Какие строительные нагрузки несет искусственный фундамент

Обновлено: 02.05.2024

Устройство фундаментов. Виды грунтов. Повышение несущей способности строительных оснований. Запрессовка цемента. Мелкие фундаменты. Фундаменты глубокого заложения. Виды фундаментов в зависимости от способа устройства. Водопроницаемость грунтов в естественном состоянии. Подъём капиллярной влаги в естественных грунтах. Содержание влаги в естественном грунте. Допускаемое давление на грунт при плоских фундаментах.

Фундаменты (DIN 1054, 4014, 4020). В нормах на строительные основания DIN 1054 1975 г. приведены основные сведения о типах грунтов и их несущей способности при различных сочетаниях нагрузок, допустимые нагрузки на грунты при различных конструкциях фундаментов (плитные фундаменты, свайные фундаменты и т.д.) и соответствующие примеры (рис. 1 — 6). В нормах DIN 1055 приведены нагрузки на строительные конструкции, а в нормах DIN 4015 — 4131 — данные для расчета конструкций и сведения по механике грунтов. Эти вопросы рассматриваются также в нормах DIN 18121-18225, 18136-18137, 18146, 18915, 18700, 18702,4018,4095, 4117, 4122. Условные обозначения гидроизоляции см. «Условные обозначения различных видов изоляции».

Способы гидроизоляции конструкций и защитные слои конструкций, заглубленных в грунт, приведены в статье «Гидроизоляция подземных частей зданий».

Во избежание неравномерных осадок и образования трещин фундаменты должны обеспечивать равномерное распределение давления на грунт.

Допускаемые нагрузки на различные грунты приведены в нормах DIN 1054. Величины допускаемых нагрузок, как правило, повышаются с увеличением глубины заложения и площади подошвы фундаментов.

Перед началом проектирования должно быть проведено исследование грунтов по имеющимся данным путем бурения и с помощью других методов механики грунтов по DIN 4020. Следует установить горизонт грунтовых вод, отметку меженных вод и максимальную отметку паводка ближайших рек, В горных районах необходимо считаться с опасностью обвалов.

При строительстве крупных объектов (жилые массивы, промышленные предприятия) целесообразно провести специальные исследования грунтов по всему участку с помощью акустических приборов и располагать здания и сооружения в местах с наиболее благоприятными грунтами, если это не противоречит градостроительным соображениям. Этими данными также следует руководствоваться при выборе типов фундаментов: ленточных (рис. 1), рамных (рис. 2), плоских (рис. 4), плитных (рис. 5) или заглубленных в виде забивных и набивных свай или опускных колодцев (рис. 6), что обеспечит выбор наиболее надёжного и экономичного решения и позволит заблаговременно установить размеры необходимых затрат и технические условия на сооружения.

Угол распространения нагрузок в фундаментах из каменной кладки не должен превышать 45°, в бетонных фундаментах — 60°. Подошва фундамента должна быть заложена ниже уровня промерзания грунта (>80 см).

Сваи забивают до материкового грунта и передают на них нагрузки от рамных фундаментов. При устройстве висячих свай и опускных колодцев нагрузки на прилегающий к ним уплотнённый грунт передаются их боковыми поверхностями.

При высоком уровне грунтовых вод целесообразно заложение железобетонных фундаментов выше их уровня (рис. 4); угол распределения нагрузок в таких фундаментах не ограничен при условии расчета подушек на изгиб.

1. Ленточный фундамент из трамбованного бетона. Размеры уступов определяются углом 45 °: Н > глубины промерзания;

2. Железобетонный ленточный фундамент. Нагрузки от отдельных колонн распределяются на значительную площадь основания;

3. Фундамент под колонну из трамбованного бетона. Размеры уступов определяются углом 60°, высота уступов 20 — 30 см;

5. Сплошной фундамент. Железобетонная плита под всем зданием при слабых грунтах и мелком заложении фундаментов;

8. Наружные лестницы во избежание неравномерных осадок и образования трещин должны опираться на армированные консоли.

9. Условно принимаемое на практике распределение давления на грунт под углом 45° не отвечает действительности. Очертания линий, соединяющих точки с одинаковым давлением (изобары), приближаются к окружности (по Кеглер-Шайдингу);

10. При равной величине давления на основание широкие фундаменты вызывают дополнительные напряжения больших значений, чем узкие;

11. Пересечение линий распределения давления смежных фундаментов может привести к образованию неравномерных осадок и трения. Это важно учитывать при возведении новых зданий рядом с существующими;

12. Песчаные подушки под фундаменты общей высотой от 0,8 до 1,2м, уложенные слоями толщиной 15 см с увлажнением и трамбованием, способствуют распределению нагрузок на большую площадь основания;

13. Устройство фундаментов на склонах. Линии распределения давления должны соответствовать уклону участка.

а) Путем вибрационного уплотнения с помощью трамбования. Диаметр окружности уплотняющегося участка 2,3 — 3 м. Расстояние между трамбовками около 1,5 м. Производится подсыпка грунта. Повышение несущей способности зависит от зернистости и первоначальной плотности.

б) Сваи, уплотняющие грунт. Скважины заполняются материалом различной зернистости без вяжущих средств.

