Для чего предназначены фундаменты зданий

Обновлено: 16.05.2024

Фундаменты зданий и сооружений Фундаменты зданий и сооружении, части зданий и сооружений (преимущественно подземные), которые служат для передачи нагрузок от зданий (сооружений) на естественное или искусственное основание (см. Основания сооружений ). Фундаменты мелкого заложения подразделяются на ленточные под несущие и самонесущие стены ( рис. 1 , а); ленточные под ряд колонн ( рис. 1 , б); столбчатые под стены; отдельные под колонны ( рис. 1 , в), а в комбинации с фундаментными балками ≈ и под стены; сплошные в виде плоских ( рис. 1 , г) или ребристых плит (под всем сооружением или его частью); массивные (под всем сооружением). Такие фундаменты обычно выполняют ступенчатыми, с уширением книзу. Верхняя поверхность фундамента, отделяющая его от вышележащей части здания (сооружения), называется обрезом, а нижняя, опирающаяся на грунт основания, ≈ подошвой. Расстояние от обреза до подошвы называется высотой фундамента, расстояние от планировочной отметки поверхности земли до подошвы ≈ глубиной заложения фундамента. В отдельных фундаментах в их верхней части (называемой подколонником) устраивается углубление (стакан) для установки колонн.

═ Выбор типа фундамента определяется инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями строительной площадки, назначением и конструктивными особенностями здания или сооружения, величиной нагрузки, передаваемой на фундамент, а также производственными возможностями строительной организации. Глубина заложения Ф. з. и с. устанавливается в зависимости от свойств и характера напластований грунтов, уровня грунтовых вод (с учётом его колебаний в процессе строительства и эксплуатации сооружения), величины и характера действующих на основание нагрузок, глубины заложения подземных коммуникаций и фундаментов под машины и оборудование, климатических особенностей района строительства (глубины сезонного промерзания и т.п.). Принятая глубина заложения фундамента должна быть достаточной для обеспечения устойчивости основания и исключения возможности пучения грунта (при его промерзании) и осадки (при оттаивании). В непучинистых грунтах при залегании уровня грунтовых вод на значительном расстоянии от поверхности земли допускается закладывать подошву фундамента выше глубины промерзания грунта. Размеры подошвы Ф. определяют, исходя из условия, чтобы среднее давление на основание не превышало расчётного давления, величина которого зависит от вида и свойств грунта, глубины заложения фундамента, конструктивных особенностей сооружения. При назначении размеров подошвы фундамента учитывают предельные величины вертикальных деформаций (осадки, подъёмы), при которых ещё обеспечивается необходимая прочность надфундаментных конструкций и соответствие здания (сооружения) технологическим или архитектурным требованиям. При действии значительных горизонтальных нагрузок (в т. ч. сейсмических), а также в случае водонасыщенных глинистых и заторфованных грунтов должна быть обеспечена, кроме того, устойчивость основания.

═ Расчёт конструкции Ф. з. и с. производится по прочности и по величине раскрытия трещин. Фундаменты мелкого заложения обычно устраиваются монолитными ≈ из каменных материалов, бутобетона, бетона и железобетона. Ленточные, отдельные (под колонны), сплошные и массивные фундаменты, как правило, выполняются из железобетона. Материалы, применяемые для устройства Ф. з. и с., должны обладать необходимой водо- и морозостойкостью. В современном строительстве весьма эффективны сборные ленточные фундаменты под стены зданий ( рис. 2 , а), выполняемые из типовых железобетонных блоков-подушек и бетонных становых блоков или панелей. Блоки-подушки можно укладывать с разрывом, образуя прерывистый фундамент ( рис. 2 , б). Осадка последнего оказывается меньше, чем ленточного, поэтому давление под его подошвой может быть повышено на 20≈30%. Сборные фундаменты под отдельные колонны и столбы устраивают из блоков стаканного типа ( рис. 2 , в) или из нескольких блоков-подушек ( рис. 2 , г).

═ Фундаменты зданий с подвалами при высоком уровне грунтовых вод должны иметь гидроизоляцию , исключающую возможность затопления подвалов. Для защиты Ф. з. и с. от действия агрессивных грунтовых вод применяют плотный бетон со специальными добавками, а также обмазочную, оклеечную и др. виды гидроизоляции.

═ Фундаменты мелкого заложения обычно возводятся в котлованах или траншеях. Получает распространение метод вытрамбовывания котлованов (под отдельные фундаменты) или траншей (под ленточные фундаменты) с помощью трамбующих машин . В этом случае исключаются земляные работы и обеспечивается дополнительное уплотнение грунта основания.

═ Около 80% фундаментов жилых и производственных зданий имеет мелкое заложение. Фундаменты глубокого заложения устраивают с применением набивных или забивных свай (см. Свайный фундамент ), глубоких опор (набивных или из оболочек), опускных колодцев и кессонов . Их применение целесообразно при слабых, просадочных, набухающих и др. грунтах с особыми свойствами, высоком уровне грунтовых вод и особенно при возведении мостов и глубоких подземных сооружений .

═ Лит.: Сорочан Е. А., Сборные фундаменты промышленных и жилых зданий, М., 1962; Справочник инженера-строителя, т. 1, М., 1968; Основания и фундаменты, под ред. Н. А. Цытовича, М., 1970: Строительные нормы и правила, ч. 2, гл. 15≈15а. Основания зданий и сооружений, М., 1974≈75.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Не существует сооружения, которое можно было бы возвести непосредственно на грунте.

Ведь за счет собственной, даже небольшой, массы несущих конструкций здание будет неизбежно проседать, а уже через несколько лет появятся трещины в конструкции с дальнейшим полным разрушением.

