Как выбрать фундамент?

Фундамент дома на ряду с несущими стенами, перекрытием и кровлей является важным элементов здания. Работа над фундаментами начинается по завершению земляных работ, но уже при выполнении земляных работ учитывается глубина фундамента, тип и размеры. Работа всей конструкции, как во время монтажа и установки, так и последующей эксплуатации здания — результат сотрудничества фундамента и основания под ним. Стоит ближе рассмотреть вопросы, связанные с выбором типа фундамента для строительства.

С чего начать проектировать и строить фундамент?

Нагрузки, которые несет фундамент зависят от нагрузок передаваемых с крыши, стен, элементов здания. Нагрузки зависят от этажности, габаритов и технологии строительства дома и собираются сверху вниз.  Во время проектирования и строительства здания важно понимать тип и качество основания под ним. Основание играет огромную роль в работе конструкций фундамента. Поэтому, перед строительством коттеджа или дачи следует провести расчет фундаментов с учетом геологических изысканий. Самый безопасный и лучший способ сделать качественный фундамент, если в основании лежит камень, гравий или уплотненный песок. Большинство трудностей при строительстве вызваны нестабильным основанием, например торфом или разного рода супеси. Из-за низкой несущей способности основания – конструкции фундаментов требуют специальных и дорогих способов возведения, а в крайних случаях совершенно не подходят для строительства. Поэтому перед покупкой участка стоит провести исследования грунта и геологию участка, оценить реальную стоимость строительства дома, после этого можете определиться с типом фундамента.

Помимо прочего, по этой причине фундаменты всегда разрабатываются индивидуально, даже при покупке готового проекта дома. Расчет несущей способности зависит от качества основания под зданием и является обязательным элементом адаптации любого проекта. Кроме того, документация должна содержать геотехническое заключение с указанием условий работы фундамента.

Основание под фундаменты

Конструктивно здание не связано с фундаментами, но устойчивость здания напрямую зависит от типа основания.

Какие существуют типы грунтов и оснований под фундаменты?

• Благоприятный вариант для строительства: однородные слои грунта, низкий уровень грунтовых вод;
• Сложные условия: неоднородные слои грунта, уровень грунтовых вод на уровне планируемого фундамента
• Особо сложные условия: неблагоприятные геологические движения земли, оползни, карстовые (вода растворяет известняк и гипсы), движение гидратированных рыхлых мелких песков и пыли, районы добычи полезных ископаемых

На основании геотехнических условий фундамента под строительство дома, определяется его геотехническая категория. Выделяют три геотехнические категории:

Первая категория относится к небольшим загородным домам, в благоприятных грунтовых условиях.

Первая категория оснований включает в себя:

• Одноэтажные или двухэтажные жилые и коммерческие здания;
• Подпорные стены и рытье котлованов, если перепад уровня не превышает 2 м;
• Возможно выемка на глубину 1,2 м и насыпи до высоты 3 м;

Вторая категория касается строительных объектов в сложных условиях. Обоснование, требующее количественной оценки геотехнических данных. К этой категории относятся:

• Фундамент глубокого заложения
• Подпорные стены и другие опорные конструкции
• Земляные работы и насыпи и т.д.

К третьей категории относятся: а) нетипичные строительные работы независимо от их степени сложности условия грунта, выполнение или использование которых может создать серьезная угроза для пользователей и окружающей среды

Тип и объем испытаний для отдельных геотехнических категорий типов оснований под строительство:

— категория I: определение грунта, лежащего в уровне проектируемого фундамента, определение геотехнического профиля на глубину до 2-3 метров, определения уровня грунтовых вод и степень агрессивности среды. Первую категорию достаточно проверить при раскопках или строительстве объекта, в исключительных случаях – лабораторные испытания грунта.