Запрессовка цемента: этот способ нельзя применять в связных и разрушающих цемент грунтах. Запрессованный цемент до схватывания необходимо защитить от размывания водой.

Инъецирование химикатов (раствора кремневой кислоты, хлористого кальция). Быстрое, сохраняющееся на длительный срок затвердевание можно применять только при грунте, содержащем кварц (гравий, песок, а также обломочные породы). Можно получить прочность от 10 до 90 кг/см2. Для уплотнения также возможна запрессовка битумных эмульсий, но она не повышает несущей способности грунта.

Подошва ниже глубины промерзания (по DIN 1054 > 0,80 м). Для сооружений, требующих повышенной защиты от замораживания, — на глубину от 1 до 1,5 м.

Строительство частного дома требует больших временных и денежных затрат, в его конструкции очень важно учесть каждую деталь, особенно при обустройстве фундамента. Ведь именно от него зависит надёжность и долговечность дома. В случае если выбор фундамента для дома и его возведение сделаны неправильно, это в будущем вызовет массу проблем, которые решить очень сложно. В мире строительства существуют различные виды фундаментов, но выбирать следует отнюдь не по советам соседей и друзей – не лишней будет консультация специалиста в этой сфере.

Если фундамент будет строиться под кирпичный дом, то при его выборе важно принимать в расчёт большой вес стен. В противном случае построенное основание, которое не сможет выдерживать высокие нагрузки, в скором времени вызовет серьёзные проблемы, на стенах появятся трещины и тогда постройка может разрушиться.

Именно поэтому очень важно верно подобрать фундамент, который сможет выдержать большой вес. Выбирают из фундаментов плитного, ленточного, столбчатого и свайного типа. К каждому из них предъявляются свои требования, которые необходимо учитывать. Только при их соблюдении можно возвести качественное и надежное основание под строительство жилья.

Что учитывается при выборе фундамента

Определение фундамента гласит, что это несущая часть конструкции, на которую опираются стены. Также можно сказать, что фундамент является основным компонентом дома, который влияет на его долговечность. И если фундамент потрескался, значит, к его выбору или возведению подошли неправильно. Трещины неизбежно перейдут на стены, что спровоцирует аварийное состояние всего дома. Чтобы этого избежать, необходимо учитывать все факторы, которые влияют на прочность и долговечность фундамента при его строительстве.

Свойства грунта. Выбирая виды фундаментов для частного дома, именно грунт принимается за основной определяющий фактор. Поэтому, прежде чем начать строительство, необходимо заказать геологические исследования, в ходе которых геологами будут взяты пробы почвы. После изучения состава грунта будут выявлены: уровень грунтовых вод в зависимости от сезона, пучинистость, возможность просадки. Обязательно необходимо учитывать сейсмичность района строительства.

Нагрузки на фундамент. Это тоже не менее важный фактор при выборе фундамента. Нагрузка зависит от веса всего дома в целом (несущие стены, перегородки, кровля и даже мебель, которой будет обставляться жилье). Во внимание необходимо также принять опорную площадь фундамента, от нее зависит давление на грунт. Опорная площадь определяется как частное веса на площадь опоры. Чем меньше будет давление, тем лучше, но увеличение ширины фундамента влечет за собой дополнительные расходы.

Глубина заложения. При выборе глубины заложения необходимо учитывать состав грунта и его влажность, максимальные отрицательные температуры в зимнее время года, уровень грунтовых вод. Вспучивание грунта зимой является главной опасностью для фундамента, ведь промерзшая почва начинает увеличиваться в объеме, тем самым выталкивая его вверх. Но наибольшая опасность в том, что это происходит в разных местах неравномерно, что может привести к излому фундамента. Хорошая гидроизоляция и дренажная система исключат растрескивание и уменьшат просадку.

Качество материала. Основным компонентом фундамента является цемент. При его выборе необходимо учитывать срок и условия хранения, а также марку, которая должна соответствовать области применения.

Кроме вышеперечисленных факторов также следует учитывать наличие рядом стоящих зданий и техногенную опасность. Возведение нового фундамента усиливает нагрузку на грунт, что может негативно сказаться на стоящих близко постройках. Немаловажным фактором является и выбор специалиста, который поможет выбрать тип фундамента с учетом всех требований и правильно его спроектирует.

Типы фундаментов для частного дома

Каждый из типов фундамента отличается технологией возведения, характеристиками, условиями использования. Для жилого строительства обычно применяют следующие типы фундаментов для частного дома:

Фундамент является незыблемой основой любого дома, самым важным элементом конструкции и именно на него возложена функция защиты будущего строения от искажений, крена, перекосов, которые вполне возможны в процессе эксплуатации и агрессивного воздействия внешней окружающей среды. На этапе проектирования частного загородного дома часто встает вопрос: как правильно выбрать фундамент для дома? Попробуем ответить на него.

Основные факторы, определяющие выбор

Какой фундамент лучше для дома, задумывается каждый застройщик. Чтобы не ошибиться в выборе, желательно предварительно получить профессиональную консультацию у соответствующих специалистов и выяснить необходимые сведения:

тип почв данной местности и их индивидуальные особенности;
глубину промерзания грунта в зимний период времени;
характеристику рельефа местности.

