Виды фундамента. Грунты для фундамента.

Основание под фундамент

Грунт для строительства принято разделяются на две большие группы:

• пучинистые
• непучинистые

Пучинистые грунты:

• глинистые грунты (в основном смесь песка и глины) содержат очень мелкие частицы (меньше 0,005 мм), имеющие в большинстве чешуйчатую форму и тонкие многочисленные капилляры, которые легко всасывают воду. В большинстве случаев глинистые грунты легко увлажняются и разжижаются, при
• песчаный пылеватый и мелкий с высокой влажностью - плывун (не используются в качестве основания из-за его низкой несущей способности)
• крупномоноблочный, содержание глинистого заполнителя в котором превышает 15%.

Непучинистые грунты:

• Крупнообломочные грунты с частицами размерами более 2 мм (щебень, галька, гравий) являются хорошим основанием, если они лежат плотным слоем, и не подвержены размыванию.
• Песчаные грунты состоят из частиц размером от 0,1 до 2 мм и различаются на гравелистые, крупные, средней крупности и пылеватые. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может нести и при достаточной мощности и равномерной плотности слоя представляет хорошее основание для зданий.

В связи с этим независимо от уровня зимнего стояния грунтовых вод и глубины промерзания фундаменты на непучинистых песчаных и крупнообломочных грунтах можно закладывать на небольшую глубину, но не менее 0,5 м от поверхности спланированной земли. При определении уровня стояния грунтовых вод следует учитывать, что летом и весной он значительно повышается, а зимой понижается.

Типы фундамента

Выбор вида фундамента при строительстве зданий определяется инженерно-геологическими условиями площадки строительства, близостью соседних зданий и сооружений, экономической и технологической целесообразностью.

По способам передачи давления от вышележащих нагрузок на грунт основания фундаменты делятся на две категории:

• Заглубленный – глубокого заложения для зданий из «тяжелых» материалов (камень, бетон, кирпич и дерево, которое планируется облицевать кирпичом, камнем), передают нагрузку как по подошве, так и по боковой поверхности за счет трения о поверхность грунта. Фундаменты глубокого заложения формируются или погружаются в грунт при помощи специальных устройств, технология их возведения не требует разработки котлованов.
• Мелкозаглубленный – фундаменты, возводимые в открытых котлованах для зданий из «легких» материалов (бревно, брус), передают давление на грунт основания только по подошве.

При тяжелых несущих стенах коттеджа самым надежным является монтаж монолитного железобетонного заглубленного фундамента с подошвой ниже глубины промерзания грунта. Эта конструкция обеспечит высокую устойчивость здания и симметричность как распределения нагрузки, так и деформации грунта. Результат - исключение перекосов и искривлений фундамента.

Сплошная железобетонная плита под всей площадью дома, сочетающая функции фундамента и пола подвала, как обычно делается для зданий повышенной этажности. Естественно, такая конструкция - самая дорогая и трудная в монтаже, хотя и исключает необходимость делать подошву шире обреза, а стену подвала - слишком толстой.

Схему мелкозаглубленного фундамента следует определять только после инженерного расчета возможных деформаций грунтового основания, особенно для средне-, сильно- и чрезмерно пучинистых грунтов. Эти деформации должны быть меньше допустимых значений для выбранной конструкции здания. Поэтому надземная часть дома рассматривается не только как нагрузка, но и как активный элемент конструкции: чем выше жесткость постройки, тем меньше относительные деформации грунтового основания.

Выбор материала для мелкозаглубленного ленточного фундамента тоже зависит от пучения грунта:

• При чрезмерном пучении пригоден лишь монолитный железобетон.
• При сильном - монолитный железобетон или железобетонные блоки, жестко соединенные между собой.
• При среднем - монолитный бетон или бетонные блоки, уложенные в перевязке на растворе.
• И наконец, при слабом - монолитный бетон или бетонные (керамзитобетонные) блоки, уложенные свободно, без соединения друг с другом, а также бутобетон, цементогрунт или бут.

Следует особо отметить, что при среднем, сильном и чрезмерном пучении ленточный фундамент должен представлять собой единую раму, образованную жесткой системой пересекающихся лент. А если жесткость стен здания окажется недостаточной, следует предусмотреть и железобетонные пояса в уровне перекрытий. На сырых и, в особенности, мокрых участках необходимо искусственно понижать уровень грунтовых вод, отводя почвенные воды от фундамента с помощью дренажных сооружений, водосборных канав, лотков, траншей.