Поэтому, под зданием нужно обязательно обустраивать специальную конструкцию – основание. Именно оно обеспечит дополнительную жесткость и прочность будущему сооружению.

Фундамент должен обеспечивать:

Равномерное распределение по грунту массы здания;
Обеспечение стандартного положения сооружения на почве;
Стабилизация угловых вертикальных и горизонтальных смещений;
Жесткость и соединение с несущими элементами здания;
Снижение негативного влияния самой почвы, а также нивелирование возможных подвижек почвы;
Защиту внутреннего пространства здания, особенно подвалов, технических этажей, от проникновения грунтовых вод, грызунов;
Обеспечение оптимального микроклимата внутри сооружения;
Стабилизацию здания в условиях сейсмической активности.

Поэтому, существует огромное количество различных оснований, которые отличаются конструкцией, характеристиками, сферой применения. Но сначала нужно разобраться, на каких грунтах какие основания используются.

Виды оснований зданий по назначению

Несущий. Это основной тип фундамента, выполняет задание только передачи нагрузки от здания на грунт, другого назначения нет.
Комбинированный. Этот уже выполняет не только несущее задание, но и защищает здание от сейсмических толчков, вибрации от магистралей или железнодорожного полотна, паводков и других внешних воздействий. Соответственно, конструкция уже отличается, как и подобранные для такого основания материалы.
Специальные. К ним относятся сейсмостойкие основания. Они не предназначены для защиты сооружения от вспучивания почвы или воздействия грунтовых вод. А в конструкции имеют специальные наполнители и соединительные группы, которые отвечают за целостность конструкции в целом даже при значительных подвижках почвы. Бывают качающиеся и плавающие. Конструкция каждого типа основания зависит от почвы и сейсмических характеристик территории.

Типы оснований по материалам

Железобетонный. Выполняется из бетонных материалов, обладает значительной жесткостью и прочностью, стойкий к грунтовым водам и агрессивным средам. Дополнительную прочность и жесткость конструкции дает арматурное наполнение. Арматура играет ключевую роль на первичных этапах возведения здания, ведь бетон получает свои несущие характеристики длительное время, до нескольких лет в зависимости от климата и почвы. Бывает монолитный (единая железобетонная плита) и сборный (делается из сборных заводских блоков, соединенных арматурой и раствором).
Каменный. Это долговечный фундамент, который можно встретить в старых зданиях, причем он отличается высокой прочностью и отличными техническими характеристиками. Он делается из натурального камня, причем используется материал, характерный для данной территории. Камень соединяется между собой в единое целое с помощью цементного раствора, глины или других материалов.
Саманный фундамент. Это особенный тип основания, используется на территориях с умеренной влажностью и низким залеганием грунтовых вод. Его особенность в том, что при возведении используются только натуральные материалы, такие как глина и солома. Используется только для небольших жилых зданий, но тут комбинировать саманный кирпич с керамическим кирпичом или блоками нельзя, основание не выдержит нагрузки. Также саманный фундамент нужно дополнительно гидроизолировать, теплоизоляция тут не нужна.
Деревянный. Для его возведения используют прочную древесину, стойкую к атмосферным воздействиям, грунтовым водам и грызунам. Для таких целей отлично подходит лиственница (она выделяет на открытом воздухе скипидар, который не «любят» грызуны и грибки, а сама древесина консервируется) и дуб (прочный и стойкий к любым воздействиям). Это плавающий тип фундамента, причем выдерживает сильные сейсмические волны, поэтому изх часто можно встретить в горной местности.
Ячеистобетонный. Этот тип основания набирает популярность через свою дешевизну и скорость возведения. Как правило, в конструкции предусмотрена ячейка для бетонных блоков, они ложатся в шахматном порядке, и медленно поднимается сама конструкция основания.

Влияние грунта на выбор фундамента

Конструкция любого основания подразумевает передачу всей нагрузки от здания на грунт. Соответственно, состав, характеристики и несущая способность грунта играет ключевую роль при выборе типа и конструкции фундамента для будущего здания. Итак, основания грунтового типа могут быть естественными и природными.

Естественные – это основания, на которых фундаменты возводятся без дополнительного укрепления. А к искусственным относятся основания, которые ложатся на специально создаваемую песчаную подушку. Естественные основания бывают следующих типов: песчаные, глинистые, лессовидные (тут нужно помнить о значительной сейсмической опасности), скальные, супеси и суглинки.

Все почвы, кроме скальных, неизбежно дадут значительную просадку здания, поэтому впоследствии неравномерной нагрузки на грунт в различных местах здания возникают трещины.

Поэтому, самые надежные почвы с точки зрения искусственного возведения оснований, считаются именно скальные.

Глубина заложения основания в зависимости от типа почвы

Гравелистые почвы (скальные породы, возможна комбинация с песком или глиной). Это прочные почвы, не склонные к подвижкам и не сжимаются впоследствии температурного воздействия. Глубина закладки фундамента здания составляет до 1 метра.

Искусственные основания делают на слабых почвах при значительных нагрузках на подошву. К ним часто относят песчано-гравийную подсыпку, различные наполнители и каменистый прочный материал.

Выбор типа фундамента в зависимости от почвы

Если нужно возводить основание на холмистой местности, тогда сразу нужно рассчитывать боковое давление почвы, возможности горизонтального сдвига и давление почвы по уровню промерзания.

Величина таких давлений зависит от множества факторов и ее трудно порой рассчитать правильно. Поэтому конструкция оснований на холмах сразу предусматривает как минимум половину запаса прочности.

В таких случаях нужно использовать столбчатые фундаменты, столбы которых соединяются между собой ростверком (железобетонная обвязка). Также тут можно использовать ленточные фундаменты с надежной горизонтальной и вертикальной обвязкой.