Специфические особенности выбранного участка под строительство дома также играют немаловажную роль.

Очень важным показателем является такая характеристика почвы, как ее способность к пучению. Очень часто застройщик не придает особого значения этому показателю, ориентируясь лишь на собственные предпочтения и материальные возможности. Также нередко определяющим фактором в этом вопросе оказывается мнение соседей и исторические предпосылки. Это может привести к печальным последствиям в процессе эксплуатации дома.

Типы фундамента по свойствам грунта

Прежде чем ответить на вопрос, какой фундамент выбрать при проектировании загородного дома, необходимо выяснить особенности грунта земельного участка.

В зависимости от несущих способностей можно выделить три основных типа грунта:

К группе слабых грунтов относятся песчаные, глинистые, илистые почвы и торфяники, обладающие низкой несущей способностью и высокими показателями деформации в процессе эксплуатации. Для этих почв лучше всего использовать монолитные основания или свайный фундамент с ростверком.
Скальные грунты являются самой надежной опорой и представляют собой уплотненные породы. Для таких почв отлично подойдут ленточные, сборные или столбчатые основания с ростверком.
Плотные почвы отлично держат большие нагрузки и устойчивы к пучению, поэтому на них можно использовать любой тип основания.

Какой фундамент подойдет для глинистой почвы

Перед тем как выбрать фундамент для дома на глинистой почве и начинать строительство, необходимо учитывать ее специфические особенности. Глинистая почва отличается высокой вспучиваемостью в период весеннего таяния снегов, что нередко приводит к выталкиванию и деформации основания.

Для таких почв можно выбрать один из вариантов:

Заглубленный ленточный фундамент с толстым слоем песчаного основания, несъемной опалубкой и формированием системы дренажа.
Плитное основание с совместным использованием песчаной подушки и армирования.
Винтовые сваи.

Онлайн калькулятор фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость фундаментов различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Виды оснований

Фундамент в полной мере должен обеспечивать прочность и целостность строений, быть устойчивым к агрессивной среде и гарантировать долговременную эксплуатацию объекта. При этом немаловажную роль играют:

площадь дома;
его этажность;
материал, используемый при строительстве стен.

Выбор фундамента нередко зависит от необходимой глубины его закладки. На любых типах почв основание должно быть расположено ниже точки промерзания земли. Это обеспечит целостность строения и предотвратит появление трещин на стенах при весеннем таянии снегов, когда происходит интенсивное выталкивание нижних слоев почвы на поверхность.

Какой фундамент лучше использовать, если глубина промерзания грунта значительна? В этом случае гораздо дешевле и прочнее будет возведение свайно-ленточного основания. Совместный дуэт свай и бетона в полной мере обеспечит длительный срок эксплуатации загородного дома или коттеджа, выполненного из любых материалов.

Видео описание

Какие существуют типы фундамента? Как происходит строительство фундамента и сколько стоит? Все это и многое другое смотрите в данном выпуске:

Ленточный фундамент

В большинстве случаев при строительстве загородных домов и дач используется ленточный фундамент. Он подходит для строительства домов из кирпича, камня, бетона и других материалов. Ленточный фундамент является дорогостоящим вариантом, однако конструкция получается очень прочная, надежная и отлично защищает дом от перекосов и трещин в процессе эксплуатации. Его стоимость зависит от этажности и площади дома, глубины и высоты над уровнем земли.

В зависимости от технологии возведения ленточные фундаменты принято подразделять на монолитные и сборные.

Монолитное основание предполагает формирование опалубки, установку арматурной сетки и заливку конструкции бетонной смесью. Он подходит не только для загородного строительства домов, но является отличным вариантом для строительства промышленных зданий любого назначения.

При строительстве малоэтажных домов из легких материалов закладывают мелкозаглубленные ленточные фундаменты. Во всех остальных случаях используют фундаменты глубокого заложения, возведенные ниже точки промерзания земли.

Он требует дополнительной гидроизоляции строения рубероидом, гидроизолом, битумными смесями, жидкой резиной или другими материалами. Формирование широкой отмостки позволит предотвратить подступы дождевой воды и защитит его от преждевременного разрушения.

Особенности плитных фундаментов

Чаще всего плитное основание используется для строительства каменных, кирпичных и каркасных домов. Для этого закладываются железобетонные плиты, выполняется бетонная стяжка. Оно устойчиво к температурным перепадам и не требует глубокого заложения ниже точки промерзания грунта. Однако является одним из дорогостоящих видов и требует ровной поверхности.

Его возведение предполагает формирование котлована, подушки из песка и щебня и дренажной системы.

Свайный фундамент

Сваи отлично подойдут для использования в труднодоступных местах, на холмистой местности, болотистых, торфяных почвах и песчаниках. Под небольшую и легкую постройку сваи могут использоваться на любых типах грунта.

Однако срок службы свай очень ограничен, так как металл легко подвергается коррозии. Цоколь дома и подвальное помещение требуют значительных затрат на утепление и гидроизоляцию.

