Свайные и столбчатые фундаменты широко используются в строительстве для распределения нагрузки на грунт. Свайные фундаменты отличаются тем, что используют вертикальные элементы – сваи, которые вбиваются или забуриваются в грунт, обеспечивая надежную опору для сооружений в условиях слабых или несущих грунтов. Существуют различные типы свай, включая бетонные, деревянные и металлические, каждая из которых имеет свои преимущества в зависимости от условий эксплуатации.
Столбчатые фундаменты, в свою очередь, представляют собой опоры, которые располагаются на расстоянии друг от друга и передают нагрузку на более глубокие слои грунта. Они могут быть выполнены из бетона, кирпича или камня и идеально подходят для менее тяжёлых конструкций и участков с ровным рельефом. Благодаря простоте устройства и экономии материалов, столбчатые фундаменты часто выбираются для частного строительства и небольших зданий.
Виды фундаментов
Разные виды фундаментов по-разному взаимодействуют с грунтами основания, поэтому, выбирая технологию нужно понимать, соответствует ли она грунтовым условиям.
Назначение фундамента на основании
данных о грунтах
Фундамент – это заглубленная в грунт конструкция,
передающая нагрузки и воздействия от здания (сооружения) на основание
(напластование грунтов, воспринимающее давление от сооружения).
Независимо от типа сооружения способность фундаментной конструкции к восприятию проектных нагрузок определяется в первую очередь несущей способностью грунтов, и только потом конструктивными параметрами самого фундамента, которые также будут назначаться с учетом нагрузок и данных о грунтовых условиях конкретной площадки строительства ( подробнее). Невозможно делать какие-то выводы о способности к восприятию проектных нагрузок (а также о сроке службы) фундамента, не владея никакой информацией о грунтах. Для получения необходимой информации достаточно выполнить геотехнические и геолого-литологические исследования, а также измерения коррозионной агрессивности грунтов (КАГ). Эти процедуры, разработанные специалистами ГК «ГлавФундамент», адаптированы к нуждам малоэтажного строительства, в том числе по стоимости.
В рамках геотехнических исследований (ГТИ) выполняется динамическое зондирование грунтов, которое позволяет определить физико-механические характеристики основания, используемые непосредственно в расчетах оснований конкретных зданий/сооружений, спрогнозировать поведение грунтов под фундаментом при различных воздействиях и т.д.
В части проведения полевых исследований динамическое зондирование ГК «ГлавФундамент» полностью соответствует ГОСТ 19912 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием». А интерпретация данных осуществляется по собственной методике, разработанной специалистами научного отдела.
В рамках ГТИ для идентификации литологических типов грунтов (глина, песок, гравийные отложения и др.), выяснения характера их напластования (установления литологического разреза), уровня подземных вод, выявления грунтов со специфическими свойствами (просадочные, пучинистые, слабые) выполняется оценка геолого-литологического строения площадки строительства.
Виды фундаментов
Различают столбчатые, ленточные, плитные (сплошные) и свайные конструкции. В последней группе отдельно стоит выделить фундаменты из винтовых свай. Большинство из перечисленных конструкций – бетонные или железобетонные. Их значительная распространенность связана с тем, что многие уверены в надежности бетона, а В том, что он якобы хорошо сохраняет тепло и позволяет отказаться от дорогих и трудоемких дополнительных мероприятий по утеплению пола, коммуникаций, отделке и утеплению цоколя.
Хотя мифы о бетоне популярны, доверять им слепо все же не стоит, ведь любой строительный материал имеет недостатки. Бетонные или железобетонные фундаменты по способу сооружения:
- монолитные (сооружаются на площадке строительства);
- сборные (строятся из готовых железобетонных элементов);
- комбинированные (сооружаются из готовых элементов заводского изготовления и бетонного раствора).