Стационарное основание. Используется при возведении небольших зданий с малой несущей массой.
Плавающий фундамент. Строится на пучинистых почвах, несущие свойства которых отличается от сезона, насыщенности влагой и температурного режима. Конструкция: монолитная или решетчатая плита, толщина зависит от нагрузки самого здания. Используется для небольших сооружений.

Ленточный и столбчатый фундаменты. Это распространенные стационарные основания, пользуются заслуженной популярностью среди частных застройщиков. Столбчатая конструкция незаменима на глубоко промерзаемых почвах. Не рекомендуется его использовать при строительстве домов с тяжелыми стенами, ведь тогда нужно проводить подробные расчеты несущей нагрузки на каждый столб индивидуально. А это несет за собой расчет толщины, высоты и типа столба, а также материала его выполнения. Особенность ленточного фундамента в том, что цоколь там плавно переходит в стены, а нагрузка от стен и перекрытий передается равномерно на каждый квадратный сантиметр основания. Ленточное основание способно выдержать значительные нагрузки, можно построить полноценный подвал или технический этаж, а также подземный паркинг. Его нужно возводить на сухих непучинистых грунтах, ведь при установке основания на глубоко промерзающих грунтах его постройка будет очень дорогой и экономически не выгодной.
Фундамент на винтовых сваях. Он появился относительно недавно, раньше применялся в промышленности для возведения оснований для высоковольтных линий электропередач, некоторых промышленных зданий, а также мачт сотовой связи. Но плавно такая технология перешла в частный сектор и активно используется при возведении зданий на сложных почвах. Отличительная особенность свайной конструкции – это возможность монтажа свай на значительной глубине, ведь она вкручивается до тех пор, пока не достигнет плотных пород.

Винтовая свая – это металлическая конструкция с лопастями, которая вкручивается в грунт специальной техникой или вручную.

Как правило, расчет проводится не столько количества этих дешевых строительных конструкций, как нагрузки на ростверк, с помощью которого сваи соединяются между собой. Также свайный фундамент возводится на поверхностях с большими перепадами высот, ведь тут не нужно проводить первичную обработку и выравнивание почвы.

Но основной недостаток свайного фундамента – это необходимость делать теплоизоляцию подполья, а это сложная технология, учитывая наличие открытого пространства снизу. Монтаж свай занимает максимум несколько дней, при этом не нарушается структура самой почвы. Не используется при возведении зданий на скалистых почвах.

После монтажа свай их внутренняя полость заполняется бетоном с целью увеличить прочность и допустимую нагрузку.

Конструкция различных типов фундаментов

Ленточный. Это сборная или монолитная железобетонная конструкция, делается на всему периметру будущего здания под несущими стенами. Ленточные фундаменты бывают заглубленными (нижняя кромка устанавливается на граничном уровне промерзания), малозаглубленными (нижняя кромка выше глубины промерзания). Заглубленные основания считаются оптимальными для зданий с высокими нагрузками на грунт, ведь фундамент стойкий к воздействию со стороны почвы. Конструкция состоит из монолитных плит или готовых железобетонных блоков, которые укладываются по периметру несущих стен, а также на их пересечении, соединяются между собой арматурой. Стоит такое основание недешево, но выдерживает большие нагрузки, а за счет монолитности конструкции даже при средних подвижках сдвигается все здание, а не его часть.
Столбчатый. Часто его используют для экономии материалов при возведении оснований на слабопучинистых почвах. Если используются только столбы, тогда лучше несущие стены из ленточных бетонных блоков делать по стыкам на столбах. А если столбчатая конструкция используется на пучинистых слабых почвах, тогда столбы между собой соединяются жестким железобетонным армированным ростверком. Тут ключевой элемент – это столб, который углубляется на глубину ниже уровня промерзания, в качестве несущей конструкции используется асбестовая труба, внутри устанавливается арматура, делается обвязка и все заливается бетоном.

Свайные фундаменты. Их сразу можно подразделить по конструкции и типу выполнения свай на забивные, трубобетонные, буронабивные, винтовые и другие конструктивные разновидности. Соответственно, конструкция отличается в зависимости от способа установки свай, их типа, материала выполнения, прочих параметров. Все сваи нужно между собой соединить армированием в виде металлической обвязки или железобетонного ростверка. Также можно делать деревянную обвязку, но она рассчитана на небольшие нагрузки. Такой фундамент незаменим при возведении зданий на рельефной территории, ведь земляные работы будут стоить дороже использования даже металлических или бетонных свай.
Плитные фундаменты. Это фактически монолитная железобетонная плита, расположенная под стенами здания и она монтируется по всей площади будущего сооружения. Это дорогое удовольствие, ведь на сооружение плиты пойдет много цемента, песка, щебня и арматуры. Но такая плита гарантирует плавность всего здания, ведь при сейсмических воздействиях сползать будет только плита, а не отдельные ее элементы.
Континуальные фундаменты. Это основания специального назначения, используются при возведении мостов, бункеров, больших промышленных объектов. Конструкция оснований подбирается под каждое сооружение индивидуально, отличается множеством параметров, а также призвана передавать равномерно массу сооружения на всю поверхность почвы. Толщина и наполнение плит во многом зависит от назначения, поэтому в частном строительстве практически не используется.