При выполнении свайных фундаментов отдельное внимание стоит уделить качеству свай. Лучше всего использовать сваи без сварочных швов и избегать в работах наращивания материала. Винтовые сваи, помещенные в суровые условия, очень быстро подвергаются коррозии, что значительно сокращает их срок службы. Использование свай, выполненных из материала низкого качества, значительно снижает сроки эксплуатации объекта и требует преждевременного ремонта.

Столбчатый фундамент

На песчаных грунтах и супесях часто возводят столбчатые фундаменты, для формирования которых предполагается использование бетонных блоков, скрепленных между собой арматурными прутьями и залитыми готовой бетонной смесью.

Материал для основы может быть любым:

Процесс возведения основания с использованием красного влагостойкого кирпича очень трудоемкий.
Бутовый фундамент предполагает использование камней, булыжников, базальта и других твердых пород. Его возведение чаще всего происходит без использования опалубки. Работы осложнены необходимостью подгонки материала по форме и размерам.
Сборное основание собирается из готовых блоков бетона или железобетона.

Заключение

Строительство загородного дома не является ежегодным дешевым капризом. Любой застройщик желает получить на конечном этапе строительства крепкий, надежный дом и обходиться без дополнительных вложений, направленных на исправление ошибок при строительстве уже в первые годы эксплуатации. Выбор оптимального варианта фундамента, с учетом всех вышеперечисленных особенностей, позволит в полной мере получать удовольствие от результата.

При устройстве фундаментов важное значение имеют не только правильный выбор глубины заложения, точность разбивочных работ, соблюдение технологических процессов устройства фундамента, но и верный выбор самой конструкции фундамента с учетом всех нагрузок от здания и способности грунта оснований выдерживать эти нагрузки без существенных деформаций. Расчеты и вариантное конструирование фундаментов с учетом применения различных материалов и способов их возведения позволят найти оптимальное техническое решение, при котором фундаменты будут более надежными и экономичными.

Грамотный расчет оснований и фундаментов может выполнить только специалист, так как для этого надо уметь использовать данные инженерно-геологических изысканий, нормативы, коэффициенты, величины и другие показатели, а также методики расчета, принятые в СНиПах. При расчете основания здания первостепенное значение имеют вид и сопротивляемость грунта. Для предварительного назначения размеров фундамента используются данные нормативного давления на основания. Эти данные могут быть использованы при ширине фундаментов от 0,6 до 1,5 м и глубине заложения от 1 до 2,5 м, считая от отметки природного рельефа или от отметки планировки до отметки основания.

Нормативное давление на основание

Вид грунта	кПа	кгс/см2
Крупнообломочные грунты, щебень, гравий	500-600	5,0-6,0
Пески гравелистые и крупные	350-450	3,5-4,5
Пески средней крупности	250-350	2,5-3,5
Пески мелкие и пылеватые плотные	200-300	2,0-3,0
Пески средней плотности	100-200	1,0-2,0
Супеси твердые и пластичные	200-300	2,0-3,0
Суглинки твердые и пластичные	100-300	1,0-3,0
Глины твердые	300-600	3,0-6,0
Глины пластичные	100-300	1,0-3,0

При глубине заложения фундамента более 2,5 м нормативное давление увеличивается, а при менее 1 м — уменьшается. Общее давление на грунт при определенной опорной площади фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта. Общая нагрузка, действующая на 1—2 м2 подошвы ленточного фундамента, будет равна сумме нагрузок от снега, крыши, всех перекрытий и перегородок, оборудования в доме, наружной стены дома и самого фундамента. Ориентировочную общую нагрузку можно вычислить с помощью таблиц.

Нагрузка от 1 м2 стены

Материал стен	кПа	кгс/м2
Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с минераловатным утеплителем	0,3-0,5	30-50
Брусчатые и бревенчатые толщиной 140-180 мм	0,7-1,0	70-100
Из опилкобетона толщиной 350 мм	3,0-4,0	300-400
Из керамзитобетона толщиной 350 мм	4,0-5,0	400-500
Из шлакобетона толщиной 400 мм	5,0-6,0	500-600
Из эффективного кирпича толщиной, мм:
380	5,0-6,0	500-600
510	6,5-7,5	650-750
640	8,0-9,0	800-900
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной, мм:
250	4,5-5,0	450-500
380	7,0-7,5	700-750
510	9,0-10,0	900-1000

Нагрузка от 1 м2 перекрытий пролетом до 4,5 м

Тип перекрытия	кПа	кгс/м2
Чердачное по деревянным балкам плотностью, кг/м3, не более:
200	0,7-1	70-100
300	1-1,5	100-150
500	1,5-2	150-200
Цокольное по деревянным балкам плотностью, кг/м3, не более:
200	1-1,5	100-150
300	1,5-2,0	150-200
500	2,0-3,0	200-300
Цокольное железобетонное	3,0-5,0	300-500

Нагрузка от 1 м2 горизонтальной проекции крыш

Тип кровли	кПа	кгс/м2
Покрытие рубероидом	0,3-0,5	30-50
Керамическая черепица при уклоне 45°	0,6-0,8	60-80
Кровельная сталь при уклоне 27°	0,2-0,3	20-30

Виды оснований

К основаниям из просадочных грунтов относятся глинистые грунты, которые, находясь в напряженном состоянии под действием нагрузки от сооружения или собственного веса, при замачивании дают дополнительную деформацию — просадку. Критерием для отнесения глинистых грунтов к просадочным является степень влажности (доля заполнения пор водой) < 0,6.