Столбчатый фундамент
Надежен и экономичен, так как не требует дополнительных земляных и гидроизоляционных работ. Подходит для зданий из легких материалов (дома из бруса, SIP-панелей, каркасно-щитовые дома, беседки) без подвала.
Столбы устанавливают по периметру во всех точках пересечения наружных и внутренних стен здания и по углам наружных стен.
Расстояние между столбцами может меняться от 1,2 до 2,5 метров, в зависимости от нагрузки на фундамент. Сверху на столбы крепят обвязочные балки. Если расстояние между столбами составляет более 2,5 или 3 метров, то на них устанавливают балки, изготовленные из металла или железобетона. Необходимое сечение столбов зависит от того, из какого материала они изготовлены: бетонные столбы, столбы из кирпича или камня.
Столбчатые фундаменты бывают:
Монолитные. Используют, когда глубина залегания грунтовых вод составляет более одного метра. Выкапывают шурфы или бурят скважины спецтехникой. Столбы армируют каркасами для восприятия горизонтальных и моментных нагрузок, а затем формируют в опалубке.
Сборные. Используются в местности с высоким уровнем грунтовых вод, например, на заболоченных участках. Их производят заранее на заводе. Это железобетонные столбы, которые соединены с опорной плитой или ростверком.
Ленточный фундамент
Ленточные фундаменты чаще всего применяют в индивидуальном жилищном строительстве. Это простая, но трудоемкая технология, для которой характерен большой объем земляных работ и расход материалов.
Ленточный фундамент – это железобетонная или бетонная полоса по периметру всего сооружения. Она закладывается под все несущие наружные и внутренние стены здания. Ширина ленты зависит от нагрузок, которые передаются от наземной конструкции.
На таком фундаменте строят тяжелые дома из камня, кирпича, бетона, керамзитобетона и шлакобетона, здания с подвалом, цокольным этажом или гаражом.
Монолитные ленты выдерживают большие нагрузки (в зависимости от марки бетона и армирования) и пригодны для сооружений любой формы. Для их строительства выкапывают траншею, в которой устанавливают опалубку. Устанавливают арматурный каркас, а затем укладывают бетонную смесь, получая бетонные ленты, ширина которых обычно около 40-80 сантиметров.
Технология строительства сборного ленточного фундамента отличается: бетонные или железобетонные блоки укладывают на раствор. Конструкция собирается быстро, а перевязка швов обеспечивает надежность.
Недостатки «ленты»:
- для обеспечения надежности «ленту» нужно заглублять за глубину промерзания грунта (более 2 м) – дополнительное увеличение расходов;
- сложность организации надлежащего контроля качества выполненных работ (использование бетона низкого качества, недостаток арматуры и пр.);
- много времени уходит на набор прочности бетоном;
- высокая стоимость.
Плитный фундамент
Плитный или сплошной фундамент – монолитная железобетонная плита без пустых полостей, заливаемая по всей площади строения.
Для его установки нужно разработать котлован (глубина зависит от грунтов на участке строительства и запроектированных конструктивных решений), в который затем засыпается песок и гравий, образуя песчано-гравийную подушку для выравнивания основания. Монтируется опалубка, выполняется армирование, по всей площади заливается бетон.
Плитные фундаменты эффективны в слабых грунтах. Их проектируют в виде плоской или ребристой плиты с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Сплошные фундаменты обеспечивают более равномерную осадку здания и защищают подвальные помещения от подпора грунтовых вод.
Преимущество плиты – большая площадь:
- обеспечивает высокую несущую способность;
- снижает давление на основание;
- позволяет проводить работы в сложных грунтовых условиях;
- дает больше свободы в выборе планировки за счет более равномерного распределения нагрузок.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- необходимость качественной гидроизоляции;
- сложность организации контроля качества выполненных работ;
- много времени уходит на набор прочности бетоном.
Свайный фундамент
Свайный фундамент – комплекс свай, объединенных в единую конструкцию, передающую нагрузки на основание.