Как подобрать оптимальную конструкцию будущего фундамента

Тут многое зависит от финансовых возможностей застройщика и ключевых характеристик будущего здания. Ведь на одном и том же грунте можно возвести сразу несколько вариантов фундаментов, но они будут отличаться конструкцией и финансовыми составляющими. Соответственно, при выборе конструкции фундамента стоит обращать внимание на следующие параметры:

Совместимость выбранной конструкции из существующим типом почвы;
Наличие или отсутствие сейсмических зон;
Протяженность различных источников мощной вибрации;
Наличие поблизости памятников архитектуры;
Температурные факторы промерзания грунта, а также влажность климата, глубина погружения и расположения грунтовых горизонтов;
Наличие поблизости промышленных предприятий, которые часто сбрасывают сточные воды, загрязненные агрессивными веществами.

Какую конструкцию фундамента не использовать, все равно нужно обязательно сделать гидроизоляцию и теплоизоляцию основания. Без этих действий нельзя получить качественное и долговечное основание, способное выполнять свои основные функции.

Любое сооружение, независимо от назначения, размеров и характеристик, нельзя строить непосредственно на грунте. Ведь тогда оно уже через пару лет разрушится. Здания строят на прочных основаниях, которые называются фундаменты. Устройство фундаментов бывает различным, ведь тут учитывается множество факторов, среди которых есть даже климатические.

Так зачем нужен фундамент, какая его роль в строительстве?

Фундамент – это специальная конструкция, на которую ложится основная нагрузка от здания;
Обеспечение защиты цокольного и первого этажа от воздействия влаги, холода со стороны почвы, а также грызунов;
При правильном выполненном монтаже, гарантированно простоит десятилетия, причем не возникнет просадки самой конструкции сооружения.

Фактически, фундамент – это ключевой элемент в любом здании. Без него нельзя построить и обычную небольшую хозяйственную постройку, причем даже для нее нужно проводить тщательные расчеты допустимых нагрузок. Соответственно, сразу возникает вопрос, какой фундамент выбрать для конкретного здания? Тут нужно учитывать ряд особенностей:

Тип почвы, наличие грунтовых вод и глубина их заложения;
Климатические условия, особенно вероятности длительного промерзания почвы на большую глубину;
Наличие горизонтальных и вертикальных нагрузок на основание;
Использование рекомендуемых строительных материалов, а также способ их укладки;
Конструктивные особенности будущего здания, его высота, материал несущих стен и перекрытий.

Таким образом, выбор фундамента – это сложный процесс. Однако, существует большое количество различных типов оснований для каждого конкретного случая, а поэтому каждый желающий может не только проконсультироваться с профессионалами, но и самостоятельно определиться с типом будущей конструкции.

Как выбрать фундамент?

Итак, какой фундамент для дом лучше? Как уже было сказано, тут многое зависит от параметров почвы и климатических условий на строительной площадке. На данный момент существуют следующие виды фундаментов:

Ленточное основание

Ленточный фундамент на песчаной подушке.

Технология простая, но это довольно массивная конструкция. Такое основание дорогое в возведении, трудоемкое и требует больших затрат строительных материалов. Используется в индивидуальном строительстве. Конструктивно, это железобетонная монолитная полоса, которую строят по всему периметру будущего здания — она укладывается под все без исключения несущие конструкции.

В большинстве случаев, толщина и размеры полосы одинаковы под всеми стенами, но многие строители делают ленту более тонкой под несущими внутренними стенами. Используется при строительстве бетонных, каменных и кирпичных зданий, а также в случае тяжелых перекрытия. Также его практикуют, если в сооружении планируется устройство подземного гаража или подвала.

При строительстве используется большое количество готовых железобетонных плит и блоков, которые весят много, а поэтому без специальной строительной подъемной техники тут не обойтись.

Устройство такого фундамента:

Укладывается на глубину порядка 20 см ниже уровня промерзания почвы, максимальная глубина погружения составляет не более 50-70 см. Толщина железобетонной ленты подбирается индивидуально, т.к. тут все зависит от типа и толщины несущих стен, используемого материала и силы давления здания на почву.

Такие основания нужно дополнительно гидро- и теплоизолировать, а это дополнительные финансовые затраты.

Ленточные фундаменты бывают:

Мелкозаглубленный. Часто используется для деревянных зданий или каменных сооружений с высотой в один этаж. Закладывается на слабопучинистых почвах, глубина погружения составляет до 70 см.
Заглубленное ленточное основание. Оно практикуется при возведении массивных больших и тяжелых сооружений, используется при возведении подземных этажей и гаражей. Это дорогая конструкция, т.к. нужно использовать большое количество цемента, щебня и песка, а также сложную систему армирования и опалубки.

Столбчатый фундамент

Устройство столбчатого фундамента.

Особенность конструкции этого типа фундамента в том, что по периметру здания устанавливаются железобетонные столбы, которые связываются между собой жестким армированным ростверком. Причем столбы (сваи) устанавливаются в местах наибольшего давления здания на почву.

Такой тип фундамента практикуют, если почва содержит большое количество грунтовых вод, присутствуют плывуны или предусмотрен искусственный перепад высот на строительной площадке. Больших финансовых затрат на гидроизоляцию тут не требуется, а вот над утеплением пола придется потрудиться.

Устройство:

Это система массивных свай с различной длиной и глубиной погружения, рассчитанная на распределение нагрузки от ростверка и несущего здания. Как правило, расстояние между сваями составляет до 2 метров, но может быть уменьшено через особенности почвы на строительной площадке. Производятся из различных материалов, вплоть до кирпича и полого газобетона.

Для увеличения теплоизоляции подпольного пространства, рекомендуется делать теплоизоляцию не только пространства между сваями, но и поверхности под полом здания. Такие работы нужно выполнять на стадии строительства фундамента, в противном случае понадобятся дополнительные финансовые затраты.

Используется только при возведении небольших и легких деревянных и каркасных зданий с ограниченной высотностью. Свайный фундамент не выдерживает сезонные подвижки почвы и пучинистые грунты. Конструктивно отсутствует возможность устройства подвала.

