Монтаж фундамента

Общие сведения

Фундамент — нижняя (подземная) часть здания, предназначенная для принятия нагрузок от надземных строиний (в т.ч. и собственного веса). Прочность и надежность фундамента является основой надежности каркаса здания. Само понятие "фундамент" пришло к нам из Древнего Рима и в переводе с латинского fundamentum означает основание, опору.

От правильного выбора типа фундамента, качества его проектирования и возведения, долговечность здания, а иногда и безопасность проживания в нем. Но выбор типа фундамента должен быть обоснован не только этими параметрами. Немаловажную роль играет и экономическая сторона вопроса. Неоправданное завышение массы фундамента приводит к удорожанию строительных работ — фактор далеко немаловажный. Занижение же несущей способности фундамента чревато непредсказуемыми последствиями. Найти компромиссное решение среди этих противоречивых требований — основная задача проектировщика. Попытки сэкономить на фундаментах при строительстве массивных каменных строений двух, трехуровневой планировки могут привести к негативным последствиям, особенно когда строительство ведется на грунтах со слабой несущей способностью.

Простой математический расчет показывает, что доля затрат на нулевой цикл при малоэтажном строительстве в несколько раз превышает долю капиталовложений в нулевой цикл многоэтажек. Особенно это несоответствие ощутимо при строительстве капитальных зданий с тяжелыми кирпичными (каменными) стенами. Под такие строения обычно возводят ленточные фундаменты, используя практически те же строительные технологии, которые применяются в индустриальном строительстве. В результате себестоимость 1 м2 жилой площади одно — и двухэтажных построек значительно возрастает по сравнению с себестоимостью жилой площади в многоэтажных зданиях. Этим индивидуальные застройщики рассчитываются за тот комфорт и уют, который возможен лишь в собственном усадебном доме. 

Стадия принятия решения

Наибольшая часть ошибок в строительстве относится к фундаментам. Большая часть домов индивидуального жилого сектора построена по эскизным разработкам, не имеющим строгого математического расчета, а само строительство выполнено без привязки к конкретному участку и без учета местных гидрогеологических условий. Стараясь удешевить строительство, застройщики обращаются за проектами к малоквалифицированным проектным организациям, не имеющим необходимого оборудования и опытных специалистов. Неквалифицированный проект нулевого цикла приводит к просадкам фундаментов и к появлению 
напряжений в каркасе зданий. Такие напряжения могут вызвать появление трещин, и даже разрушение каркаса еще на стадии строительства. Поэтому древняя мудрость, выраженная словами итальянского зодчего эпохи Возрождения Андреа Палладио: "Закладывай крепко основу для здания, ибо она подобна охране", актуальна и до настоящего времени. Кстати, типовые проекты жилых домов предусматривают фундаменты чисто условно, для определения стоимости нулевого цикла. Поэтому ориентироваться на эту часть проекта без его привязки по месту нельзя.

Вторая наиболее часто встречающаяся ошибка — нарушение технологии строительства. Такие ошибки чаще встречаются, когда строительные бригады состоят из не подготовленных специалистов.

Итак, мы подошли в вопросу: "Какой же тип фундамента выбрать индивидуальному застройщику для своего дома?". В первую очередь это касается подвальной или бесподвальной конструкции нулевого цикла дома. Наличие подвала под домом дает определенные преимущества, особенно для семей, проживающих в сельской местности. Здесь можно хранить заготовленные на зиму продукты питания, не прибегая к строительству подсобных помещений. Эта проблема не обходит стороной и городских жителей, решившихся построить загородный дом. Кроме того, в цокольной части здания можно выделить место под гараж для своего автомобиля, оборудовать мастерскую или складское помещение, если кто-либо из членов семьи занимается коммерческой деятельностью. В подвальной части дома можно разместить и инженерное оборудование: распределительные тепловые узлы; оборудование учета теплоносителя, воды, электричества; установить котельное оборудование и т. п. Концентрация инженерной части в подвале повысит степень удобств и гигиену жилища, снизит вероятность непредвиденных потерь энергоносителей и даст возможность для их систематического учета и расходования. К тому же оборудование таких помещений обходится гораздо дешевле, чем сооружение отдельно стоящих подсобных сооружений, так как общий фундамент и крыша значительно сокращают строительные расходы. 