К фундаментам также принято относить свайные фундаменты, которые нередко в литературе по строительству выделяются в отдельный тип. В зависимости от вида они могут передавать основную часть нагрузки как по боковой поверхности (висячие сваи), так и под острием (сваи-стойки).

Чем глубже заложен фундамент, тем больше его устойчивость и надежность, вертикальные силы морозного пучения перестают действовать на его подошву, заложенного ниже глубины промерзания. Но касательные силы морозного пучения, действующие на боковые поверхности, могут вытащить и оторвать фундамент вместе с промерзшим грунтом. Особенно это опасно в тех случаях, когда он выполнен из кирпича или мелких блоков и на нем установлено легкое сооружение. В этих случаях применяют не блочные, а мелкозаглубленные плитные или ленточные фундаменты.

Основание фундамента делают расширенным в виде опорной площадки-анкера, не позволяющей вытащить его из земли при морозном пучении грунта. Иначе говоря, глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам можно принять за естественное основание для возводимого здания.

В зависимости от способа опирания на грунт различают 4 типа фундамента:

• Ленточный
• Плитный
• Свайный
• Столбчатый

Ленточный фундамент – это монолитная бетонная конструкция, которая заливается по всему периметру новостройки, включая каждую капитальную стену - и внешнюю, и внутреннюю. Ленточный фундамент – оптимальное решение для зданий с тяжелыми стенами, но и для «легких» он тоже используется. Ленточный фундамент бывает как монолитный, так и сборный.

В основе монолитного лежит пенобетон или бетон, он изготавливается при помощи арматурной опалубки, которую ставят на дно строительного котлована.

Сборный ленточный фундамент состоит из готовых бетонных или железобетонных блоков, они укладываются на раствор и скрепляются стальной проволокой. Такой фундамент возводить проще и быстрее, однако, он имеет высокую себестоимость и водопроницаемость, в тех местах, где плиты соприкасаются, поэтому необходимо предусмотреть слой гидроизоляции.

Монолитный и сборный фундаменты по своим эксплуатационным качествам равноценны. В пучинистых грунтах заглубленные ниже точки промерзания ленточные фундаменты сооружаются только под тяжелыми зданиями. Легкие брусчатые дома чаще возводятся на так называемых мелкозаглубленных ленточных фундаментах (их нижняя опорная плоскость располагается на глубине 400–700 мм). Но при этом нужно предусмотреть мероприятия для ослабления сил морозного пучения: осушить участок, уплотнить грунт, отвести талые и дождевые воды. Либо же утеплить сам фундамент.

Ширина ленточных фундаментов под наружные стены должна быть не меньше ширины стены. Оптимальной является ширина, на 5 см превышающая толщину оштукатуренной стены. Профессионалы рекомендуют прокладывать такую ленту не только под несущими стенами, но и под всеми выступающими частями дома (под крыльцом, верандой и т. д.) Это повышает стоимость строительства, но придает всей конструкции необходимую целостность. Для закладки ленточных фундаментов выкапывают траншею глубиной около 900 мм и на 300 мм засыпают песком. Получившуюся песчаную подушку тщательно трамбуют и проливают водой. Затем изготовляют армированную бетонную ленту сечением 600?400 мм, а после застывания бетона сверху выкладывают более узкую ленту из пескоцементных блоков. Ленточную конструкцию можно сооружать и в зимнее время, если в бетон и раствор для кладки введены специальные морозостойкие добавки. Такие фундаменты довольно дешевы и надежны, потому что представляют собой жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания здания.

Плитный фундамент – монолитная железобетонная плита, которая располагается под всей площадью фундамента. Устройство плитного фундамента связано с расходом бетона, арматуры и требует серьезных земляных работ, это наиболее дорогой способ исполнения основы под дом.

Данный вид фундамента целесообразно использовать при сооружении небольших домов без высокого цоколя, а сама плита используется в качестве основания пола. Плитный фундамент применяется на всех видах грунтов и при любой глубине залегания грунтовых вод. Он представляет собой железобетонную плиту толщиной 25 см, на которую здание будет опираться всеми своими стенами. Такие фундаменты идеально подходят для пучинистой почвы с высоким уровнем грунтовых вод, поскольку не боятся их вертикальных и горизонтальных перемещений.