Монолитный фундамент

Схема монолитного ленточного фундамента.

Практикуется при возведении легких деревянных зданий. Как правило, строительство выполняется в сжатые сроки непосредственно на площадке. Это не очень трудоемкий процесс, т.к. понадобится, в основном, лишь бетонный раствор и щебень.

Виды монолитных оснований:

Ленточный. Это железобетонная полоса, создаваемая по всему периметру здания.
Столбчатый. Используется система столбов, установленных в местах с наибольшей допустимой нагрузкой со стороны здания.
Сплошной монолит. Используется, когда почва подвижная, возможны существенные подвижки и смещения слоев. Такое основание сплошное и заливается под всем зданием как единая бетонная плита.

Ключевое преимущество такого фундамента – это возможность возводить на нем здания в сейсмически активных зонах. Причина простая – во время подвижек почвы здание не разрушается, а двигается одновременно со слоями земли.

Свайный фундамент

Схема армирования и составляющих свайного фундамента.

Используется при возведении зданий на неустойчивых и подвижных почвах. Это оптимальная конструкция для мощных и тяжелых сооружений. В конструкции используются заостренные стальные или бетонные сваи, которые вкручиваются в почву ниже зоны промерзания.

С точки зрения практичности – это оптимальное решение, когда здание строится на высоко расположенных грунтовых горизонтах, а также при наличии обильных длительных дождей.

Как правило, такие конструкции часто используют на плывунах, ведь под ними всегда есть каменистая почва. Соответственно, с помощью специальной техники сваи вкручиваются на глубину до зоны твердых почвенных горизонтов. Каждая свая рассчитана на нагрузку до 5 тонн, после монтажа свай их соединяют жестко арматурными железобетонными балками.

Такое основание мало чем отличается от столбчатого фундамента, но сваи выдерживают большие нагрузки. Поэтому сваи оптимальны, когда верхний шар почвы не способен выдерживать нагрузки от здания. Встретить такие фундаменты в частном строительстве практически невозможно.

Плитный фундамент

Устройство плитного фундамента.

Это монолитная железобетонная конструкция, которую закладывают в котлован по всему периметру здания. Это дорогой тип фундамента, ведь тут присутствуют расходы на земельные работы, строительный материал. Кроме того, потребуется несколько мощных бетономешалок. Такие основания стоит использовать при возведении небольших зданий, где сама плита – это пол сооружения.

Применение:

Используется для возведения зданий на всех видах грунтов при любом залегании грунтовых вод. Отличное решение при строительстве зданий на сильно сжимаемых или пучинистых почвах, особенно при использовании песчаных подушек.

Такой фундамент переносит даже сильные подвижки почвы, стойкий к воздействию агрессивных сред, выдерживает массу зданий на несколько этажей. Многоэтажные здания на таком основании стоить нельзя, ведь он не рассчитан на постоянные изменения нагрузки на отдельные точки горизонтального и вертикального смещения.

Плавающий фундамент

Как обустраивают плавающую плиту.

Используется на местностях с невысоким залеганием почвенных вод или на тяжелых пучинистых грунтах. Конструкция такого основания простая, но при этом надежная и надежно защищает здание от деформации.

Конструкция:

Строительство начинается с выкапывания траншеи, ширина составляет до 50 см, а глубина до 70 см. На дно траншеи укладывается слой бутобетона, на него ложится армированная сетка или вертикальное и горизонтальное армирование. Затем снова слой бутобетона и уже поверх устраивается цоколь.

Как правило, такой фундамент способен плавно двигаться вместе с сыпучими грунтами, а поэтому конструкция останется прочной, не возникнут трещины в каркасе. Учитывая, что каркас несущий и, фактически, монолитный, то при попадании воды под основание и намокания нижней платформы, фундаментная плита будет двигаться вся одновременно.

Винтовой фундамент

Часто такие основания становятся незаменимыми при небольшом частном строительстве. На них можно возвести дачные здания, бани или хозяйственные помещения. Он стойкий к воздействию грунтовых вод, а также может строится на пучинистых почвах. Винтовой фундамент незаменим при возведении зданий на сложных по ландшафту поверхностях.

Изначально винтовые основания разрабатывались именно для строительства высоковольтных линий электропередач и мостов, а уже лет так 10 назад технология перебралась и в частный сектор.

Технология:

Винтовая свая представляет собой стальную трубу с лопастью конкретной конфигурации. Свая ввинчивается на глубину более 1,5 метра, пока не достигнет прочного и устойчивого грунта. После того как все сваи будут установлены, их нужно срезать по одному уровню, выровнять и армировать. Стволы бетонируются, а верхний цокольный шар стальной сваи покрывается антикоррозийным составом.

Преимущества:

Это экономичные и надежные основания, рассчитанные на большие нагрузки. Тем более что при возведении здания на сложных ландшафтах, только винтовые сваи и способны помочь. А преимущества тут очевидны:

При возведении основания не проводятся земляные работы, а также не нужно проводить выравнивание поверхности;
Строительство можно вести даже на склонах;
Это универсальная конструкция, которую можно постоянно расширять под новые здания;
Быстрота возведения.

Итак, видов фундаментов существует большое количество и подобрать оптимальный вариант сложно. Но если четко определиться с типом основания, можно рассчитывать на надежную и долговечную конструкцию, а также прочность здания в целом.

Прочное, надёжное основание — залог долговечности любой постройки. Для возведения домов выбирают виды фундаментов, отвечающие размерам, геометрии и массе дома. Конструкция должна соответствовать типу грунта на участке, гидрологическим и климатическим условиям.