В зависимости от возможности просадочных явлений под действием собственного веса грунтовые условия на участке строительства подразделяются на два типа:

грунтовые условия, при которых просадка от собственного веса не превышает 5 см;
грунтовые условия, при которых возможна просадка от собственного веса более 5 см.

Тип грунтовых условий устанавливается в процессе инженерно-геологических изысканий. Устойчивость дома и других сооружений можно обеспечить следующими мероприятиями:

устранением просадочных свойств грунтов в пределах всей или части просадочной толщи;
заглублением фундамента;
устройством свайных фундаментов;
применением водозащитных и конструктивных мероприятий.

Выбор мероприятия производится на основе технико-экономических расчетов.

К основаниям из набухающих грунтов относят глинистые грунты, которые при замачивании в напряженном состоянии увеличиваются в объеме. Для набухающих грунтов характерны, кроме того, большая пластичность, низкий предел усадки и природная влажность. Выбор глубины заложения и назначение размеров фундаментов, возводимых на набухающих грунтах, можно производить без учета их набухающих свойств, т.е. как для обычных грунтов в природном состоянии.

Для противодействия набуханию грунтов можно увеличить давление на эти грунты против нормативов. Устойчивость дома и других сооружений при возможных деформациях основания от набухания, превышающих допустимые, обеспечивается за счет соответствующей подготовки основания:

устранения набухающих свойств грунтов в пределах всей или части толщи путем предварительного замачивания;
применения компенсирующих грунтовых подушек;
замены (полной или частичной) слоя набухающего грунта другим грунтом.

Рис. 1. Схема устройства компенсирующей подушки: 1 — ленточный фундамент; 2 — песчаная подушка; 3 — отметка планировки; 4 — отметка кровли (верха) набухающего грунта; Н — глубина заложения фундамента; а — ширина фундамента; h — высота песчаной подушки; с — отрезок компенсационной подушки

Компенсирующие подушки применяются в целях уменьшения величины неравномерности подъема ленточных фундаментов при замачивании основания из набухающих грунтов. Располагают компенсирующие подушки на кровле или в пределах слоя набухающих грунтов таким образом, чтобы глубина заложения фундамента Н была минимальной, но не менее 0,5 м, минимальное давление на грунт — не менее 1 кгс/см2. Размеры подушек назначаются в зависимости от ширины ленточного фундамента.

Размеры компенсирующих подушек

Ширина фундамента, а, м	h	c	α , град.
0,5 < а < 0,7	1,2а	0,7а	75-90
0,7 < а < 1	1,15а	0,5а	75-90
1 < а < 1,2	1,1а	0,4а	75-90

Примечание. В том случае, если между стенками траншеи и подушкой будет находиться насыпной грунт, ширина подушки назначается из условия обеспечения устойчивости под действием горизонтальных напряжений.

Для устройства подушки рекомендуется применять несвязные грунты. Плотность уплотненного грунта подушки должна быть не менее: для мелких песков 1,60 т/м3, для средних и крупных 1,55 т/м3. Нижний слой подушки толщиной от 15 до 30 см не уплотняется.

Действие сил пучения грунта на фундаменты

Давление по подошве фундамента назначается в зависимости от вида грунта подушки и его состояния. Нагрузка на основание, особенно из просадочных и набухающих грунтов, должна быть сбалансирована, иначе при фактической нагрузке, превышающей нормативную вследствие замачивания грунта, произойдет дополнительная просадка фундамента, а при недогрузке силам пучения легко будет вытолкнуть вверх фундамент. Рассмотрим, как действуют эти силы на фундамент.

Самыми опасными силами, действующими на фундаменты малоэтажных домов, являются силы морозного пучения. В тяжелых пучинистых грунтах, где присутствуют водонасыщенные глины, суглинки, супеси, вертикальные перемещения поверхностного слоя грунта при его промерзании на 1—1,5 м составляют 10—15 см (рис. 2).

Рис. 2. Схема деформации грунта при пучении: 1 — уровень промерзания грунта; 2 — уровень земли до пучения; 3 — уровень земли при пучении

Рис. 3. Схема действующих сил пучения на фундаменты: а — силы пучения, действующие на ленточный фундамент без подвала; б — то же, с подвалом; в — силы бокового пучения, действующие на столбчатый фундамент; 1 — фундамент; 2 — уровень промерзания грунта; 3 — уровень земли до пучения; 4 — уровень земли при пучении; А — нагрузка сооружения на фундамент; Б — сила сопротивления грунта основания; В — силы морозного пучения грунта основания

Результаты действия сил морозного пучения — подъём фундамента, а затем при неравномерном оттаивании грунта — его опускание — приводят к деформации фундамента, перекосу стен дома и появлению различных дефектов: трещины в стенах, смещение балок, крыльца, отслоение обоев, заклинивание дверей и т.д. Избежать отрицательного воздействия сил морозного пучения не всегда удается только за счет увеличения глубины заложения фундамента ниже уровня промерзания. Силы пучения действуют не только снизу, но и сбоку. Эти касательные силы способны накренить фундамент, что приведет к изменению направления действующих вертикально сил, внецентренному давлению от нагрузок дома и дополнительным неприятным последствиям. Силы, действующие на фундаменты, показаны на рис. 3.

