнообразие типов фундаментов и методик их возведения. Мы рассмотрим самые известные из них:

  • ленточные;
  •  плитные;
  •  столбчатые;
  •  свайные.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент — самый бюджетный, экономичный тип фундаментов с минимальным расходом материалов. Представляет собой отдельно стоящие столбы и применяется при строительстве зданий и сооружений, не нуждающихся в устройстве сплошной ленточной опоры. Используется только на грунтах с нормальной несущей способностью. Может применяться климатических зонах с большой глубиной промерзания грунтов.

Столбчатый фундамент по внешнему виду очень похож на свайный фундамент, особенно в надземной части. По сути – это тот же свайный фундамент, но гораздо более короткий, так как принципы работы опор у них различны. 

У столбчатого фундамента в работу включена только его подошва. У свайного работает и подошва, и «тело» опоры, так как применяется он на проблемных участках со слабым верхним слоем грунта, и его задача цепляться за все, что только можно.

Отметка подошвы столбчатого фундамента может быть, как ниже глубины промерзания грунта в данной местности (но незначительно), либо – на глубине 40 — 70 см от уровня земли (мелкозаглубленный столбчатый фундамент). 

Второй вариант предпочтительней, так как при применении невысоких опор к минимуму сводятся не только действия нормальных (вертикальных) сил морозного пучения из-за незначительного размера подошвы фундамента, но и касательные силы морозного пучения из-за небольшой длины самого столба.

Однако, небольшая площадь подошвы столбчатого фундамента является не только его достоинством, но и недостатком в том смысле, что он просто не выдерживает вес тяжелого дома. Сжимающие силы под опорами оказываются настолько велики, что их маленькие подошвы не в состоянии нормально перераспределить эту нагрузку и передать ее на грунт. То есть грунт не выдерживает такую нагрузку и оседает, продавливается.

Именно поэтому такие фундаменты применяются исключительно для строительства облегченных деревянных домов (из бруса, бревна и каркасников) и легких минеральных (ячеистых) материалов, да и то желательно одноэтажных и с деревянными перекрытиями.

Еще одно ограничение в применении столбчатого фундамента – его нельзя применять в сильнопучинистых, слабонесущих и водонасыщенных грунтах. Происходит это потому, что водонасыщенные (заболоченные) и слабонесущие грунты имеют малую несущую способность и не способны выдержать точечных концентрированных нагрузок от дома. А в сильнопучинистых грунтах вертикальная сила морозного пучения настолько велика, что с легкостью преодолевает небольшую нагрузку на фундамент от легкого строения и выталкивает его наверх.

Конструктивно столбчатый фундамент представляет систему опор (столбов) прямоугольного или круглого сечения, которые с определенным шагом располагаются под несущими стенами, в местах пересечения стен и перегородок, в углах здания и под сильно нагруженными участками (основания лестничных маршей, межкомнатные перегородки, каменные печи) и поверх которых уложены фундаментные балки.

Эти балки выполняют такую же роль, что и ростверки в свайных фундаментах, то есть воспринимают всю нагрузку от дома и перераспределяют ее на столбы. Выполняются фундаментные балки из железобетона или из деревянного бруса (бревна).

Идеальный вариант для устройства столбчатого фундамента с деревянными ростверками — это легкие деревянные дома, в конструкциях которых предусмотрен нижний несущий брус (дома-каркасники), а также все виды деревянных срубов, так как стены их состоят из крупноразмерных горизонтальных элементов.

Столбчатый фундамент для деревянного каркасника

Столбчатый фундамент для деревянного каркасника

Материалом для столбчатых фундаментов могут служить: армированный бетон (железобетон), камень, кирпич, дерево. Расстояние между столбами должны приниматься исходя из расчета, учитывая вес здания, размеры фундамента и несущую способность залегающего грунта. На практике оно 1,5-2 метра.  

Ростверк в столбчатых фундаментах не должен опираться на грунт или быть заглубленным в землю, так как зимой, вследствие морозного пучения, поднимающийся грунт может утянуть за собой ростверк, оторвать его от свай и деформировать его. То есть грунт должен иметь возможность перемещаться свободно.

Свободное пространство  между землей и низом ростверка, обычно заполняется различными материалами, создается цоколь в виде «забирки».

Основные достоинства столбчатого фундамента:

  • малая трудоемкость, быстрота;
  • невысокая стоимость, так как требуется немного материалов и земляных работ;
  • строить можно и в одиночку.

 

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент

Самый распространенный тип фундамента, хотя и достаточно дорогой.

Применяется на любых грунтах, кроме просадочных, при любой глубине промерзания и под дома любой этажности, со стенами из всех известных материалов. Это самый универсальный фундамент. Как говорится: «Не знаешь, какой фундамент выбрать – закладывай ленточный заглубленный. Хуже не будет».

Представляет собой сплошную «стену в земле», ленту, которая располагается под всеми несущими наружными и внутренними стенами и внутренними ненесущими стенами толщиной 250 мм и более.

