Род фундаментов, принятый по проекту, обозначает тип и конструктивные особенности фундамента, который планируется использовать для возведения здания или сооружения. Это может включать в себя такие характеристики, как глубина заложения, материал, из которого будет изготовлен фундамент, а также его форму и размер, которые зависят от типа грунта и этажности здания.
Правильный выбор и проектирование фундамента играют ключевую роль в долговечности и устойчивости конструкции, обеспечивая необходимую поддержку и распределение нагрузки на грунт. По проекту определяется, как именно фундамент будет взаимодействовать с окружающей средой и какие нагрузки он будет воспринимать в процессе эксплуатации здания.
Проектирование фундаментов
Инженер-строитель: разработка чертежей КЖ и оформление расчётов. Проектирование фундаментов всех основных видов в соответствии всех действующих строительных правил. Именно конструкторский подход к изучению работы сооружений, как следствие ряд выпущенных работ, в том числе для экспертизы. Ознакомится по ссылке с молодыми проектами фундаментов
Исходными данными являются архитектурный раздел, а так же геологические данные. Проект фундаментов включает в себя: рабочие чертежи марки КЖ и текстовый документ с прочностными проверками. Документация отражает полную информацию для производства работ на стройплощадке. А именно:
- Общие данные — содержат общие указания по производству ко всему объекту, а так же пояснительную записку
- Спецификации и ведомости конструкций, арматуры и бетона
- Схема фундаментов — отображены все марки с их соответствующими привязками к разбивочным осям и отметками
- Узлы сопряжений — здесь обычно отображаться локальный вертикальный разрез.
- Армирование каждой марки фундаментов
Разработка проектов фундаментов:
Тут отображены все виды конструкций, которые приходилось конструировать и уже построены по моим работам.
Подпорная стена
Ленточный фундамент
Сплошной фундамент
Свайные фундаменты:
При слабых грунтах — применяются сваи. Это могут быть ленточное, свайные кусты, комбинированное исполнение. Является жёстки, те осадки совсем незначительные. При отсутствие возможности забивки вблизи существующих домов — вариант использования буронабивных видов. Которые в общем хорошо работают при условии в маловлажных грунтах и опирания не песчаный слой.
Отдельно-стоящие фундаменты:
Возможно проектирования фундаментов на просадочных грунтах. Вечно-мерзлые грунты не изучал ввиду отсутствия спроса.
Расчёт фундаментов
Первым делом проверяется глубина промерзания грунта, с целью избежания пучения.
- Расчёт отдельностоящих фундаментов + Определение габаритов отдельно стоящих фундаментов по нормативных нагрузкам на основе геологических данных + Проверка по расчётным нагрузкам армирования плитой части и вертикальной арматуры подколонника + Проверка деформаций основания
- Расчёт сплошных фундаментов производится в программах. Здесь нужно подобрать шаг и диаметр основного армирования и дополнительного под колоннами (стенами).
- Расчёт свайных фундаментов + Определение расчётной нагрузки на сваю с учётом собственного веса + Собственно сам расчёт длины сваи, где основной показатель грунта это показатель текучести. Проектирование буроватых типов при высоком уровне грунтовых вод, может быть бестолковым.
- Расчёт подпорных стен сложный — выполняется в программах
- Используемые основные нормативы: СП20.13330, СП22.13330, СП24.13330, СП63.13330
Пример оформленного расчёта фундаментов, прошедшего экспертизу в 2014:
- Проектировщик КЖ о Себе
- Резюме Конструктора КЖ
Виды фундаментов
Строительство любого здания, неважно, какого назначения, начинается с возведения фундамента. Существуют разные виды фундаментов, а предпочтение того или иного типа этой строительной конструкции будет зависеть от многих факторов.
- Самый основой фактор – это тип грунта. Для разных типов грунта один и тот же вид фундамента не подойдет.
- Глубина залегания грунтовых вод также имеет большое значение. Некоторые виды фундаментов категорически противопоказано строить на площадках, где грунтовые воды проходят близко от поверхности.
- Тип здания Влияет на выбор вида фундамента. Для жилых домов подойдет один фундамент, а для промышленных объектов – совсем другой.