Функции строительной конструкции

Фундамент – это основание, на котором размещают главную часть постройки — ограждающие, несущие и межкомнатные стены, опоры мостов, эстакады.

Под капитальные сооружения обустраивают фундаментальные основания, которые выполняют следующие задачи:

Распределить вес постройки равномерно по поверхности площадки. Не дать более массивным частям просесть сильнее лёгких.
Создать для стен ровное горизонтальное основание.
Исключить попадание в подвал или технический этаж влаги.
Сохранить часть тепла от утечки в землю.
Предотвратить смещение на тяжёлых пучинистых грунтах.
Защитить постройки от разрушения в сейсмически активных районах.

Капитальные основания устраивают для мостов и эстакад, рекламных конструкций и цистерн с нефтепродуктами, силосных башен и бункеров.

Влияние грунта на выбор фундамента

Особенности грунта напрямую влияют на типы фундаментов, используемые при строительстве. Основания фундаментов бывают естественными и искусственно созданными.

Важные характеристики земли:

механический (геологический) состав;
глубина промерзания;
максимальный и минимальный уровень грунтовых вод;
сейсмическая обстановка в местности.

Выбор вида фундамента зависит от совокупности свойств грунта.

Механический состав

Строители различают грунты:

Каменистые. Содержат минимум влаги, стойки к пучению, сохраняют свойства при изменении климатических условий. Подходит для мелкозаглублённых оснований.
Песчаные легко поддаются разработке. Вода не задерживается, что снижает расходы на гидроизоляцию. Глубина промерзания в Средней полосе страны не превышает 1 метра, что позволяет использовать большинство разновидностей фундаментов.
Хрящеватые содержат в составе песок, глину, землю и щебень. Устойчивы к пучению. Подходят для любых по заглублению оснований.
Суглинки с различными пропорциями глины и песка. Большее содержание глины может способствовать пучинистости, налагает повышенные требования к подготовке подушки, гидроизоляции, монтажу отмостки.
Глинистые требуют тщательного отношения к подготовке места. Не подходят для мелкого заложения фундаментов, так как промерзают свыше чем на 1,5 метра и меняют форму (пучатся).
Торфяные обязательно готовят. При необходимости удаляют торф и завозят новый грунт. Построенные без предварительных мероприятий дома могут быть «занятуты» в почву.

Узнать, какой грунт на участке, можно только при геологическом изучении или методами изготовления шурфов, рытья котлована. Даже на соседних участках состав и свойства могут различаться.

Глубина промерзания

От характеристики зависит способность грунта пучиться. Влага при оттепели пропитывает землю. При возвращении морозов расширяется, разрушает фундамент, а механические перемещения разрушают стены.

Основания делают либо ниже глубины промерзания, либо мелко заглубляют с подготовкой места согласно технологиям.

Влажность и грунтовые воды

Если вода поднимается к поверхности грунта, дом строят без подвальных помещений, используют плитный или мелкозаглублённый фундамент.

Влага пропитывает материал фундамента и может привести к быстрому разрушению строительной конструкции.

Классификация оснований

Условно все виды оснований разделяют на несущие, комбинированные, специальные.

Несущий тип воспринимает и равномерно распределяет нагрузку.

Комбинированные виды используют на тяжёлых, плавающих грунтах. Основание компенсирует горизонтальные и вертикальные подвижки земляных слоёв, сопротивляется сейсмическим явлениям.

К специальным относят качающиеся и плавающие фундаменты, а также основания, которые распределяют часть нагрузки через боковые стенки и торцы. К такому типу относят глубокие опоры, сваи-оболочки, столбы, колодцы опускные, кессоны, анкерные и щелевые варианты конструкций.

Виды конструкций

ленточные;
столбчатые;
свайные;
плитные;
континуальные.

В некоторых случаях комбинируют различные технологии. Причиной могут служить сложные грунты, этажность, сейсмические условия, требования к стойкости.

Ленточный

Фундамент проходит в месте расположения несущих стен и перегородок.

Различают сборные и монолитные армированные конструкции из железобетона.

Глубокое заложение позволяет получать подвалы и цокольные этажи.

Под фундаменты мелкого заглубления копают траншею глубиной до 80 см. На дно и вдоль боковых стенок ленты засыпают песок. Подушки предотвращают разрушение основания в зимнее время от пучения грунта.

В домах с подвалами комбинируют монолитную ленту и стенки из отдельных блоков.

Ленточный фундамент пригоден для возведения зданий любой высоты, геометрии, массы.

Столбчатый

Столбчатый фундамент применяют для строений небольшой массы. Опоры из дерева, бетона, металла заглубляют до уровня промерзания.

Верхние оголовки столбов соединяют ростверком.

Под небольшие сооружения столбики строят из керамического кирпича или блоков из бетона. Бутовые и бетонные столбы изготавливают методом заливки.

Столбчатые основания подходят для пучинистых земель и для мест с высокими грунтовыми водами.

Свайный

Фундаменты на сваях устанавливают на грунтах, поддающихся сжатию и торфяниках глубиной свыше 4–6 м.

Висячие — расположены в толще мягкой породы, не достигая твёрдых грунтов. Нагрузка передаётся на вертикальные плоскости. На нижнем конце иногда находится винтовая резьба с широкими лопастями, которая делает основание устойчивее.
Стоячие сваи проходят по всей толщине лёгкого грунта и опираются на твёрдое основание.

По технологии монтажа выделяют забивные или набивные.

В первом варианте готовую металлическую, бетонную или деревянную сваю забивают специальными приспособлениями или механизмами. По мере углубления грунт вокруг изделия уплотняется, что делает основание устойчивым.

Для набивных моделей в земле изготавливают шурф, который забивают бетонным раствором.