— категория II: сборник опубликованных и архивных материалов об исследуемой территории и окружающей среде, на этой основе разрабатывается программа необходимых полевых испытаний и лаборатории с определением количества, расположения испытательных скважин и их глубина, количество образцов,

— категория III: требуется особенно тщательное изучение геологии. На основании вышеуказанных испытаний разрабатывается геотехнический профиль, которая состоит из описательной и графической части. Важной частью этой документации являются профили и геотехнические разрезы, сделанные на основе полевых испытаний. Профиль показывает результаты бурения в одной скважине, поэтому позволяет определить расположение отдельных слоев и типов почвы.

Какой выбрать фундамент под строительство дома

Для определения типа фундаментов особенно важно понимать, будет ли это одноэтажный дом, с подвалом или без. Определение типа возведение, конструкционной схемы здания, нагрузок и объема работ, будут немного отличаться. Например, подвал дома — его фундаментная глубина составляет 3 метров. Наиболее часто в конструкции подвальной части используют железобетон. Стены подвала должны быть надлежащим образом защищены от влаги и воды (изоляция) и иметь достаточную прочность для сопротивления боковой нагрузки от грунта. Геология участка может выявить высокий уровень грунтовых вод, в этом случае следует отказаться от подвала. Исходя из всех факторов следует решить из чего выполнить фундамент.

Типы фундаментов для строительства дома

Основные типы фундаментов делятся на мелкого или глубокого заложения. Определения типа зависит от несущей способности грунта воспринимать нагрузку. Форма мелко заглублённой конструкции фундамента — прямоугольная, трапециевидная или в виде ступеней. Фундаменты глубокого заложения переносят нагрузку со здания на ниже лежащие слои грунта при помощи дополнительных элементов, введенных или сформированных в основании.

Фундаментная плита

 

Один из типов фундаментов – плита. Плита интересное решение для людей, которые решили построить дом без подвала. Выбор этого метода фундамента позволит значительно сократить объем земляных работ. В случае традиционных фундаментов – вынимать грунт на 2-3 метра, для фундаментной плиты остаточно снять верхний слой растительной почвы (гумуса) и не несущие слои почвы. В случае слабых грунтов допускается нагрузка 0,08 ÷ 0,12 МПа. Плиты по грунту используются, когда конструкция оседает неравномерно или уровень строительного объекта находится ниже уровня грунтовых вод. Фундаментные плиты производятся по грунту, если после удаления гумуса обнаружены пески, можно сразу под плиту залить тощий бетон. Однако, если почва состоит из глины или ила следует заложить первым слоем уплотненный песок, гравий или щебень (не менее 15 сантиметров) или до глубины несущего слоя выполнить так называемые шпоры из тощего бетона, а затем уложить основанием из бетона 10-15 сантиметров. Затем уложить арматуру и залить бетон — не менее класса C 20/25.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент – это сплошная стена из железобетона, камня или блоков, возведенная под всем контуром ограждающих стен. Габариты подошвы ленты фундамента определяется исходя из высоты здания и распределения нагрузок.

Столбчатый фундамент

Данный тип используются в строительстве каркасных домов без подвальных помещений. Есть разные виды столбчатых фундаментов: изготавливаются под сплошными или плотно расположенными друг другом стенами. Столбы могут быть выполнены из разных материалов в зависимости от местных и доступных материалов:

— самый распространенный материал исполнения столбов фундаментов – камень или кирпич

— если расчет приводит к значительной ширине кирпичного фундамента, то столбы могут быть выполнены из бетона

— при большой нагрузке на здание или при плохо несущем грунте используют железобетон

Подушка столбчатого фундамент может быть одинарной, если на каждой размещены отдельные группа столбов когда два или более столбов опираются на каждый из них. Столбчатый фундамент может быть выполнен из камня, кирпича, бетона или железобетона.

Железобетонные столбы фундамента используются для решения проблемы большого количества осевых и эксцентрических сил и при использовании ног кирпич или бетон будет неэкономичным из-за большой высоты. Сборные изделия типа стакан используются для железобетонных столбов.