- Этажность возводимого здания, материал его стен напрямую влияют на выбор типа фундамента.
- И еще один немаловажный фактор – это объем финансирования объекта строительства. На постройку фундамента уйдет не менее одной четвертой части всего бюджета на строительство здания. Более дешевый вариант возведения фундамента явно предпочтут дорогому, но стоит помнить о том, что слишком большая экономия на возведении фундамента может привести в дальнейшем к печальным последствиям.
Виды фундаментов и их применение
На данный момент в строительной отрасли применяются три основных типа фундамента:
- ленточный;
- столбчатый;
- свайный.
Существующее большое количество видов фундаментов укладывается в эти три типа.
Ленточный тип фундамента
Основой ленточных типов фундамента является железобетонное основание, сплошное или частичное, в виде ленты. Такой фундамент применяется повсеместно, так как подходит для практически любых климатических условий, выдерживает грунтовые колебания и может применяться для любых видов зданий и сооружений. Выбор типа фундамента в конкретных случаях будет зависеть от состояния грунта, на котором планируется возвести здание, и массы планируемого к строительству объекта. Различают следующие подтипы:
- сборный;
- монолитный;
- плитный.
Это довольно большое количество видов фундаментов ленточного типа производятся по различным технологиям, но общим в них является то, что обязательно выкапывается траншея нужной формы и собирается арматурный каркас. А в конечном итоге получается основание в виде ленты.
Сборный фундамент
Сборные виды фундаментов собираются из бетонных блоков большого размера, которые соединяются между собой. Вручную эти блоки перемещать нельзя по причине их тяжести, поэтому для их перемещения и укладки применяется строительная техника. Также сборный фундамент может быть возведен из кирпича.
Последовательность работы такова – на песчаной подушке по размерам здания делается бетонное основание (другое название – бетонная подготовка). Бетонные блоки укладываются по его периметру. Скрепление блоков между собой производится при помощи бетонного раствора, который заливается в специальные пазы на их боковых сторонах. Углы получившейся ленточной конструкции также связывают между собой.
Преимущества сборного фундамента:
- быстрое возведение – строительство дома можно провести за летне-осенний период;
- отсутствует необходимость ждать затвердения бетона.
- пониженная прочность стыков на разрыв и воздействие напряжения;
- промерзание стыков;
- необходимость применения спецтехники;
- дороговизна – при возведении зданий с цокольным этажом придется делать гидроизоляцию.
Монолитный фундамент
Монолитный тип фундамента – это сплошная железобетонная основа на арматурном каркасе. Основа может в форме ленты по периметру здания и под несущие стены, а может иметь вид сплошной подошвы. Существуют различные виды фундаментов монолитного типа – бутовый, бутобетонный, железобетонный.
Для бутового фундамента используется бутовый камень – такие фундаменты возводятся в тех районах, где идет добыча этого строительного материала. Бут кладется на основание из бетонного раствора, промежутки между камнями заполняются щебенкой и уплотняют. Всю конструкцию заливают раствором, а вертикальные швы фундамента обязательно армируют при помощи сетки. Ширина такого фундамента должна быть больше ширины стен здания.
Для железобетонного ленточного фундамента можно выделить разные виды фундаментов – мелкозаглубленный и заглубленный. В первом случае грунт должен быть устойчивым и неподверженным пучению. Уровень грунтовых вод должен проходить ниже точки замерзания грунта. Во втором случае грунт также не должен быть скользящим, а почва не должна быть болотистой.
Схема возведения такова – делается траншея, устанавливается опалубка и заливается бетонный раствор.
- при использовании бутового камня стоимость работ будет меньше — бут является дешевым материалом;
- прочность и пластичность конструкции;
- устойчивость к движениям почвы;
- простота в изготовлении;
- выдерживает большие нагрузки – можно строить дома до 3 этажей и укладывать бетонные плиты;
- фундамент может применяться под стены из любых материалов.