Опорная поверхность фундамента (см. рис. 3, а) — подошва — расположена выше уровня промерзания грунта и на нее действуют силы пучения В. Такое устройство фундамента можно считать неправильным. Фундаменты, расположенные ниже уровня промерзания грунта (см. рис. 3, б, в), не испытывают давления мерзлого грунта снизу, но боковое давление остается значительным и может привести к смещению фундамента. Для нейтрализации этих сил, кроме мероприятий, описанных при рассмотрении свойств просадочных и набухающих грунтов, рекомендуется:

Любое строительство начинается с подготовки основания. Фундамент – это важнейший элемент при сооружении зданий и сооружений, принимающий нагрузку от строения и равномерно распределяющий ее на опорный грунт.

Фундамент

Значение строительного основания огромно. Фундамент выполняет несколько функций:

Равномерно распределяет нагрузку на грунт, благодаря чему минимизируется неравномерное проседание отдельных участков.
Стабилизирует положение строения вне зависимости от смещения грунтов.
Выполняет роль начальной точки возведения здания. Так как поверхность фундамента должна быть идеально ровной, обеспечивается соблюдение горизонтальных и вертикальных уровней.
Несет в себе влагозащитную функцию. Грамотно выполненное основание защищает стены сооружений и домов от поглощения ими влаги из почвы, предохраняет от водной эрозии.
Позволяет контролировать микроклимат в доме, так как теплопотери осуществляются через фундамент в том числе.
В сейсмически нестабильных регионах обеспечивает устойчивость зданий к толчкам и смещениям грунта.

От правильности выбора основания зависит себестоимость строительства, время и качество эксплуатации здания.

Что же влияет на выбор фундамента? При частном, малоэтажном, малогабаритном строительстве серьезной ошибкой заказчика является то, что предпочтения того или иного вида фундамента строятся на опыте знакомых, на рекомендациях интернет-каналов, на желании сэкономить. На то, каким должен быть правильный фундамент должны влиять все же объективные факторы, а именно:

Данные о постройке: материал, толщина стен, этажность и так далее. Это нужно, чтобы рассчитать массу постройки. От нее зависит необходимая несущая способность основания.
Конфигурация стен. От формы здания зависит выбор типа основания. Например, для сложно форменных сооружений не подойдет блочный тип ленточного фундамента. Учитывается угол ската крыши. От этого зависит ветронагрузка и способность удерживать снег, а эти природные факторы способны значительно утяжелить строение.
Состав грунтов. Схема залегания грунтов, их плотность, уровень грунтовых вод определяется в ходе проведения геологоразведки.
Климатические особенности. Важно понимать на какую глубину промерзает почва в данной местности. От этого зависит глубина закладки фундамента.
Рельеф местности.

Все вышеперечисленные характеристики принимаются для проектирования качественного и надежного фундамента для строительства.

Виды фундаментов

На первый взгляд может показаться, что существует весьма большое разнообразие фундаментных конструкций. Но все их можно классифицировать по ряду признаков:

глубине заложения
материалу изготовления
по способу изготовления
по виду конструкции

По глубине заложения фундаменты существуют:

Мелко заглубленными. В этом случае закладка основания производится выше или наравне с точкой промерзания грунтов, и составляет до 0,7 метра.
Глубоко заглубленными. Строительство фундамента ведется глубже 0,7 метра и глубже точки промерзания грунта в холодное время года.

По материалу изготовления производятся:

Бетонные. Используются в ленточных фундаментах
Железобетонные. Получили наибольшее применение в ленточных, свайных, блочных типах оснований. Отличаются прочностью и долговечностью.
Кирпичные. Применяются в столбчатых и ленточных конструкциях при возведении не массивных конструкций. Но широко не используются, так как недолговечны.
Бутовые.
Бутово- бетонные. Как и бутовые основания, имеет смысл использовать в тех краях, где этот материал является природным, и не требует длинной логистики. По характеристикам фундаменты с применением бута экологичны, обладают высокой несущей способностью
Деревянные. Редко встречаются из-за недолговечности. Гарантийный срок службы 15 лет. Мало кто знает, что по показателям на сжатие древесина мало уступает бетону. Для продления срока службы дерево необходимо обработать средствами, предотвращающими гниение. К достоинствам этого материала стоит отнести стопроцентную экологичность, доступность на большей части территории России. Интересно будет отметить, что более 500 зданий в Итальянской Венеции построены несколько столетий назад на деревянных сваях из дуба и сибирской лиственницы.

По способу изготовления выделяют:

Сборные. Производятся на заводе и монтируются в необходимом месте.
Монолитные. Изготавливаются непосредственно на строительной площадке.
Комбинированные. Применяются для улучшения характеристик фундамента в зависимости от конкретных потребностей.

По виду конструкции:

Ленточные
Свайные
Плитные
Столбчатые
Комбинированные

Ленточные фундаменты подразделяются на монолитные и сборно-блочные.