Причиной отказа от подвальной части дома может быть или ее ненадобность, или наличие геологических противопоказаний. Учитывая, что под индивидуальные постройки и дачные массивы часто отводят самые неблагоприятные участки, гидрогеологические противопоказания не являются редкостью. Действительно, на скальных грунтах себестоимость земляных работ может оказаться значительной. Не рекомендуется сооружение подвалов и при высоком уровне грунтовых вод, когда стоимость эффективной гидроизоляции может превысить разумные пределы.

Но даже в этих случаях вспомогательные помещения можно построить за счет возвышения надземной части фундамента, то есть цокольного этажа.  

Глубина заложения фундамента.

Существует ряд условий, от которых зависит глубина заложения фундамента. К таким условиям относят:

• вид здания и его конструктивные особенности (наличие подвалов, количество этажей и т. д.);
• величины и характер нагрузок, действующих на фундамент;
• глубины заложения фундаментов примыкающих зданий;
• геологические и гидрогеологические условия площадки;
• возможность пучения грунта при промерзании и осадки при оттаивании.

Грунт, являющийся основанием для фундамента дома, должен обладать достаточной прочностью и несжимаемостью. Однако этим требованиям отвечают далеко не все грунты.

В скальных и полускальных породах котлованы под деревянные дома не делают, ограничиваясь снятием просадочного верхнего слоя грунта.

В непучинистых грунтах при достаточно большом (2 м и более) промерзании глубину заложения фундаментов выбирают не менее расчетной глубины промерзания грунта. Но в любом случае эта глубина не должна быть меньше 0,5 м.

При этом глубина промерзания для неотапливаемых помещений берется на 10 % больше среднестатистической, для отапливаемых — на 20 — 30 % меньше, а измеряется он для не отапливаемых помещений дома от земли, а при наличии подвала или полуподвала — от их пола.

Под внутренние стены отапливаемых помещений глубину промерзания можно в расчет не принимать, при условии, что с момента начала строительства и до заселения здания грунт промерзать не будет (то есть, если строительство осуществляется за один теплый сезон или будут приняты меры против промерзания грунта). Заглубление фундамента ниже глубины сезонного промерзания еще не является гарантией от воздействия морозного пучения грунта, особенно для легких зданий. Оно лишь исключает давление мерзлого грунта на подошву фундамента, сохраняя действие сил морозного пучения на боковые поверхности. Уменьшить это влияние можно несколькими способами:

• уменьшением боковой поверхности фундаментов;
• созданием на боковой поверхности скользящего слоя при помощи материала с низким коэффициентом трения;
• защитой грунта около фундамента от промерзания при помощи "экранов", сочетающихся с защитой от переувлажнения (дренаж, ливневая канализация);
• приданием фундаменту трапециевидной формы (сужение кверху);
• засыпкой пазух фундамента непучинистым грунтом.

Уровень грунтовых вод

Уровень грунтовых вод (УГВ) оказывает одно из решающих влияний на выбор конструкции фундамента и глубины его заложения. При низком уровне грунтовых вод (1,52 м ниже уровня подошвы фундамента) глубина заложения фундамента выбирается в зависимости от вида и состояния грунта (помните, нельзя закладывать фундамент на насыпном грунте). Более высокий уровень грунтовых вод снижает несущую способность основания. Поэтому в такой ситуации глубину заложения фундамента соизмеряют с глубиной промерзания грунта, которая в разных регионах нашей страны может колебаться в значительных пределах (от 70 см до 220 см и более). Существенную роль играет уровень грунтовых вод при сооружении зданий с подвалом.

Для того чтобы понизить уровень грунтовых вод на участке или какой-либо его части, обычно прибегают к устройству кюветов с гарантированным сбросом воды в сторону уклона рельефа. Такие кюветы обычно эффективны при временных повышениях уровня грунтовых вод в моменты ливней или при таянии снегов. Для участков, на которых уровень грунтовых вод повышен постоянно, следует сооружать специальные дренажные системы. В этих случаях заочные консультации неуместны, и лучше посоветоваться со специалистами.

ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ С УЧЕТОМ УСЛОВИЙ ВОЗМОЖНОСТИ ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ

Виды грунтов	Расстояние от поверхности планировки до уровня грунтовых вод в период промерзания  грунтов	Глубина заложения фундамента от  поверхности планировки
1. Скальные и крупноблочные грунты, а также пески крупные и средней крупности 2. Пески мелкие и пылеватые, а также супеси  твердой консистенции 3. Пески мелкие и пылеватые, супеси независимо от их консистенции 4. Супеси пластичной и текущей консистенции	Любое Превышает расчетную глубину промерзания на 2 м и более Менее расчетной глубины промерзания или превышает ее меньше, чем на 2 м Любое	Не зависит от расчетной глубины промерзания То же Не менее расчетной глубины промерзания То же

Отмостка

Особо важную роль в защите грунта около фундамента от промерзания и переувлажнения играют отмостки.

Отмостки, представляют собой площадки, выполненные с уклоном от 30-10°. Ширина отмосток зависит от конструктивных особенностей дома (ширины свеса крыши), вида грунта и обычно лежит в пределах 60 — 80 см, а на просадочных грунтах достигает одного метра. Для отвода атмосферной воды в нижней части отмостки часто сооружают специальную канавку с уклоном в сторону естественного водостока. В качестве такого водостока может послужить виниловая труба, распиленная вдоль. Кроме своей основной функции такой лоток будет служить своеобразным бордюром.

Для устройства отмостки используют самые различные материалы: бетон, асфальт, бетонные плиты, булыжники. Наиболее эффективны бетонные отмостки, которые менее подвержены разрушениям под воздействием природных условий. Неплохо себя зарекомендовали отмостки из асфальтобетона. Они хорошо задерживают влагу, отводя ее за пределы площадки.

Начинают сооружение отмостки со снятия растительного слоя на глубину не менее 15 см и удаления остатков корней. Если этого не сделать, то трава может разрушить покрытие. Вдоль внешнего края отмостки устанавливают бордюр, а остальное углубление (между бордюрным камнем и стеной дома) засыпают слоем щебня и трамбуют его. После этого делают верхнее покрытие толщиной не менее 5 см в зависимости от выбранного материала. Особо следует остановиться на устройстве отмостки из монолитного бетона. Перед укладкой бетона следует уложить арматуру. Без этого монолитная отмостка разрушится от образовавшихся под действием природных условий (изменение линейных размеров при колебаниях температуры) трещин. Нельзя забывать и об устройстве температурных швов, которые устанавливают не реже, чем через 2 — 2,5 м. Для этого годится просмоленная или обработанная эффективным антисептиком доска толщиной 15 — 20 мм, уложенная на ребро. Хорошо для температурных швов подходят виниловые ленты толщиной 10-15 мм, которые, деформируясь под нагрузкой, спасают отмостку от образования трещин.

В зданиях с подвалом глубина заложения подошвы фундаментов относительно пола подвала должна быть не менее 0,5 м. При плотных или укрепленных грунтах фундамент можно не заглублять в грунт. 

Влияние теплового режима здания на промерзание грунтов и на глубину заложения фундамента можно определить по таблице.

Типы фундаментов

Строительная практика за всю свою многовековую историю накопила немалый опыт в сооружении фундаментов и их конструкций. В зависимости от формы здания в плане каменные и бетонные фундаменты делятся на массивные, возводимые сплошь под всем сооружением; ленточные(в виде непрерывных лент) и столбовые(в виде отдельных столбов). Основные типы фундаментов, применяемых в индивидуальном домостроении, показаны на рисунке.

Ленточный фундамент

Обладая хорошей несущей способностью, ленточные фундаменты выдерживают большие нагрузки, что является важным фактором при строительстве кирпичных зданий. Особенно часто в коттеджном строительстве применяются  "малозаглубленные" ленточные фундаменты.