Свайный фундамент

Если верхний уровень грунта не может нести передаваемую нагрузку, используются свайные фундаменты. Свая достигает до несущего слоя почвы. Свайные фундаменты разделяются по принципу передачи нагрузок на несущий слой грунта:

• Обычные сваи распределяют нагрузку на грунт путем трения о боковую поверхность и сопротивления под ногой сваи; несущая способность зависит от сопротивления грунта под наконечником и сопротивления трения вдоль стороны сваи. В стоячих сваях несущая способность зависит от сопротивления под кончиком сваи.
• Подвесные сваи или подвесной свайный фундамент (висячие сваи) — переносит нагрузку на землю трением на поверхности сваи; т.е. уровень фундаментной балки или ростверка находиться выше уровня земли. Данная разновидность свай приобрела популярность в сейсмических зонах. В подвесных сваях нагрузочная способность зависит главным образом от сопротивления трения грунта вдоль стороны сваи. На практике используются металлические или железобетонные сваи, реже дерево.
• Стоящие сваи (свайные стойки) — передают нагрузку на несущий слой расположенный на большой глубине, стоящие сваи отличаются от подвесных длиной сваи.

Материал для строительства фундамента

Есть ряд факторов определяющих материал для строительства фундамента. Наиболее важными критериями являются: денежный вопрос, способ исполнения и местность. Одноэтажные дома в основном строят на ленточных фундаментах или плите (бетон, железобетон). Конечно, есть возможность использования сборных конструкций и других материалов (дерево, камень, кирпич).

Железобетонные фундаменты

Фундаменты обычно изготавливаю из железобетона, поэтому перед заливкой бетона (обычно C12 / 15) необходимо заранее запроектировать армирование. Можно использовать бетон класса C16 / 20 или C20 / 25 (ранее B15, B20 или B25). Размеры неармированных фундаментов соответственно больше. Марку бетона можно заказать на заводе или подготовить на строительной площадке, второе решение является более трудоемким и рискованным, поскольку бетонная смесь для изготовления монолитных фундаментов должна иметь соответствующий класс прочности. Альтернатива — создание фундамента из более дорогого водонепроницаемого бетона, который обладает меньшей поглощаемостью влаги.

Основная проблема монолитных фундаментов заключается в необходимости изготовления опалубки. На это уходит много времени и дерева, поэтому лучше арендовать готовую многоразовую опалубку.

Бутовый или каменный фундамент

Фундаментные стены из камня изготавливаются редко, из-за трудоемкости процесса возведения и подбора нужных по размеру камней, впоследствии проблемы утепления (влага легко проникает сквозь неровности стены). Такой фундамент должен быть изолирован, а затем оштукатурен.

Бетонные блоки ФБС

ФБС иди Фундаментные блоки можно разместить в любом направление, если нужно подрезать по месту. При строительстве из ФБС неудобством при монтаже является вес блоков — весит не менее 40 килограмм. Прежде чем останавливаться на данном типе, следует обзавестись или арендовать кран. Несмотря на это, бетонные блоки являются самым популярным материалом для фундаментных стен.

Деревянный фундамент

Деревянный фундамент редкое явление, такой тип конструкций возводили в болотистой местности.  Два способа использование древесины – установка бревен по типу свай, другой способ – укладка бревен вдоль стен. Основным недостатком является слабая несущая способность и сложность в монтаже.

Кирпичный фундамент

Самый долгий и дорогостоящий вариант возвести фундаментную стену — построить из кирпича. Данный тип редок в использовании на строительной площадке и применяется для хозяйственных построек или беседок при мелком заложении. Один из минусов выполнения фундамента из кирпича, в отличии от железобетона потребуется большое сечение стенки, а так же немалое количество времени для выполнения.

Металлический фундамент

Свайный фундамент из металлических труб или металлических свай с наконечником — колона фундамента заглубленная до уровня несущего грунта. Приоритет винтовых свай – это возведение и строительство на протяжении всех сезонов; скорость возведения; так же при использовании металлического фундамента не обязательно выравнивать участок под строительство дома.