Чаще всего ленточный фундамент малоэтажного дома имеет прямоугольную форму, без уширения подошвы. Однако, если грунты основания обладают низкой несущей способностью, то есть являются слабонесущими и легкодеформируемыми и при достаточно тяжелых 2-3 этажных домах со стенами из кирпича или камня, то появляется необходимость закладывать ленточный фундамент с уширенной подошвой (перевернутая буква Т).  

По способу возведения ленточные фундаменты делятся на

  • монолитные;
  • сборные;
  • сборно-монолитные.

В монолитных фундаментах и стенка фундамента и его подошва выполнены из бетона, чаще всего армированного (железобетона). Такой фундамент заливается непосредственно на строительной площадке.

В сборно-монолитных фундаментах стенка выполняется из штучных материалов (полнотелых бетонных или керамзитобетонных блоков, бутового камня, кирпича), а подошва – монолитная, из армированного бетона.

В сборных фундаментах подошва отсутствует, а стенка выполняется из тех же материалов, что и в сборно-монолитных фундаментах.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент

По характеру заглубления относительно уровня земли различают фундаменты заглубленные (их еще называют нормально заглубленные) и мелкозаглубленные.

Мелкозаглубленные фундаменты выполняют из бетона (при небольшом весе здания и непучинистых грунтах) и железобетона (при тяжелых домах и пучинистых грунтах).

Основные достоинства ленточного фундамента:

  • можно закладывать на территориях с высоким уровнем грунтовых вод;
  • незаменим, если в доме предусмотрен подвал или подземный гараж;
  • выдерживает любые нагрузки от зданий;
  • можно применять если участок имеет существенный наклон.

 

Плитный фундамент

Плитный фундамент

Плитный фундамент

Этот фундамент сооружается цельной плитой сразу под всей площадью малоэтажного дома, которая может быть как заглублена в грунт, так и располагаться сверху.

У плитного фундамента есть несколько названий: «плавающий», «сплошной», «шведская или скандинавская плита».

Кроме самых известных плоских монолитных железобетонных плит существует еще немало вариантов устройства плитных фундаментов: сборные из дорожных железобетонных изделий, коробчатые, ребристые, монолитные с расширением на углах, холодные и утепленные.

Для малоэтажного строительства, прежде всего по экономическим и функциональным характеристикам, более всего подходит утепленная плоская железобетонная плита толщиной от 20 до 40 см.

Благодаря своей «плавающей» структуре, применяют такие фундаменты практически на всех типах грунтов. Особенно они незаменимы там, где присутствуют сильнопучинистые, горизонтально-подвижные, слабонесущие грунты с высоким уровнем подземных (грунтовых) вод.

Такой фундамент можно закладывать даже под тяжелые дома на слабонесущие грунты потому что из-за большой площади опоры происходит перераспределение всей нагрузки, вследствие чего давление на грунт выходит очень низкое, от 1 т/м².

К тому же этот фундамент достаточно прост в исполнении, при его заливке не требуются рабочие высокой квалификации.

 

Свайный фундамент

Свайный фундамент

Свайный фундамент

Сваи отличаются от столбов не только длиной вертикальных опор, но и принципом опирания на грунт основания. Если столбчатые фундаменты возводят на «сильных» грунтах с нормальной несущей способностью, то свайные фундаменты — на тех грунтах, где слабый верхний слой (чаще всего это просадочные грунты). И задача свай пройти насквозь слабый грунт и упереться в несущий, обеспечив надежное опирание здания. 

При строительстве дома на таких грунтах, перед тем, как закладывать свайный фундамент, необходимо произвести пробное бурение или шурфование грунта чтобы убедиться, насколько велика высота проблемного слоя и есть ли вообще возможность добраться до несущего слоя. Если сваи получаются слишком длинными, то может стоить обратить внимание на плитный тип фундамента.

Итак, свайный фундамент – это группа свай, расположенная с определенным шагом под зданием в виде свайного поля и объединенная общим ростверком. Ростверк может быть, как балочным в виде железобетонной многопролетной балки высотой до 0,5 м, так и плитным.

Отличаются от столбчатых фундаментов длиной опор: в свайных фундаментах длина свай начинается от 2 метров.

Применяются свайные фундаменты там, где невозможно использование других фундаментов:

  • для строительства зданий в местах, где у верхних слоев основания низкая несущая способность (плавуны, торфяники), а более плотные грунты располагаются очень глубоко;
  • если здание строится на просадочных грунтах;
  • при строительстве на крутых склонах;
  • для строительства на тех участках, где достаточно высокий уровень подземных (грунтовых вод).

По технологии возведения могут быть забивными и буронабивными. Так как забивные сваи забиваются в землю при помощи сваебойных машин, то удовольствие это — очень дорогое и малоэтажном строительстве используется крайне редко. Устройство буронабивных свай похоже на устройство столбов, с той лишь разницей, что здесь выбирают грунт из скважины до тех пор, пока не достанут до несущего слоя.

В последнее время все большую популярность набирают винтовые сваи, которые применяют и как столбы укороченными на прочных грунтах и как сваи удлиненными на слабых грунтах.