Малозаглубленные ленточные фундаменты:

Ленточные фундаменты сооружают из сборных железобетонных блоков, бутового камня или монолитного бетона.
Сборные ленточные фундаменты целесообразно возводить для зданий бесподвальной конструкции, так как большое количество швов между отдельными блоками требует хорошей гидроизоляции, а это влечет за собой дополнительные физические усилия и материальные затраты. Монолитные фундаменты более трудоемки в возведении, но их конструкция позволяет создать надежную гидроизоляцию, что очень важно для поддержания нормальных условий в подвальных помещениях. Из своего 40-летнего строительного опыта автор знает, что монолитные фундаменты в индивидуальном строительстве более экономичны, чем сборные. Они практически в 1,5 раза дешевле, а отсутствие большого количества швов между отдельными блоками избавляет от необходимости их заделки, что сказывается на трудоемкости работ и стоимости нулевого цикла дома. Кроме того, монолитные фундаменты более устойчивы при морозном пучении грунта, при просадках слабых грунтов, что сказывается на долговечности всего каркаса здания. Особенно ярко выражены преимущества монолитных фундаментов в зданиях с подвалом, построенных на грунтах с повышенной влажностью. В таких грунтах гидроизоляция подземных конструкций может стать непреодолимой проблемой или резко повлиять на себестоимость строительства. Водонепроницаемость монолитного бетона практически равна нулю, особенно если он изготовлен со специальными гидрофобными добавками, имеющимися в большом количестве на современном строительном рынке. Себестоимость такого бетона повышается незначительно и намного ниже себестоимости оклеечной гидроизоляции при более высокой надежности.

Свайно-ростверковый фундамент

Свайно-ростверковый фундамент. Состоит из монолитных ЖБ свай и ростверка.

Буронабивиые сваи представляют собой скважины, заполненные бетоном. Прочность бетона усиливают арматурным каркасом. Опалубкой для буронабивного фундамента служит сам грунт, если его пробурить диаметром 200 — 250 мм на глубину 90—150 мм в зависимости от состояния грунтов. 

Условно такие сваи разбивают на три типа:

• набивные сваи, устанавливаемые в сухих, маловлажных, связанных грунтах, не требующих специального укрепления стенок скважины;
• набивные сваи в несвязанных слабых и обводненных грунтах, стенки скважины в которых укрепляют с помощью избыточного давления или глинистого раствора;
• набивные сваи в слабых и обводненных грунтах, скважины в которых закрепляются обсадными трубами.

Ростверк выполняется в виде монолитной ленты на на песчаной подушке на поверхности грунта.

Железобетонные сваи

Свайные фундаменты из железобетона являются разновидностью столбчатых фундаментов.

Особенностью этого вида фундамента является то, что сваи погружают в грунт при помощи специальной техники (сваебойные копры, вибропогружатели и т. п.). Сваи прорезают верхние слабые грунты и передают нагрузку на более плотные нижние горизонты. Кроме того, в процессе погружения сваи уплотняют грунт, повышая его несущую способность. Различают сваи стойки, висячие сваи и винтовые сваи. 

Свайный фундамент для деревянного дома.

Сваи стойки своим нижним концом опираются на метериковый грунт, расположенный на глубине 2 — 6 и более метров. 

Несущая способность висячих свай основывается на силах трения между поверхностью сваи и уплотненным грунтом.    Столовники свай связывают между собой монолитными железобетонными балками (ростверками), которые служат основанием для стен дома.

Свайно-винтовой фундамент

Винтовые сваи представляют собой большие шурупы, которые ввинчивают в грунт при помощи специального оборудования. 

Такая технология возведения фундаментов используется на слабонесущих грунтах с высоким уровнем грунтовых вод и даже на плывунах, когда требуется сохранить рельеф местности. При данной технологии земляные работы сведены к минимуму. Достаточно с площадки, которую будет занимать здание, удалить деревья и кустарники.

Плита

Плитные фундаменты целесообразно возводить при высоком уровне грунтовых вод, при неравномерно сжимаемых или слабых грунтах. Для этого под всей площадью дома возводят сплошную монолитную плиту, усиленную железобетонным каркасом. При этом площадь взаимодействия фундамента с основанием значительно увеличивается, а вероятность просадок грунта снижается.