Места применения свайного фундамента:

торфяные участки и просадочные грунты;
плывуны;
болота;
склоны.

На последнем этапе наземную часть свай выравнивают и соединяют ростверком.

Винтовые сваи длиной до 1,5 метров применяют для небольших построек.

Плитный

Плитный фундамент представляет собой сплошную монолитную железобетонную площадку, которую обустраивают под всей площадью будущей постройки.

На каменных и гранитных основаниях конструкция нецелесообразна и нерентабельна.

Технологические отверстия под коммуникации оставляют на стадии заливки. До начала работ прокладывают трубы водоснабжения и канализации.

Континуальный

Континуальные фундаменты разработаны для высоких, тяжёлых строений, памятников, опор мостов.

Конструкция имеет несколько уровней и по форме похожа на пирамиду, совмещает элементы столбчатых, ленточных плитных типов.

Континуальные типы оснований избыточны по свойствам для частного строительства и применяют их редко.

Материалы для фундаментов

Для строительства используют самые разные материалы, стойкие к воздействиям климатических факторов.

Дерево

Устройство фундаментов из дерева целесообразно при возведении домов из бруса или цилиндрических брёвен, каркасных построек.

Желательно использовать лиственницу, которая не гниёт и до 50 лет служит даже в мокром грунте. Дуб используют реже из-за дороговизны, к тому же древесина этой породы быстро растрескивается.

Дерево подходит для столбчатых (свайных) и ленточных фундаментов.

К достоинствам деревянных оснований относят небольшую цену, быстрое возведение. Ремонт заключается в замене венца. Иногда заменяют не весь брус, а делают вставку (врезку) части изношенного бревна.

Дерево выдерживает деформации и слабо пропускает тепло.

Недостатком является непродолжительный межремонтный срок из-за быстрого разрушения древесины под воздействием влаги — необходима качественная обработка водоотталкивающими и противогрибковыми пропитками. Не используют дерево в домах с подвалами. Небольшая несущая способность не позволяет строить массивные многоэтажные здания и другие сооружения.

Камень

Каменные виды фундаментов, применяемых в строительстве, изготавливают из следующих материалов:

бутовой породы — известняка, известкового туфа, гранита, доломита;
керамического кирпича;
бетонных блоков.

Природный бут делят на несколько видов: рваный (неровные края), булыжник (округлая форма), постелистый с двумя параллельными гранями и камень-плитняк плоской формы.

Технология заключается в укладке отдельных элементов фундамента с заполнением швов цементно-песчаным раствором.

Из камня строят ленточные и столбчатые основания.

Плюсы каменных фундаментов:

повышенная прочность и несущая способность;
экологичность;
долгий срок службы;
стойкость к перепадам температур и повышенной влажности.

Трудоёмкость возведения и большое количество ручного труда, сложная кропотливая подгонка отдельных каменей под конфигурацию фундамента, непригодность для многоэтажных зданий — минусы использования материала.

Сборные фундаменты изготавливают из ФБС (блоков строительных). Производят их из бетона или керамзитобетона.

Железобетон

Бетон, армированный стальной и композитной арматурой, называют железобетоном.

Композитная арматура не предназначена для изготовления фундаментов.

В состав входят песок, цемент, щебень и добавки улучшающие физико-механические характеристики. К таким добавкам относят пластификаторы и составы для работы при низких температурах.

Для небольших строений допускается использовать керамзитобетон. Важно обеспечить защиту от влаги части фундамента, находящегося в земле. Этого добиваются оборудованием отмосток и гидроизоляцией наружных стенок.

Из бетона строят ленточные, столбчатые, плитные, забивные типы оснований.

технологичность;
прочность, способность выдерживать любые нагрузки;
возможность придания основанию любой геометрической формы;
доступность в продаже готового к применению состава любых марок;
устойчивость к любым климатическим условиям;
стойкость к воздействию влаги;
простота финишной отделки (при необходимости).

К недостаткам ЖБ относят необходимость выдержать срок до набора прочности, трудоёмкость и трудности с соблюдением пропорций при самостоятельном изготовлении.

Пенобетон

Новый материал с улучшенными потребительскими свойствами — ячеистый бетон используют для частных домов и общественных зданий. Максимальная высота построек не должна превышать трёх этажей.

Пенобетон не используют для заливки монолитных оснований. Сборные фундаменты возводят из готовых блоков.

Газобетон делится на несколько классов по плотности. Удельная масса варьируется от 300 до 1200 кг/м3.

Блоки сушат естественным или автоклавным способом. Для оснований выбирают изделия, изготовленные вторым способом.

Для строительства фундамента подходит исключительно конструкционный пенобетон с плотностью D1000–D1200.

низкая теплопроводность;
механическая прочность при правильном выборе плотности;
точная геометрия;
простая обработка и резка в домашних условиях;
долговечность, стойкость к распространению грибка и гнили.

Недостатки связаны со свойствами материала:

ячеистая, пористая структура способствует проникновению внутрь блока влаги;
многократные циклы намокания-высыхания быстро разрушают материал;
невозможность возведения многоэтажных строений;
необходимость проведения качественной гидроизоляции.

Основное распространение ячеистобетонные блоки получили при возведении домов из пенобетона. Это удобно при заказе и доставке строительных материалов, которые изготавливают на одном предприятии.

Расчёт фундамента лучше поручить специалистам, если постройка имеет нестандартные архитектурные решения. Ориентируясь на параметры грунта, гидрологические особенности местности, массу постройки, изготовить фундамент можно самостоятельно. Соблюдение правил обустройства обеспечит целостность постройки на весь период эксплуатации.