Сваи по способу заглубления в грунт:
- забивные или вдавливаемые – железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его разбуривания или в лидерные скважины молотами, вибропогружателями, вибровдавливающими, виброударными и вдавливающими устройствами, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью;
- сваи-оболочки – железобетонные, погружаемые вибропогружателями с выемкой грунта из их полости и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;
- набивные – бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения — отжатия грунта;
- буровые – железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;
- винтовые – состоящие из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемые в грунт путем ее завинчивания в сочетании с вдавливанием.
По условиям взаимодействия с грунтом выделяют:
- сваи-стойки – сваи всех видов, которые опираются на малосжимаемые грунты в основании;
- висячие сваи – сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.
Свайный фундамент подходит для оснований сложенных большой мощностью слабых грунтов в верхней зоне, или в местности, где зафиксирован высокий уровень подземных вод. Сваи переносят нагрузку с верхних слоев грунта, на более глубокие, с большей несущей способностью.
Преимущества свайных фундаментов – значительно меньший уровень осадок и сравнительно невысокая цена. Но строительство такого фундамента – комплекс работ, проконтролировать качество которых трудно.
Главный же недостаток – привлечение спецтехники для устройства свай. Этот фактор можно исключить, если использовать фундамент из винтовых свай.
Фундамент из винтовых свай
Фундамент из винтовых свай – один из подвидов свайного фундамента.
Недостатки
Несоответствие срока службы требованиям ГОСТ 27751 «Надежность строительных конструкций и оснований».
Только подобрав толщину стенки ствола и лопасти, марку стали в соответствии с указанными данными, определив порядок действий для снижения коррозии (водоотведение, использование цинковых колец (анодов) можно обеспечить нормативный срок службы фундаментный конструкции и всего сооружения.
«Уход в срыв» однолопастных дезаксиальных винтовых свай при нормируемых осадках, если диаметр их ствола менее 159 мм.
При расчете свайно-винтовых фундаментов используют формулы, заложенные в СП 24.13330 «Свайные фундаменты». Эти формулы, разработанные еще в 60-е годы 20 века и базирующиеся на упрощенных моделях взаимодействия (например, модель Мариупольского для анкеров), не учитывают многие особенности совместной работы свай и грунтов.
Поэтому при расчете несущей способности винтового основания нужно учитывать результаты полевых испытаний грунтов (ГОСТ 5686).
Может потребоваться бетонирование основания колонны или создание жесткого сопряжения для однолопастных свай малых диаметров (57-76 мм).
Из-за недостаточности диаметра ствола эти сваи не обеспечивают достаточное сопротивление горизонтальным нагрузкам без проведения дополнительных мероприятий.
Чтобы отказаться от бетонирования основания колонны или создания жесткого сопряжения, достаточно использовать элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН).
Нарушение структуры грунта при погружении винтовых свай и снижение его несущей способности.
Такие ситуации возникают, когда в расчетах учитывается только диаметр лопасти, но не ее конфигурация.
Конфигурация лопасти винтовой сваи, подобранная под конкретные грунтовые условия, сводит к минимуму нарушения структуры грунта при погружении, что обеспечивает надлежащее восприятие проектных нагрузок.
Сваи с двумя и более лопастями могут уступать в восприятии, к примеру, горизонтальных нагрузок даже однолопастным дезаксиальным конструкциям.
Причина– неправильное (часто просто бездумное) расположении второй и последующих лопастей на стволе.
Неравномерное распределение запаса прочности по фундаментам объектов ИЖС, из-за которого снижается уровень их надежности и сокращается срок службы.
Причина – неучет разных величин нагрузок, воздействующих на фундаменты даже простых сооружений (под ответственными узлами, под несущими стенами, под ненесущими стенами, под лагами пола).
Чтобы этого избежать, под разные нагрузки нужно устанавливать разные типоразмеры свай (подробнее).
Какой фундамент выбрать?
В редакцию www.7dach.ru часто приходят письма-вопросы о перекашивающихся домах, покрытых трещинами цоколях или стенах и схожих проблемах. Причины в конечном итоге сводятся к ошибкам при проектировании или при сооружении фундамента. И эта статья — попытка ответить нашим читателям и рассказать будущим застройщикам дачных домов о технически грамотном сооружении опорной части дома — фундаменте.
Фундамент
Из тяжелых материалов строение или из легких, со стенами или без, на глинистой почве или на песчаной — без фундамента обойтись не получится. Фундаменты — это несущие конструкции, принимающие на себя нагрузки от вышележащих стен, полов, лестниц, крыш и передающие их на грунт.
- по конструкции — ленточного, столбчатого или плитного типа;
- по глубине заложения — мелкозаглубленные и заглубленные;
- по способу выполнения — сборные, монолитные и смешанные.
Пример выполнения фундамента для деревянного дома
Характеристики грунтов
- каменистые и скалистые — они не меняют своих свойств даже в сильные морозы и поэтому сами по себе являются идеальным фундаментом;
- хрящеватые— состоят из гравия и обломков камней и отличаются высокой прочностью. Глубина закладки фундаментов на них не зависит от глубины промерзания;
- песчаные— промерзают слабо, на незначительную глубину (50-100 см);
- глинистые— хорошо удерживают влагу, поэтому при замерзании пучатся (о том, что это значит, см. ниже). Уплотнённая глина пучится меньше;
- суглинки и супеси— смесь песка и глины; в зависимости от того, какой компонент преобладает, грунт ведет себя или как песок, или как глина;
- торфяные— осушенные болотные, с очень высоким уровнем залегания грунтовых вод.
Неправильно сделанный фундамент может послужить причиной трещин в стенах и полного разрушения строения
- тип грунта: например, песчаные грунты промерзают на большую глубину, чем глинистые;
- климат: чем ниже среднегодовая температура, тем промерзание грунта глубже;
- уровень грунтовых вод: чем он выше, тем сильнее их влияние на фундамент при замерзании.
- для глин и суглинков — 1,35 м;
- для песков и супесей — 1,64 м;
- для крупнозернистых песков — 1,76 м;
- для крупнообломочных грунтов — 2 м.
Уровень грунтовых вод существенно влияет на поведение грунта. Хорошо, если глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. Если она больше, то по мере усиления морозов она будет увеличиваться. И когда она достигнет уровня грунтовых вод, те начнут замерзать, грунт увеличится в объеме и вспучится.
Пучение грунта почти никогда не происходит равномерно. Чем сильнее грунт насыщен водой, тем сильнее он пучится при замерзании, воздействуя на фундамент. Это может выражаться в выталкивании фундамента из земли зимой и особенно весной и опускании его летом. Результат — перекос фундамента, перераспределение нагрузок в нем и во всем строении, возможность появления трещин как в самом фундаменте, так и в стенах дома. И, как следствие, деформации фундамента вплоть до разрушения постройки.
Тип фундамента нужно выбирать в соответствии с типом почвы
Поэтому, если уровень грунтовых вод высок, и их захватывает глубина промерзания, то можно, не считаясь с увеличением сметы на строительство, выбрать надежный вариант фундамента или осушить участок или проложить дренаж.
Свойства грунта и глубина промерзания на участке застройки — величины неизменяемые. Изменить можно только решение о приобретении данного участка. И если оно еще не принято окончательно, стоит хорошо подумать.
Тип строения
Фундамент служит для переноса тяжести всего строения на грунт. Конечно, нагрузка на фундамент от каркасного дома и кирпичного коттеджа с перекрытиями из бетонных плит разная. Разным должен быть и фундамент.
Для разных строений требуется разный фундамент
Строительство на обводненном глинистом участке или на песчаном грунте также будет иметь разные особенности. Желание сделать в загородном доме цокольный этаж или погреб тоже повлияет на выбор конструкции фундамента. Поэтому для каждого типа строения нужен свой фундамент. Но любой фундамент должен быть устроен так, чтобы его нижняя часть находилась ниже глубины промерзания.