- высокая стоимость работ в случае возведения железобетонного фундамента – потребуется большое количество бетона и арматуры;
- обязательно должна быть сделана гидроизоляция по всей поверхности фундамента;
- по периметру здания необходимо сделать опалубку;
- нельзя применять на почвах с перепадами высот и непрочных грунтах.
Плитный фундамент
Плитный тип фундамента представляет собой сплошное бетонное основание по периметру здания. Можно использовать бетонную плиту заводского производства, а можно сделать заливку на месте. Для этого выкапывается неглубокий котлован, дно утрамбовывают, засыпают песком и укладывают арматуру, проволоку и другие железные детали. Заливают плиту из бензовоза за один раз.
- высокая степень надежности – подходит для сейсмически активных регионов;
- упрощение дальнейших работ по заливке или укладке пола – лаги не потребуются, а на основании можно делать стяжку и дополнительный утепляющий слой;
- использование на слабых грунтах с высоким уровнем протекания грунтовых вод.
- невозможность постройки подвального помещения;
- дороговизна.
Столбчатый фундамент
Столбчатый фундамент состоит из деревянных или железобетонных столбиков, на которые укладывается первый ряд сруба и брус перекрытия. Вместо столбов можно применять асбестовые трубы большого диаметра. Столбики устанавливают в небольшие котлованы на твердое основание.
- единственно возможный вариант для заболоченных почв;
- низкая стоимость работ.
- применяется только на сухих грунтах;
- нельзя возводить на участках с уклоном;
- подойдет только для домов с легкими стенами без подвальных помещений.
Свайный фундамент
Свайный фундамент подойдет практически для всех видов грунтов, за исключением только скальных оснований. Его основой являются сваи, которые помещаются на определенную глубину и соединяются между собой ростверками в каркас. Сваи бывают забивными и винтовыми.
- использование на любых грунтах даже в условиях вечной мерзлоты;
- применение на неровном рельефе;
- легкость сборки;
- небольшие временные затраты;
- универсальность – подходит не только для зданий, но и для трубопроводов, мостов и иных сооружений.
- необходимость применения сваезабивной техники.
SGround.ru
Фундамент — это наиважнейшая часть любой постройки. От надежности фундамента зависит надежность всего здания или сооружения.
Для того чтобы дом покоился на надежном фундаменте, а не трещал по швам и рассыпался, необходимо основательно подойти, в первую очередь, к выбору типа фундамента. Для этого нужно понимать какие бывают фундаменты и в каких случаях каждый из них следует применять.
Как это бывает в большинстве случаев, у каждого типа фундамента есть и преимущества, и недостатки. Не углубляясь в тонкости, попробуем выяснить какой фундамент подходит для Ваших условий больше.
[Фундамент — несущая строительная конструкция, часть здания или сооружения, которая воспринимает все нагрузки от сооружения, перераспределяет их и передает на грунтовое основание]
Типы грунтовых оснований для фундаментов
Основание фундамента — слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и воспринимающие нагрузку от него. Основания могут быть естественными и искусственными.
Естественное основание – это грунты природного сложения, не подвергавшиеся никакому вмешательству со стороны человека и образовавшиеся естественным путем.
Искусственные основания – это слои грунта, появившиеся в результате целенаправленных действий человека. Из искусственных оснований часто применяются – планомерно возведенные насыпи, песчаные и грунтовые подушки, слои грунта, уплотненные тяжелыми трамбовками, искусственно закрепленные грунты.
Проектирование искусственных оснований необходимо в случае если никакие типы фундаментов в данных конкретных грунтовых условиях не могут обеспечить требуемую прочность, жесткость и устойчивость здания/сооружения, или это экономически невыгодно.
Например — если на месте строительства Вашего дома оказался небольшой участок с залежами торфа толщиной около 1м, а вы планировали возведение малозаглубленного фундамента или полов по грунту, то целесообразно заменить этот слой слабого грунта на песок с послойным уплотнением – это и будет искусственным основанием. Такое решение позволит избежать неприятностей с фундаментом в будущем и сэкономить некоторую сумму денег.
Основные типы фундаментов
Основных типов фундаментов всего 4:
1. Столбчатые (отдельные) фундаменты – отдельные, не связанные между собой опоры под стены или колонны здания, имеющие сравнительно небольшую глубину заложения.
2. Ленточные фундаменты – сплошные линейные фундаменты под несущие стены здания.
3. Плитный фундамент – сплошная фундаментная плита, как правило из монолитного железобетона, сразу под все сооружение или под секцию сооружения.
Свая – стальной, железобетонный (а иногда и деревянный) стержень, погруженный в грунт сквозь слабые слои для передачи нагрузки на более прочные грунты основания, как правило расположенные на глубине более 4 м.
4. Свайные фундаменты – ленточные, столбчатые или плитные фундаменты, опертые на сваи.
[В случае опирания на сваи, конструкция, объединяющая несколько свай, называется свайным ростверком (столбчатым, линейным или плитным)]
Какие грунты под фундаментом?
Важнейшим этапом проектирования фундамента являются инженерно-геологические изыскания. Правильнее изыскания выполнять еще до начала проектирования.
[Инженерно-геологические изыскания – комплекс работ по изучению грунтов и грунтовых вод в основании будущего сооружения. Включают в себя как минимум бурение разведочных скважин с отбором образцов грунта и грунтовой воды и последующим испытанием их в грунтовой лаборатории]
Дело в том, что фундамент, как отмечалось выше – важнейшая часть любого сооружения, и правильность выбора параметров фундамента напрямую зависит от правильности и полноты сведений о грунтах в его основании.
Даже лучшие инженеры-проектировщики в области фундаментов не смогут правильно запроектировать конструкцию, если у них неверные или неполные сведения о грунтах в основании. Проект будет заведомо ошибочным, или фундамент окажется избыточно дорогим и трудоемким.
[Недостаток сведений о грунтах при проектировании фундамента можно перекрыть только большими запасами по прочности и, как следствие, перерасходом финансов, но и это не дает гарантии надежности]
Если вы не знаете какие грунты залегают под вашим будущим фундаментом то попробуйте поспрашивать соседей которые уже начали или даже окончили строительство на своих участках. Если и у соседей не окажется информации о инженерно-геологических изысканиях то рекомендую прочитать статью определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории.
Столбчатые (отдельные) фундаменты – все за и против
Отдельно стоящие столбчатые фундаменты применяются не только в малоэтажном строительстве, но и при строительстве производственных, торговых, административных и жилых зданий.
Глубина заложения таких фундаментов обычно сравнительно небольшая — от 0 до 3,0 метров, размеры в плане меняются в широких приделах от 0,3х0,3 для деревянных построек до 4,5х4,5 м под колонны многоэтажных зданий. Располагаются отдельные столбчатые фундаменты с определенным шагом вдоль стен или под узловыми точками здания (углами, колоннами, пересечением балок и т.д.) и не связаны между собой ничем кроме надземной части зданий или сооружения.
[Когда говорят «столбчатый фундамент» имеют ввиду не фундамент в виде столба небольшого сечения, а фундамент имеющий колонную часть — столб и плитную часть — подошву.]
Вообще в литературе времен СССР отдельный столбчатый фундамент на естественном основании под колонны был основным решением для каркасных зданий по технико-экономическим показателям (самый дешевый вариант). То есть его применение рассматривалось ранее всех остальных вариантов.
Когда столбчатые отдельные фундаменты следует применять?
- прежде всего когда проектируется/строится каркасное здание, то есть нагрузка на основание предается точечно, от каждой колонны каркаса отдельно.
- когда недалеко от поверхности (на глубине 1,5-3 м) залегают достаточно прочные грунты, которые могут воспринимать расчетные нагрузки от здания при сравнительно небольших размерах подошвы фундамента (в моей практике самая крупная подошва ступенчатого фундамента была размером 4,5х4,5 м, но это не предел);
- При малоэтажном строительстве под не ответственные деревянные постройки (баня, сарай) при сухих прочных грунтах — применяют малозаглубленные или поверхностные столбчатые фундаменты как максимально простой и дешевый вариант.
Бывают случаи, когда столбчатые фундаменты – единственное рациональное решение даже при строительстве крупного объекта. Как правило эта ситуация происходит когда характеристики грунтов ухудшаются по мере увеличения глубины их залегания.
Например, при разработке проекта для двухэтажного торгового центра в его основании в верхней части геологического разреза оказались достаточно прочные грунты , а нижние слои становились тем слабее, чем глубже они залегают вплоть до глубины 10-12 м. Применение свай в таких условиях только ухудшает положение, а ленточные и плитные фундаменты не выгодны из-за большого шага колонн (9х9 м).
Преимущества столбчатого фундамента:
- Самая невысокая стоимость из всех типов;
- Простота возведения.
Недостатки:
- Требуют дополнительных конструкций для опирания стен здания (монолитный цоколь, фундаментные балки), а для зданий с подвалам требуется отдельное возведение стен подвала;
- Фундаменты не связаны между собой и, как следствие, не перераспределяют нагрузки. Для исключения неравномерных осадок, фундаменты должны иметь точно подобранные размеры подошвы в зависимости от действующей нагрузки на них — если нагрузки разные, то и размеры фундаментов разные;
- Применимы только на относительно прочных и однородных грунтах.
При малоэтажном строительстве столбчатые фундаменты можно порекомендовать только для деревянных дачных построек, или если в основании действительно прочные грунты (гравий, средний или крупный песок, скала).
Для домов из жестких каменных материалов (кирпич, газобетон) такие фундаменты не подходят из-за большого риска неравномерных осадок, что для тяжелых хрупких стен недопустимо.
Кроме того, применение столбчатых фундаментов вызывает необходимость в создании какого-либо жесткого цоколя здания (фундаментные балки, нижняя деревянная обвязка или др.) на который будут опираться стены здания, а если здание с подвалом необходимо отдельно возводить стены подвала.
Ленточные фундаменты – когда они нужны?
Ленточный фундамент выполняется в виде непрерывного замкнутого в плане контура (ленты) под всеми наружными и внутренними несущими стенами здания. А если есть несущие стены, значит здание не каркасное. Иногда ленточный фундамент применяют и для каркасных зданий, но как правило при небольшом шаге колонн – до 6х6 м и относительно слабых грунтах.
Ленты могут быть малозаглубленные:
Ленточный фундамент в общем случае состоит из стеновой и плитной (подошвы) частей . Стены и подошва ленточного фундамента могут выполняться сборными – из блоков ФБС, или монолитными – из армированного железобетона, залитого на прямо на месте.
[Для сборного ленточного фундамента из блоков ФБС и др. штучных материалов очень желательно выполнять сплошные армированные монолитные пояса по верху блоков, и монолитную ленту в основании стен из блоков. Тогда такой фундамент будет намного лучше сопротивляться неравномерным деформациям и перераспределять нагрузки на основание]
Преимущества ленточного фундамента перед столбчатым:
- Большая суммарная площадь подошвы. Это позволяет передавать распределенную нагрузку на более слабые грунтовые основания;
- Неравномерные нагрузки от здания перераспределяются за счет большой жесткости и прочности конструкции фундамента. Это снижает среднюю осадку фундамента и неравномерные деформации;
- Сразу образуются стены подвала и опоры для вышерасположенных стен.
Недостатки:
- Более высокая стоимость и трудоемкость чем у столбчатого варианта;
- При неравномерных нагрузках в лентах возникают большие усилия, для восприятия которых требуются серьезное армирование;
- Нет возможности передавать большие точечные нагрузки на основание, т.к. ширина подошвы ленты ограничена.
Если Вы сэкономили на армировании и монолитном поясе и ленточный фундамент не выдержал нагрузок, в нем появились трещины, то он по своей сути превращается в столбчатый – отдельные фрагменты работаю независимо друг от друга, перераспределения усилий между фрагментами не происходит, увеличиваются неравномерные деформации.
В целом для малоэтажного строительства это наиболее оптимальный вариант если грунты недалеко от поверхности достаточно прочные (на глубине 1,5-3 м).
Плитные фундаменты – область применения, преимущества, недостатки
Плитные фундаменты применяют при специальном технико-экономическом обосновании. Они распределяют нагрузки от надземной части здания на очень большую площадь, но при этом в самой плите возникают огромные напряжения. Для того чтобы воспринять эти нагрузки без разрушения и излишних деформаций, необходимо выполнять плиту очень мощной с надежным армированием (толщина плиты многоэтажных домов достигает 1,5 м и более). Да и вообще перекрыть всю площадь под зданием плитой толщиной 0,5 м – очень накладно.
Преимущества плитного фундамента:
- Применим на слабых основаниях, самый надежный вариант на естественном основании при правильном проектировании;
- Снижает осадки и неравномерные деформации основания даже при слабых грунтах;
- Для зданий с подвалом сразу служит несущей плитой пола.
Недостатки:
- В конструкции возникают очень большие усилия, особенно от точечных нагрузок, восприятие которых требует больших затрат на бетон и арматуру;
- Еще более высокая стоимость и трудоемкость;
Применяют плитный фундамент, когда в основании сооружения слабые грунты (площади подошвы столбчатых и ленточных фундаментов недостаточно), а применение свай не дает ожидаемого увеличения несущей способности.
Фундамента плитного типа в малоэтажном строительстве применяют при небольших размерах дома и простой форме здания. Основные преимущества данного основания — простота сооружения, возможность применения в сложных грунтовых условиях: пучинистых, слабых и просадочных грунтах, а Высокая надежность при мелкой заглубленности . Однако такие фундаменты сравнительно дороги из-за большого расхода бетона и металла на арматуру.
Свайные фундаменты – когда без них никак?
Свайные фундаменты выполняются в виде:
- отдельных столбчатых свайных ростверков под колонны каркаса;
- линейных ростверков, в том числе и непрерывных замкнутых ленточных фундаментов на свайном основании;
- плитных ростверков – монолитные (редко сборные) фундаментные плиты, опертые на сваи;
- иногда применяют одиночные сваи под колонны.
Нагрузка от ростверка передается на сваи, а те в свою очередь передают ее на грунтовое основание своими боковыми поверхностями и нижними концами (лопастями, если сваи винтовые). Обычно на нижний конец сваи приходится основная нагрузка, а боковые поверхности передают меньшую часть усилия.
Сваи по типу погружения в основном применяют: забивные, буронабивные и винтовые. На типах свай останавливаться подробно не будем, на этот счет см. соответствующие статьи. По материалу сваи бывают железобетонные , стальные, иногда деревянные.
Преимущества свайного фундамента:
- Позволяет пройти слабые грунты и передать нагрузки на заглубленные плотные геологические слои;
- Позволяет воспринимать не только сжимающие нагрузки, но и выдергивающие и горизонтальные усилия, хорошо сопротивляется морозному пучению;
- При правильном проектировании очень высокая надежность фундамента.
Недостатки:
- Самая высокая стоимость и трудоемкость;
- Необходимость возведения свайного ростверка;
- Необходимость применения спец. техники для погружения свай или бурения скважин;
- Стальные сваи подвержены коррозии в агрессивных грунтовых условиях, а антикоррозионные покрытия часто повреждаются при погружении свай.
[Сваи, вопреки бытовому мнению, не дают никакой гарантии от осадок и перекосов фундаментов, а в некоторых грунтовых условиях могут быть вообще неприменимы (например, при текучих суглинках и глинах под нижними концами свай)]
В целом сваи применяют, когда необходимо передать нагрузки на заглубленные плотные грунты минуя верхние слабые слои, или, когда при сравнении вариантов, фундаменты на естественном основании оказываются дороже чем свайные.
Исключением являются свайные фундаменты из винтовых свай под деревянные малоэтажные дома и постройки – они выполняются без ростверка, под обкладной брус. Имеют сравнительно небольшую стоимость и высокую надежность, поэтому могут быть выгоднее других вариантов и рекомендованы к применению при определенных грунтовых условиях.
Минимальная глубина погружения сваи, применяемой в строительстве как правило 4,0 м. Если глубина будет меньше – по сути получится столбчатый фундамент, погруженный в грунт без откопки котлована.