Монолитный ленточный фундамент

Данный тип фундамента распространен и популярен в малоэтажном строительстве и строительстве на стабильных грунтах. Изготавливается непосредственно на строительной площадке. Ленточный фундамент может быть мелко заглубленным и глубоко заглубленным. В зависимости от глубины залегания и ширины ленты роют траншею ручным способом или экскаватором. На дно траншеи укладывается песчаная подушка, которая тщательно трамбуется.

Далее возводится опалубка, которая располагается выше уровня земли на запроектированную высоту цоколя. Чаще всего опалубка выполняется из досок. Главным требованием выступает то, чтобы расстояние между досками было не более 3 мм. При обнаружении таких промежутков, их конопатят или забивают рейками во избежание утечки бетона. Для того, чтобы надземная часть опалубки не развалилась под весом бетонного раствора, щиты опалубки подпирают наклонными укосинами.

Когда опалубка готова приступают к заложению арматурного каркаса. Для армирования применяют стальные пруты – арматуру, диаметром 10-14 мм. В теле фундамента заранее проектируют технологические сквозные отверстия для:

Отведения паров влаги и вентиляции – продухи.
Для вывода канализации.
Для внешнего теплоснабжения.

После завершения работ по армированию, приступают к заливке бетоном по длине ленты. Важно отметить, что заливка раствором должна производится по всему объему одновременно. Часто допускают ошибку, заливая сначала подземную часть фундамента, а затем цоколь. В этом случае кристаллизация цементного состава происходит неравномерно и достичь максимальных технических характеристик не удается.

На монолитном ленточном незаглубленном фундаменте целесообразно возводить дома из бревна, бруса, каркасных конструкций.

Более тяжелые строения возводят на монолитных ленточных фундаментах глубокого заложения или Т-образной формы. Т-образные ленточные основания представляют собой монолитную ленту, в сечении представляющую перевернутую букву Т. Это обеспечивает равномерное распределение нагрузки и стабилизацию здания. Плюсом ленточного фундамента глубокого заложения выступает отсутствие реакции на пучение грунтов и возможность организации подвального помещения.

Монолитный ленточный фундамент подходит для заливки оснований под любые конфигурации зданий.

Блочный ленточный фундамент

Блочный ленточный фундамент представляет собой сборную конструкцию ленты из железобетонных блоков. Элементы фундамента производятся вне строительной площадки. Между собой блоки скрепляются цементным раствором. По техническим характеристикам схож с монолитным фундаментом.

Использовать сборный фундамент имеет смысл в прямоугольных конфигурациях оснований и размеры длин сторон должны быть кратны размерам применяемых блоков, так как резать железобетонный блок, менять его форму крайне затратное мероприятие.

К важным достоинствам относится быстрое возведение фундамента и начало строительства. Нет необходимости ждать застывания раствора в случае применения монолитного ленточного решения.

Для ленточного фундамента всех типов можно выделить общие преимущества и недостатки.

Выдерживает нагрузку до 17 тонн на м 2 при глубине 1,6 метра.
Срок эксплуатации 100 лет.
Стоимость находится в среднем диапазоне между плитным и свайным фундаментом.
Не требует высокой квалификации исполнителей.

Целесообразно использовать при низком уровне залегания грунтовых вод. Либо проводить дополнительно дренажные работы, что удорожает стоимость.
Нецелесообразно применять ленточный фундамент при сильном уклоне местности.
Возможность возведения фундамента только при температуре окружающего воздуха выше 5 0 С. При более низких температурах бетонный раствор кристаллизуется некачественно, что существенно влияет на прочность конструкции.

Свайный фундамент

К данному типу относятся:

Винтовой
Буронабивной
Забивной

Винтовой фундамент

В качестве несущей основы используют полые металлические винтовые сваи, которые ввинчиваются в грунт на заданную глубину по периметру стен. Для устойчивости и стабилизации, а также противодействию коррозии трубы заливают бетоном. Между собой сваи обвязываются стальным швеллером или деревянным брусом, закрепленным на оголовки. Свайно-винтовой фундамент применим во всех типах грунтов за исключением крупнокаменистого и скального. В такие почвы невозможно вкрутить сваю.

К достоинствам свайно-винтового фундамента относится:

Стоимость. Это самый дешевый вариант основания для возведения строений.
Можно применять на подвижных и заболоченных грунтах и там, где высокий уровень грунтовых вод.
Мало подвержен воздействию пучения грунтов (выпирания массива грунта в следствии застывания свободной влаги в холодное время года)
Используют при значительных уклонах местности.
Строительство стен можно начинать в день установки свай
Срок монтажа основания составляет 1 день.

Из недостатков выступают факторы:

Неравномерность усадки
Возможность строительства легких строений: каркасных, каркасно-щитовых, брусовых конструкций
Срок эксплуатации до 50 лет.
Низкая несущая способность сваи- до 3 тонн.