части зданий и сооружений (преимущественно подземные), которые служат для передачи нагрузок от зданий (сооружений) на естественное или искусственное основание (см. Основания сооружений). Фундаменты мелкого заложения подразделяются на ленточные под несущие и самонесущие стены (рис. 1, а); ленточные под ряд колонн (рис. 1, б); столбчатые под стены; отдельные под колонны (рис. 1, в), а в комбинации с фундаментными балками — и под стены; сплошные в виде плоских (рис. 1, г) или ребристых плит (под всем сооружением или его частью); массивные (под всем сооружением). Такие фундаменты обычно выполняют ступенчатыми, с уширением книзу. Верхняя поверхность фундамента, отделяющая его от вышележащей части здания (сооружения), называется обрезом, а нижняя, опирающаяся на грунт основания, — подошвой. Расстояние от обреза до подошвы называется высотой фундамента, расстояние от планировочной отметки поверхности земли до подошвы — глубиной заложения фундамента. В отдельных фундаментах в их верхней части (называемой подколонником) устраивается углубление (стакан) для установки колонн.

Выбор типа фундамента определяется инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями строительной площадки, назначением и конструктивными особенностями здания или сооружения, величиной нагрузки, передаваемой на фундамент, а также производственными возможностями строительной организации. Глубина заложения Ф. з. и с. устанавливается в зависимости от свойств и характера напластований грунтов, уровня грунтовых вод (с учётом его колебаний в процессе строительства и эксплуатации сооружения), величины и характера действующих на основание нагрузок, глубины заложения подземных коммуникаций и фундаментов под машины и оборудование, климатических особенностей района строительства (глубины сезонного промерзания и т.п.). Принятая глубина заложения фундамента должна быть достаточной для обеспечения устойчивости основания (См. Устойчивость основания) и исключения возможности пучения грунта (при его промерзании) и осадки (при оттаивании). В непучинистых грунтах при залегании уровня грунтовых вод на значительном расстоянии от поверхности земли допускается закладывать подошву фундамента выше глубины промерзания грунта. Размеры подошвы Ф. определяют, исходя из условия, чтобы среднее давление на основание не превышало расчётного давления, величина которого зависит от вида и свойств грунта, глубины заложения фундамента, конструктивных особенностей сооружения. При назначении размеров подошвы фундамента учитывают предельные величины вертикальных деформаций (осадки, подъёмы), при которых ещё обеспечивается необходимая прочность надфундаментных конструкций и соответствие здания (сооружения) технологическим или архитектурным требованиям. При действии значительных горизонтальных нагрузок (в т. ч. сейсмических), а также в случае водонасыщенных глинистых и заторфованных грунтов должна быть обеспечена, кроме того, устойчивость основания.

Расчёт конструкции Ф. з. и с. производится по прочности и по величине раскрытия трещин. Фундаменты мелкого заложения обычно устраиваются монолитными — из каменных материалов, бутобетона, бетона и железобетона. Ленточные, отдельные (под колонны), сплошные и массивные фундаменты, как правило, выполняются из железобетона. Материалы, применяемые для устройства Ф. з. и с., должны обладать необходимой водо- и морозостойкостью. В современном строительстве весьма эффективны сборные ленточные фундаменты под стены зданий (рис. 2, а), выполняемые из типовых железобетонных блоков-подушек и бетонных становых блоков или панелей. Блоки-подушки можно укладывать с разрывом, образуя прерывистый фундамент (рис. 2, б). Осадка последнего оказывается меньше, чем ленточного, поэтому давление под его подошвой может быть повышено на 20—30%. Сборные фундаменты под отдельные колонны и столбы устраивают из блоков стаканного типа (рис. 2, в) или из нескольких блоков-подушек (рис. 2, г).

Фундаменты зданий с подвалами при высоком уровне грунтовых вод должны иметь гидроизоляцию (См. Гидроизоляция), исключающую возможность затопления подвалов. Для защиты Ф. з. и с. от действия агрессивных грунтовых вод применяют плотный бетон со специальными добавками, а также обмазочную, оклеечную и др. виды гидроизоляции.

Фундаменты мелкого заложения обычно возводятся в Котлованах или траншеях. Получает распространение метод вытрамбовывания котлованов (под отдельные фундаменты) или траншей (под ленточные фундаменты) с помощью трамбующих машин (См. Трамбующая машина). В этом случае исключаются земляные работы и обеспечивается дополнительное уплотнение грунта основания.

Около 80% фундаментов жилых и производственных зданий имеет мелкое заложение. Фундаменты глубокого заложения устраивают с применением набивных или забивных свай (см. Свайный фундамент), глубоких опор (набивных или из оболочек), опускных колодцев (См. Опускной колодец) и Кессонов. Их применение целесообразно при слабых, просадочных, набухающих и др. грунтах с особыми свойствами, высоком уровне грунтовых вод и особенно при возведении Мостов и глубоких подземных сооружений (См. Подземные сооружения).

Лит.: Сорочан Е. А., Сборные фундаменты промышленных и жилых зданий, М., 1962; Справочник инженера-строителя, т. 1, М., 1968; Основания и фундаменты, под ред. Н. А. Цытовича, М., 1970: Строительные нормы и правила, ч. 2, гл. 15—15а. Основания зданий и сооружений, М., 1974—75.

Рис. 1. Монолитные фундаменты мелкого заложения: а — ленточный под стену; б — ленточный под колонны; в — отдельный под колонну; г — плитный под колонны; 1 — нижняя железобетонная лента; 2 — фундаментная стена; 3 — колонна.

Рис. 1. Сборные фундаменты: а — ленточный под стену; б — прерывистый под стену; в — стаканный под колонну; г — составной под колонну; 1 — стена здания; 2 — стеновой фундаментный блок; 3 — блок-подушка; 4 — колонна.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Читайте также: