Фундаменты

Самая важная часть любого здания — это фундамент. Несмотря на то, что фундамент по сути не видно глазу обывателя без него не обойтись.

Фундамент – это строительная несущая конструкция, часть здания, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию. В зависимости от основания (грунты), необходимо подбирать тип фундаментов под будущее строение. Немаловажными факторами являются: характеристики грунтов, уровень грунтовых вод, глубина промерзания, наличие/отсутствие подвала, затопляемая/незатопляемая территория.

Так как узнать все эти параметры? Необходимо провести геологические изыскания на участке предполагаемого строительства. Геологические изыскания заключаются в том, что к Вам на участок приедет геолог с буровой установкой, по предварительно подготовленному ТЗ от инженеров пробурит скважины, сделает забор грунтов на анализ и через несколько дней предоставит отчет по грунтам, исходя из которого можно проектировать фундаменты. Как правило для небольших коттеджных домов необходимо пробурить 2 скважины, но, если есть какие-то дополнительные пожелания, возможно и больше. На практике при строительстве коттеджей не все хотят прибегать к изысканиям, это обусловлено дополнительными расходами, но помните, что «скупой платит дважды», это не такие большие расходы по равнению со всем строительством или последующем ремонтом из-за неправильно запроектированных фундаментов. Конечно, если у Вас на участке проверенные временем хорошие грунты, на которых уже строили соседские коттеджи, то можно прибегнуть к СНиПу и взять нормативные характеристики для грунта, но необходимо помнить, что это все по нормам, а не по факту.

Когда известны результаты геологических изысканий можно перейти к подбору типа фундаментов.

Самый распространенный – это ленточный, либо сборный (из ФБС), либо монолитный. Такие фундаменты делают, как правило на грунтах с хорошими характеристиками.

Другой тип – это плитный фундамент или фундаментная подушка. Такой тип фундаментов целесообразно применять при плохих грунтах, т.к. подушка будет равномерно по площади распределять вес здания и передавать его на основание. Существует много разновидностей фундаментных подушек, их мы рассмотрим ниже.

Третий тип – это свайный фундамент. Сваи применяют при в том случае, если уровень грунтовых вод подходит близко к поверхности, или тогда, когда верхние слои грунта не могут служить основанием. В последнее время для экономии свайные фундаменты стали применять и в хороших геологических условиях, для экономии материала. Суть в том, что фундамент является ленточным, но весь лишний бетон из него убрали, а нагрузки от здания передаются за счет мелкозаглубленных свай-стоек, такие фундаменты мы рассмотрим ниже.

Теперь разберем конкретные типы фундаментов.

Первый тип – ленточный фундамент.

Сборный фундамент из блоков ФБС.

ФБС-блоки – строительный материал, предназначенный для возведения сборных фундаментов здания. Изготавливаются они на ЖБИ-заводах, где им придаются характеристики, обуславливающие в последствии характеристики фундамента.

Достоинства:

— Надёжность и прочность — обеспечиваются производством блоков с использованием высоких технологий, с усилением их изнутри арматурным каркасом;

— Простота в монтаже — это наличие специальных петель, облегчающих укладку блоков, и монтажных отверстий для более плотной стыковки;

— Возможность возведения фундамента малыми строительными силами и в короткие сроки. Такой фундамент складывается как элементы конструктора и получается необходимая геометрическая форма;

— Высокая прочность и морозостойкость, что позволяет использовать их в северных районах, в условиях вечной мерзлоты и зонах со значительным перепадом температур;

— Хорошая устойчивость в агрессивные воздействия, то есть, подходят для использования на почвах с повышенной кислотностью. Несомненным плюсом является возможность заказать у производителя блоки определённых размеров и технических характеристик.

Недостатки:

— Их высокую стоимость: затраты на возведение фундамента увеличиваются на 40%, по сравнению с монолитным фундаментом;

— Необходимость гидроизоляции двойным слоем;

— Защита швов от промерзания (утепление), что продлит срок службы фундамента и станет отличной защитой для слабых мест кладки.

Монолитный фундамент.

Ленточный монолитный фундамент получил широкое распространение благодаря надежности и простоте возведения. Он часто применяется на участках, где возможно проседание почвы, потому что благодаря своей монолитности перераспределяет нагрузку и срабатывает как единое целое, что защищает стены дома от трещин и деформаций.

Несмотря на то, что при устройстве ленточного монолитного фундамента расход строительного материала значительно увеличивается по сравнению с альтернативными видами, его можно считать относительно недорогим, так как он не требует применения специализированной техники. Благодаря простоте конструкции всю работу вполне возможно выполнить самостоятельно. При устройстве подвала в строящемся здании залитый бетон монолитного фундамента одновременно будет выполнять функцию стен, для этого достаточно будет вычерпать грунт из пространства, ограниченного фундаментной лентой. При глубоком залегании ленточный монолитный фундамент устраивается с применением опалубки. Чаще всего она бывает металлической или деревянной, иногда ее сколачивают из досок прямо на строительной площадке. Для того, чтобы избежать вспучивания стен, рекомендуется зафиксировать опалубку, это можно сделать при помощи домкратов либо выравнивающих балок. В процессе установки необходимо периодически проверять вертикальность при помощи отвеса.