Плитные фундаменты хорошо выравнивают все вертикальные и горизонтальные перемещения грунта, за что получили еще одно название: плавающие. Для домов более высокого класса чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит или армированных перекрестных лент. Для постройки плитного фундамента сначала роют котлован, затем его утрамбовывают и делают на дне подушку из слоя песка и слоя гравия. Сверху на них укладывают гидроизоляционный материал. Поверх гидроизоляции наливают тонкий слой бетона. А затем укладывают арматуру и закачивают в котлован бетонный раствор. На сооруженной таким образом плите устраивается ленточный монолитный фундамент под несущие стены дома.

Чтобы снизить расходы на материалы и трудозатраты, а также для того, чтобы можно было выполнять фундаменты глубиной заложения 40–50 см даже в условиях очень сурового климата, применяют незаглубленные фундаментные плиты. Чтобы уберечь такие фундаменты от промерзания, их надо утеплять. Теплоизоляция укладывается после гидроизоляционного материала в самых важных местах — практически вокруг дома. На что бы вы ни сделали ставку, какой бы фундамент ни выбрали, ваш дом из бруса должен стоять, а не «плавать», а двери в нем открываться и закрываться в любое время года.

Свайный фундамент - используют сваи- столбы с заостренными нижними концами.

Различают забивные и набивные сваи, изготавливаемые путем заполнения бетонной смесью.

Забивные сваи бывают из железобетона, металла, дерева. Наиболее распространены железобетонные сваи.

Свайный фундамент отлично подходит для строительства крупногабаритных сооружений, незаменим на неустойчивых грунтах, в зданиях без подвалов практически позволяет исключить земляные работы. Основная функция свай в данном фундаменте – передать нагрузку от несущих конструкций в нижележащие слои грунта.

Фундамент на винтовых сваях не требует гидрогеологических исследований местности, он может быть выполнен в труднодоступных местах на не выровненном, не раскорчеванном от пней участке или, наоборот, на ухоженном газоне. И в этом его огромный плюс.

Фундамент на винтовых сваях экономичен, не требует усадки, работы по его устройству выполняются в течение нескольких дней, а тяжелая строительная техника при этом не применяется. Единственный недостаток такого фундамента - это возможность использования под небольшими постройками.

Винтовая свая представляет собой стальную трубу, нижняя часть которой оснащена режущими лопастями определенной формы. Лопасть служит для распределения усилия от строения на большую площадь грунта и препятствует вырыванию сваи силами морозного пучения. Лопасть позволяет преобразовать вращательный момент в поступательное усилие во время погружения сваи, благодаря чему она как шуруп вкручивается в грунт на необходимую глубину. В процессе завинчивания можно добиться однородной несущей способности для всего фундамента при разнородных грунтах (сваи завинчиваются на различную глубину), а также при залегании в верхних слоях торфа или других просадочных грунтах (сваю увеличивают до необходимой длины и завинчивают до тех пор, пока она не пройдет этот слой). Высокий уровень грунтовых вод при установке фундаментов на винтовых сваях также не является проблемой, т. к. эта технология пришла в загородное домостроение из мостостроительной отрасли.

После установки фундамента на винтовых сваях можно сразу укладывать нижний венец и монтировать дом. Инженерные коммуникации можно планировать параллельно со строительством дома. Винтовые сваи незаменимы при расположении дома на склонах, при присоединении к дому различных пристроек. К тому же такой фундамент обеспечивает хорошую вентиляцию подполья, препятствует гниению древесины и гораздо более ремонтопригоден, чем ленточный или плитный.

Столбчатый фундамент - используют железобетонные, асбестоцементные, металлические трубы и столбы, кирпич, получил широкое распространение за свои достоинства — простоту и дешевизну. Этот тип фундаментов по расходу материалов и трудозатратам в 1,5–2 раза экономичнее ленточных.

Его устраивают после срезки растительного слоя на глубину 0,5 м и подготовки песчаной подушки толщиной не менее 0,2 м. Чем прочнее материал, тем меньшим будет диаметр фундаментного столба. Столбчатый фундамент предусматривает возведение столбов во всех углах сооружения, а также в местах с повышенной нагрузкой. А вот насколько глубоко нужно поставить столбы, решат специалисты, исходя из гидрогеологических особенностей местности.

Столбчатый фундамент дает значительную экономию материала, его преимущество особенно очевидно при строительстве «легких» домов каркасного или деревянного типа. Его применяют на грунтах не подверженных пучению, он исключает строительство подвалов и погребов.

От верно выбранного типа фундамента, зависят эксплуатационные качества здания, его долговечность и надежность.