- 7 тонкостей, которые важно учесть при строительстве фундамента
- Каждому дому нужен свой фундамент
Виды фундаментов
Ленточный фундамент
В индивидуальном строительстве его применяют часто. Это толстая «лента» одинакового поперечного сечения, идущая под всеми несущими стенами застройки — наружными и внутренними.
Подготовка котлована под ленточный фундамент Ленточный фундамент универсален: его закладывают для домов и из легких, и из тяжелых стройматериалов на грунтах с самой разной несущей способностью. Если в доме планируется устроить подвал или гараж, им тоже необходим ленточный фундамент. Толщина его зависит от толщины стен, используемого материала, а также от нагрузки от постройки.
Технология достаточно проста, но трудоемка и требует большого расхода материала. Ленточный фундамент (ЛФ) бывает двух видов — глубокозаглубленный и мелкозаглубленный.
Глубокозаглубленный ЛФ — один из самых надежных для домов с тяжёлыми стенами или перекрытиями. Здесь всю монолитную «ленту» закладывают обычно на 20-30 см ниже уровня промерзания грунта. Это обеспечивает устойчивость конструкции практически на любых грунтах, одновременно образуя пространство цокольного или подвального этажа, погреба или гаража, но требует большего расхода материала.
Мелкозаглубленная версия ЛФ получила большое распространение за счёт низкой стоимости и представляет собой монолитную железобетонную «ленту» на песчаной подушке толщиной 20-30 см и надстройку из кирпича. Глубина залегания ленты — 50-70 см. Закладывается мелкозаглубленный фундамент на слабопучинистых и непучинистых грунтах.
Иногда при устройстве такого фундамента через 1,5-2 м или чаще пробуривают заглубления в виде шурфов. Глубина шурфов ниже глубины промерзания. Такой фундамент позволяет возводить любое малоэтажное здание с пустотелыми железобетонными плитами перекрытия. При хорошей гидроизоляции внутри периметра фундамента можно устроить небольшой подвал или даже погреб.
Ленточный фундамент
Имейте в виду: мелкозаглубленный фундамент нельзя закладывать на промёрзшем основании и оставлять незагруженным на зимний период. В противном случае фундамент и грунт около него нужно временно утеплить опилками, керамзитом или подобными материалами, способными защитить грунт от промерзания, а на поверхность фундамента нанести гидроизоляцию.
Столбчатый фундамент
Один из самых распространенных и дешевых вариантов. Он наиболее эффективен для грунтов, которые не подвержены пучению и подвижкам. Он экономичен, надёжен, не требует дополнительных работ по гидроизоляции, однако его нельзя применять при строительстве тяжелых домов на слабонесущих грунтах: он применим только для лёгких домов каркасного или деревянного типа.
Процесс заключается в возведении столбов по углам и в местах пересечения стен здания, а также под несущими и тяжелыми простенками, балками и прочими местами с повышенной нагрузкой. Расстояние между столбами — 1,5-2,5 м.
Столбчатый фундамент выполняют из камня, кирпича, бетона, деревянных и железобетонных столбов, металлических и асбестоцементных труб. По расходу материалов и затратам труда столбчатый фундамент в 1,5-2 раза, а при глубоком заложении — в 3-5 раз дешевле ленточного. Сделать его достаточно легко и быстро.
В качестве столбиков использованы металлические швеллеры
Однако в горизонтально-подвижных грунтах устойчивость к опрокидыванию столбчатого фундамента недостаточна, и для погашения бокового сдвига — «гуляния» столбов — между ними требуется установить перевязку. Ее располагают либо по поверхности грунта, либо с небольшим заглублением, устроив под ней песчаную подушку. Но устройство перевязки значительно удорожает и усложняет фундамент, хотя и позволяет строить на нем даже кирпичные здания с нетолстыми стенами. Кроме того, для сохранения тепла в подпольном пространстве и предохранения его от влаги и пыли между столбами делают «забирку» — стенку из кирпича, бетона и т.п. толщиной 10-20 см, заглубленную в грунт на 10-20 см. Если грунт пучинистый, то под забиркой устраивают песчаную подушку в 15-20 см.
При использовании столбчатого фундамента запрещается связывать в единое целое пристраиваемые крыльцо, веранду, террасу. Для этих помещений делают свой собственный фундамент, то есть дом и пристраиваемые конструкции должны разделяться деформационным швом, поскольку нагрузка от крыльца несопоставима с нагрузкой от стен основного здания, а значит и осадка у них будет очень сильно различаться.
Плитный фундамент
Это монолитная железобетонная плита, которая располагается под всей площадью дома. Плитный фундамент целесообразно использовать при строительстве домов на всех видах грунтов и при любой глубине залегания грунтовых вод.
Котлован под плитный фундамент с подвалом
Это хороший вариант и тогда, когда строительство ведут на неравномерно и сильно сжимаемых, пучинистых грунтах, песчаных подушках. Благодаря своей конструкции — монолитной плите под всей площадью дома — такой фундамент не боится никаких смещений грунтов.
Перед заливкой бетонной смесью плита должна быть армирована стальными прутьями
Такой тип фундамента целесообразно использовать при строительстве кирпичных, деревянных или каркасных домов, в которых сама плита выступает в качестве основания пола. Устройство плитного фундамента требует значительного количества земляных работ, отсыпки песчаной подушки, устройства гидроизоляции и большого расхода бетона и арматуры, поэтому общая стоимость монолитной плиты фундамента довольно высока.
Бетонирование фундаментной плиты Для возведения ПФ есть лишь 2 ограничения:
- участок не должен иметь сильного уклона, потому что подушка будет потихоньку сползать;
- сложно устроить подвал и погреб.
Если же подвал все же нужен, то поступают следующим образом:
- Выкапывают котлован на необходимую глубину.
- На дне котлована устраивают подушку из песка и щебня и отливают монолитную плиту.
- На плите возводят из блоков или монолитным бетонированием стены подвала.
- С наружной стороны стены тщательно гидроизолируют.
- Затем пространство между стенами подвала и стенками котлована засыпают (иногда с устройством глиняного гидрозамка).
Такой способ — самый дорогой, так как требует большого объема и земляных, и бетонных, и монтажных работ. Но в итоге у вас получится практически готовый подвал. Плитный фундамент готов
Винтовой фундамент
- на участках с высоким уровнем грунтовых вод,
- на пучинистых, неустойчивых грунтах,
- на участках со сложным ландшафтом.
Фундаменты на винтовых сваях надежны и экономичны. Они не требуют выравнивания участка, земляных работ и применения тяжёлой строительной техники. Строительство может вестись на подвижных, обводненных грунтах, на склонах и вблизи больших деревьев. Если дом деревянный или каркасный, то фундамент его можно заложить за несколько дней.
Стенки фундамента должны быть утепланы и гидроизолированы
Правильно устроенный фундамент решает многие проблемы строительства. Поэтому, если рядом с намеченной стройплощадкой уже есть жилые дома, стоит поинтересоваться у владельцев, какой фундамент они выбрали и почему, а также узнать, есть ли с ним какие-либо проблемы — словом, воспользоваться чужим опытом.
К выбору фундамента следует подходить тщательно еще и потому, что стоимость устройства того или иного вида фундамента различаются даже не в разы, а в десятки раз.
- Легкий фундамент для каркасного дома
- Как залить фундамент под дом зимой при минусовой температуре
- Свайный фундамент для легких построек
- Что нужно знать о винтовых сваях для фундамента
- Утепление фундамента: какой материал выбрать и как провести работы