Поле свай подходит для всех типов грунтов и сложности рельефа. У металлических свай есть существенные недостатки – коррозия металла, в результате чего разрушение. Эксплуатационный период свайного поля ниже, чем в случае с железобетонного и бетонного фундамента. Рекомендуется использовать сертифицированные металлические сваи, подтверждающих качество изготавливаемых изделий.

Сварная и электросварная свая – разновидность металлических свай. Свая с литым наконечником, в отличие от свай со сварным наконечником состоит из ствола сваи и отдельно наконечника. Наконечник отливают из металла и приваривают к трубе основной сваи. Электросварная свая рассчитывается по вымеренному шаблону, сохраняя при производстве геометрию. В случае литой сваи, при выполнении сварной сваи трудно вывести детали в одну ось, из-за чего свая может быть выполнена неравномерно.

Вопросы и ответы по выбору и типу фундамента:

Нам часто задают вопросы по строительству фундаментов частного дома, попробуем разобрать часть из них.

Какой тип фундаментов выбрать для газобетонных или кирпичных стен?

Тип и материал фундамента почти не зависит от типа стен. Почему так? Все дело в конструктивной системе и схеме здания. Важны в первую очередь нагрузки передаваемые с крыши здания (учитываются осадки – снег). Далее идут нагрузки от перекрытий, а уже потом от стен и заполнения проемов. Далее рассматривают вопросы несущей способности основания, а уже потом делаются выводы в пользу того или иного типа. В ситуации с монолитно каркасным домом стены не передают особой нагрузки на фундаменты, в ситуации с кирпичным домом – стены участвуют в работе всего здания и передают нагрузки от крыши, перекрытий на стены фундамента.

Нужна ли гидроизоляция?

Гидроизоляция служит для защиты проникновения влаги в конструкцию. Обычно для при строительстве используют обмазочную гидроизоляцию. Наносят гидроизоляцию в 2 слоя. Так же, существуют полимерные мембраны – принцип работы одинаковый, за учетом того, что полимерную мембрану для фундаментов дома удобнее раскладывать на месте, в отличии от мастики.

Как определить глубину заложения?

Глубина заложения разнится в зависимости от региона и страны где проектируется дом. Можно ознакомиться с нормативными документами где для каждой зоны уже определена отметка заложения. Отметка заложения не зависит от выбора типа фундамента – отметка неизменна. Не стоит пренебрегать отметкой промерзания, если фундамент находиться выше отметки будет страдать весь дом. Для того чтобы избежать этого, перед проектированием ознакомьтесь с нормативной базой и задумайтесь об утеплении. Утепление фундаментных стен распространенная практика.

Как рассчитать фундамент?

Если вы планируете своими руками возводить дом, в обязательном порядке выполните геологию участка. Геология покажет качество грунтов под основание. Если проблем с основанием не выявлено, простым методом вы можете нарисовать схему для расчета фундаментов. Нагрузка на фундаменты распределяется под 45 градусов от точки приложения усилий. Вы получите следующую схему распределения нагрузок. Таким образом вы получите предварительное сечение. Данная схема действует для фундаментов мелкого заложения. В ситуации с ФБС достаточно определить отметку несущего слоя основания и смело начинать строить дом, при переменной отметке поверхности рельефа, используют монолитные участки в местах переменной высоты.

Когда можно применять фундаментную плиту?

Плита – это особый вид и ее целесообразность возможно только при плохих основаниях. В отличии от других типов, плита распределяет нагрузки по всему своему основанию и закладывается максимум на пол метра в основание грунта обязательно утеплив основание. Для дополнительной жесткости монтируют ребра или монолитные бордюры по периметру здания.

Фундаменты зданий и сооружений это очень широкая тема в строительстве. Конструкция фундамента и тип — влияет на сложность и стоимость применяемой технологии. Поэтому вопрос выбора фундамент для строительства и  правильного проектирования, монтажа это не легкое дело. Нагрузка на фундаменты должна соответствовать проекту, основанном на данных геологии участка.