Достоинства:

— Относительная простота возведения;

— Произвольная форма «ленты»;

— Более прочный, чем сборный. Работает как единая конструкция под всем зданием.

Недостатки.

— Дороговизна в тех случаях, когда используется бетононасос, дорогостоящая опалубка;

— Проверка качества бетонной смеси, чтобы фактический класс бетона соответствовал проектному.

— Квалификация рабочих; необходимо качественно уложить бетонную смесь, тщательно провибрировать и дать конструкции набрать проектную прочность, чем вызван следующий недостаток;

— Время монтажа. В отличии от ФБС, после установки которых можно приступать к монтажу надземных конструкций, монолитный фундамент должен набрать необходимую прочность (4-7 суток), чтобы его можно было нагружать.

Второй тип – плитный фундамент или фундаментная подушка.

Существует несколько разновидностей фундаментной подушки. Самые распространенные – это простая фундаментная подушка, которая изготовляется из монолитного железобетона и УШП – утепленная шведская плита, которая является не совсем плитным фундаментом, но очень схож по внешним параметрам.

Монолитная фундаментная плита.

Плитный фундамент или монолитный фундамент представляет собой железобетонную плиту, устанавливается по всему периметру здания. Из-за высокой трудоемкости и значительных финансовых затрат на материалы и земельные работы, этот тип фундамента считается одним из наиболее затратных. Как правило, плиный фундамент используется при возведении домов, на слабых основаниях, грунтах. Можно иногда услышать, как плитный фундамент называют плавающей плитой. Действительно, при устройстве плитного фундамента он не заглубляется на глубину промерзания грунтов. Нижняя отметка плиты обычно не ниже 1 метра от поверхности. Монолитный плитный фундамент устанавливается, как правило, на утрамбованном песчано-щебёночном основании, на котором он действительно, как бы, плавает. Благодаря простоте и цельности своей конструкции, плитные фундаменты показывают очень высокие характеристики надежности. Их можно использовать при возведении зданий любого типа на любых грунтах и при любых погодных условиях. Этот тип фундамента не боится никаких перемещений и деформаций грунтов, подземных вод.

Достоинства:

— Относительная простота конструкции;

— Очевидная надежность и гарантия безопасной эксплуатации фундамента более 100 лет;

— Способность противостоянию наземным и подземным водам;

— Способность предотвращать смещение грунта;

— Возможность планировки цокольного этажа;

— Использование плиты в качестве первого этажа.

Недостатки.

— Цена.

— Проверка качества бетонной смеси, чтобы фактический класс бетона соответствовал проектному.

Утепленная шведская плита (УШП)

УШП — это аббревиатура от «утепленная шведская плита» или «schwedenplatte». Фундамент, представляющий собой сочетание ленточного фундамента и классического пола по грунту, с бетонированием за один прием в несъемной опалубке из пенополистирола, с интегрированной системой напольного отопления и гарантированной конструктивной защитой, от воздействий сил морозного пучения. Требует точных расчетов и внимательного отношения ко всем этапам ее устройства.

Интересной особенностью плиты является то, что после ее полного изготовления не требуется никакой дополнительной подготовки для устройства пола в доме, так как фундамент представляет собой идеально гладкую и ровную поверхность. Такое преимущество значительно сокращает сроки отделки здания внутри. Также утепление внутри фундамента создает более комфортные условия для проживания и, позволяет сэкономить на общем утеплении дома, показывая хорошую энергосберегающую способность.

На УШП возможно строительство домов только до 3-х этажей!

Достоинства:

— Возможность использования на разнообразных грунтах,

— Скорость укладки и монтажа, и минимальный расход бетонного раствора в сравнении с другими видами.

Недостатки:

— Низкая высота фундамента,

— Требование определенной квалификации рабочих при возведении, в связи со сложной конструкцией внутренней части, что, соответственно, отражается на стоимости монтажных работ.

— Сложности возникают и при подготовке основы для укладки, так как поверхность должна быть предварительно выровнена. Подвал возводить не рекомендуется. Проблемы могут возникнуть также при поломке коммуникаций, заложенных внутри основания, так как доступ к ним будет весьма затруднен.

— Малая изученность при проектировании, невозможно достоверно предугадать поведение УШП под нагрузкой, в связи с малой изученностью, но в скором времени, надеемся, этот недостаток устранят.

Возможно сделать гибрид УШП и обычной монолитной плиты, то есть сделать утепленную монолитную плиту. В таком случае данный фундамент будет лишен недостатков, за исключением высокой стоимости и доступа к коммуникациям при поломке.

Свайные фундаменты.

Применение фундаментов мелкого заложения при глубоко расположенном несущем слое грунта затруднительно. Это связано с тем, что с увеличением глубины котлована значительно усложняются конструкции крепления его стен и резко возрастает его стоимость. При глубине котлованов 5—8 м применение фундаментов мелкого заложения становится нерациональным, а часто и технически неосуществимым. В этих случаях наиболее целесообразны как правило, фундаменты из свай и оболочек. Сваи представляют собой погруженные в грунт готовые или изготовленные в пробуренных скважинах несущие элементы, которые передают нагрузку от сооружения на слои грунта с достаточно высокой несущей способностью. Железобетонные цилиндрические полые сваи диаметром более 0,8 м называют сваями-оболочками (оболочками). Полые сван и оболочки небольшого диаметра после их погружения в грунт обычно заполняют бетонной смесью, в результате чего их поперечные сечения становятся сплошными.
Свайные фундаменты состоят из свай или оболочек и объединяющей их поверху плиты или балки, называемой ростверком. Ростверк воспринимает нагрузку от расположенного над ним сооружения и распределяет ее между сваями.

Свайные фундаменты применяются, как правило в плохих грунтовых условиях, исключения составляют мелкозаглубленные сваи-стойки с уширением пяты (конца сваи), а также винтовые сваи.

Достоинства:

— Дают меньшую усадку,

— Экономичны (снижают расход материалов, например, бетона на 40%),

— Менее трудоемки (при их сооружении значительно уменьшается объем земляных работ),

— Возможность сооружения на грунтах, обладающих низкой несущей способностью).

Сваи мелкого заложения.

Основной целью, с которой стали применять данный тип фундамента является экономия. Например, необходимо на хороших грунтах сделать ленточный фундамент, квадратной формы 6х10 м. глубиной 1.8 м., толщиной 400 мм. То бетона на такой фундамент уйдет 2х(6+10) х0,4х1,8=23 м3. В тоже время на этот же фундамент с глубиной 1,8 м., с применением свай-стоек диаметром 300 мм и ростверком 400х400мм (шаг свай возьмем, приблизительно 1,2 м.) 1,8х0,07х(32/1,2) +32х0,4х0,4=3,4+5,12=8.6 м3. Экономия составит 14 м3. Бетонной смеси, не говоря об арматуре. И опалубка, по сути, не нужна, т.к. сваи можно заливать в пробуренное отверстие, при необходимости использовать обсадные трубы.

Винтовые сваи.

Винтовая свая — это стальная труба с заостренным наконечником и приваренной на нее лопастью спиралевидной конфигурации. Винтовые сваи были разработаны военными в прошлом веке для применения в качестве опор мостов, высоковольтных линий, в слабых и замёрзших грунтах. Высокая несущая способность винтовой сваи объясняется просто: при завинчивании межвитковые промежутки почвы не разрыхляются, а наоборот, уплотняются лопастью, благодаря которой винтовая свая ввинчивается в грунт как шуруп.

Винтовая свая ввинчивается ниже глубины промерзания грунта. После ввинчивания сваи подрезаются по уровню, на верхнюю часть наваривается специальная опорная площадка (оголовок) для монтажа несущих прогонов (швеллер или деревянный брус). Фундамент на винтовых сваях идеально подходит для таких строений, как:

-дома по СИП (SIP), ЭКОПАН технологии;

-дома по объемно-модульной технологии;

-дома из газобетона;

-бани, дачные домики, беседки;

-причалы, ландшафтный дизайн, заборы, мачты, подпорные стенки;

-дома из бруса;

-дома по каркасной технологии (металлические, деревянные).

Достоинства:

— Не требует применения сложной строительной техники;

— Идеален для строительства на сложном рельефе и на неподготовленных площадках;
— Обеспечивает вентиляцию подпола;
— Возможно наращивать и достраивать к дому новые строения;
— Позволяет прокладывать инженерные коммуникации одновременно со строительством.

Недостатки:

— Плотные слои, каменистые грунты трудно поддаются устройству свайного фундамента, а для скальных пород винтовые сваи не предназначены. При установке в такие грунты высока вероятность повреждения защитного слоя и, вследствие этого, ускоренное возникновение коррозии. Возможна установка с применением спецтехники, но это дополнительные финансовые расходы.

— Коррозия — главный враг винтовых свай. Если не выполнена качественная антикоррозийная обработка — ждите беды.

— Качество сварного шва.

— Невозможность проверки на присутствие повреждений закрученной сваи.

— Невозможность устройства подпола или подвала, а холодный пол первого этажа никак не вызывает чувство комфорта.

— Непрофессиональное изготовление, копеечная экономия на качестве труб и низкое качество сварных швов — это дополнительные факторы риска при обращении к малоизвестным фирмам, в цех получения выгоды использующих низкокачественные материалы.

В заключении хотелось бы сказать по поводу гидро- и теплоизоляции Вашего фундамента. В зависимости от типа фундамента следует выполнять гидроизоляцию, которая необходима именно для данного типа и для тех характеристик, которые хочется получить от готовой конструкции. Гидро- и теплоизоляцию мы разберем в статье посвящённой защите конструкций здания от внешних воздействий.