Буронабивной фундамент

Технология изготовления буронабивного фундамента заключается в бурении скважины необходимой глубины, установке внутрь готового арматурного каркаса и заполнение скважины бетоном. В сыпучих и обводненных грунтах стенки скважины укрепляют обсадной трубой. В процессе эксплуатации и ремонта стенки могут быть укреплены струйным бетонированием. Буронабивные сваи, как правило, обвязываются бетонным ростверком. Но обвязка может быть и железобетонными блоками. К плюсам данного метода относят:

Применение в сложных грунтах. В условиях наличия подземных коммуникаций.
Простота возведения.
Минимум земляных работ
Невысокая стоимость
Долговечность

Из минусов специалисты выделяют:

Необходимость тщательной очистки дна скважины от остатков грунта. Это важно, так как при наличии сыпучего грунта на дне, он обязательно даст усадку под сваей и весь фундамент «поплывет»
Начало строительства возможно через 20 дней.
Сезонность. Заливать сваи, как и монолитные типы фундаментов можно только при устойчивых положительных температурах.

Забивной фундамент

Забивной фундамент– это свайный тип, в качестве основы используются железобетонные сваи прямоугольного сечения, которые заколачиваются в грунт сваезабивной машиной. Неравномерность уровня погружения сваи нивелируется оголовком. Такой тип может применяться для строительства любых домов. Не восприимчив к смещению и пучению грунтов, так как сваи погружаются ниже точки промерзания грунта. К другим преимуществам относят:

Быстрые сроки монтажа
Долгий срок службы: более 100 лет
Высокая несущая способность: 20 тонн на сваю при длине 1,6м.
Отсутствие земляных работ. Нет необходимости вывозить грунт
Начало строительства возможно в день установки последней сваи
Подходит для всех видов грунтов, кроме скальных, куда невозможно забить сваю
Позволяет вести строительство на уклонах

У данного типа фундамента есть недостатки:

Обязательно необходимо привлекать копровые машины для забивания свай. Собственноручно это сделать невозможно.
Невозможно сделать подвальное помещение. Этот минус присущ всем типам свайных фундаментов
Крайне трудно добиться 100% центровки. Сваи могут отклоняться от центральной линии на несколько сантиметров. Отклонения нивелируются обвязкой и отделкой.
Отделка. Пространство между домом и поверхностью земли необходимо как-то закрывать и декорировать, а это влечет удорожание основания, хотя и не относится напрямую к фундаменту. Этот недостаток также относится ко всем свайным фундаментам.

Плитный фундамент

Это незаглубленный тип фундамента, представляющий собой монолитную железобетонную плиту под всем пятном застройки. Почему данное решение получило распространение? Применяют при строительстве на грунтах, подверженных пучению и с высоким залеганием грунтовых вод. Так как основание имеет значительную площадь, то давление на почву оказывается минимальное, что не вызывает проседание грунта и нагрузка, за счет цельнолитой конструкции, распределяется равномерно. Плитные фундаменты хорошо выдерживают горизонтальные смещения почвы. Такой фундамент держит нагрузку не только по периметру, но и по диагонали. Если грунт просел под одним из углов, то монолит выдержит перекос, и дом останется недвижим.

Эволюционным продолжением монолитной плиты выступает УШП – утепленная шведская плита. Это литая бетонная конструкция, в которую вмонтирован обогрев полов и инженерные коммуникации. В данном решении фундамент может служить основанием для полов в доме.

При указанных плюсах, существуют и минусы плитного фундамента:

Целесообразно только на горизонтальной местности.
Высокая стоимость относительно других типов фундамента. Особенно проявляется в случае использования УШП.
Относительно низкая несущая способность по сравнению со свайно-забивным, буронабивным, монолитно-ленточным и блочным типом.

Комбинированный тип фундамента

Существуют ситуации, когда для улучшения свойств того или иного типа фундамента приходится совмещать несколько технологических решений. Примером служит свайно-ленточный или свайно-плитный фундамент. Такой ход позволяет воспользоваться преимуществом разных типов фундамента, но очень часто увеличивает стоимость материалов и трудозатрат. Применяется тогда, когда иные методы строительства фундамента неэффективны.

Как не ошибиться в выборе фундамента

При выборе фундамента для будущего дома необходимо учесть множество факторов. От этого зависит долговечность, безопасность, финансовая нагрузка. Бесспорно, если ошибиться с характеристиками основания, то это, с одной стороны повлечет ослабление надежности здания, а с другой стороны, если чрезмерно усилить фундамент, то необоснованно приведет к значительным, необоснованным финансовым тратам. Поэтому, чтобы избежать тех и других рисков, проектирование нужно доверять специализированным организациям или проверенным опытным профессионалам.

Работы по проектированию должны быть осуществлены в полном объеме:

Разработаны проект организации строительства– ПОС и план производства работ– ППР.
Расчеты должны производиться сертифицированными организациями, имеющими соответствующие допуски для выполнения этих работ, а также профессионалами, обладающими соответствующей квалификацией и практическим опытом.
Необходимо обеспечить координацию и связь между специалистами по инженерным изысканиям, проектированию и строительству.
Соблюдать контроль качества при выпуске строительных изделий и производстве работ на строительной площадке.
Работы на строительной площадке по возведению фундамента должны выполняться квалифицированным и аттестованным опытным персоналом, прошедшим инструктаж по технике безопасности.
Строение должно использоваться по его назначению в соответствии с проектом.

Только в этом случае гарантировано полное и качественное исполнение всех функций, возложенных на здание и избежание непоправимых ошибок при строительстве.

Читайте также: