Типы фундаментов: какой выбрать?

Фундамент — основа основ при постройке дома. От его качества зависит долговечность постройки и то, насколько комфортно будет находиться внутри. Давайте рассмотрим фундамент частного дома вблизи: из чего он состоит, как укладывается, а также рассмотрим все нюансы и особенности.

Вряд ли вы решитесь возвести фундамент самостоятельно, ведь это очень непросто и требует умений и знаний. Это ответственная работа, в которой малейший огрех может привести к поистине непредсказуемым последствиям. Так что большинство из нас предпочтет доверить это дело профессионалам.

Неужели фундамент — это настолько сложно? На самом деле, нет, просто нужно просчитывать все до мелочей. Разумеется, при возведении основы дома вы будете применять самые качественные материалы, а от технологий не отступите ни на шаг. Увы, некоторые отказываются от проектирования, самоуверенно решив все делать «на глаз», или допускают ошибки при произведении расчетов. Последствия могут быть разными, от незаметных до катастрофических, от небольших трещин до обрушения несущих стен. Конечно, произойдет это не в процессе проведения работ, а в то время, как вы уже обживете дом. А ведь проще предупредить такую беду, чем пытаться восстановить руины. Вот, к чему приводит беспечность.

Еще одна проблема русского человека — искреннее желание сэкономить. Что помогает сократить расходы? Дешевые некачественные материалы, малоопытные рабочие, которым нужно меньше платить, занижение нагрузки при расчете несущей способности фундамента и стен… Конечно, фундамент находится под землей, его не видно, так что какая разница? А ведь хорошее основание может обойтись почти в четверть от стоимости всего дома. Это большой расход, так что нежелание отдавать так много кровно заработанного — вполне оправдано, как кажется.

Бывает, что неверные или завышенные расчеты значительно удорожают расходы на материалы и работу. Порой, глубокий фундамент вовсе не нужен и даже вредит постройке, как, например, в условиях пучинистого грунта.

Значит, чтобы не допустить оплошности, нужно держать в голове множество факторов. Тип материала, способа укладки фундамента и прочее зависят от многих причин. Ведь фундамент — это не просто основание, это связующее звено между жилыми комнатами и непосредственно грунтом. Знания о типе грунта не просто имеют значение, но и крайне важны для прочности постройки. Но давайте рассмотрим все по порядку.

1. Грунты — какие они бывают?

Постройка всем своим весом давит на землю, на которой стоит, поэтому важно правильно оценить несущую способность грунта, степень его сопротивляемости нагрузкам, сдвигам, любой деформации. Грунт может осесть, просесть, подняться, сдвинуться, закрутиться… Естественно, это не может не отразиться на устойчивости дома.

Между фундаментом и грунтом возникает определенная степень сцепления и трения, что является крайне важным аспектом при разработке и проектировании.
Слабый грунт можно укрепить разными способами. К ним относится, например, уплотнение, нагнетание силикатного раствора, расплавленного битума или битумного раствора либо цемента в грунт. Это сделать непросто, придется прибегнуть к особым технологиям, разработанным по специальному проекту.

Характеристики грунта зависят от того, из чего он состоит.

Скалистый грунт представляет собой, по сути, каменный массив гранита, известняка, кварцитов, базальта. Такой грунт не вспучивается, прекрасно способен поддерживать строение, а грунтовые воды почти отсутствуют.

Крупнообломочный грунт состоит из крупных (более 2 миллиметров) фракций. Это галька, гравий, щебень — отличные надежные и не пучинистые грунты.

Песчаные грунты содержат мелкие фракции песка, диаметр которых составляет менее двух миллиметров. Если пласт лежит равномерно, вспучивание почвы не происходит.

Глинистый грунт содержит более 30 процентов глинистых частиц. Воду глина пропускает и впитывает хорошо, так что вспучивание вероятно.

Супеси и суглинки, отличающиеся соотношением глина/песок/пыль, обладают повышенной пучинистостью и низкой прочностью.

Существуют и другие грунты, имеющие уникальные характеристики, к примеру, намывные, элювиальные, органические и прочие.

Как видите, грунты подразделяются на пучинистые и непучинистые. Что это означает?

Пучинистый грунт не просто пропускает воду, но и удерживает ее. При промерзании земли вода расширяется, следовательно, расширяется и грунт (в среднем на 15 процентов). Весной водя тает, и фундамент проседает, подвергаясь ежегодным нагрузкам. К пучинистым грунтам относят мелкий и пылеватый песок, крупнообломочные грунты с примесью глины, а самым неблагоприятным для постройки является глинистый грунт. Чтобы решить проблему вспучивания, разрабатывается столбчатая схема фундамента либо мелкозаглубленная. Правило «чем глубже — тем лучше» здесь не работает.

Выбор фундамента напрямую зависит и от особенностей постройки. Условно дома делят на легкие и тяжелые. Дом считается тяжёлым, если его вес больше силы пучения, так что фундамент закладывают глубже, чтобы перераспределить нагрузку. Что касается лёгкого дома, то сила пучения, наоборот, больше, чем его вес, следовательно — фундамент заглубляют мало.

От чего зависит вес постройки? От материалов, используемых при возведении стен. Лёгким будет дом из бруса, бревен, каркасный. Бетонный, кирпичный или блочный дом будет, естественно, тяжёлым, тем более что в процессе строительства применяются железобетонные перекрытия.

Конструктивный тип здания — расположение несущих стен, колонн, перекрытий — также оказывает существенное влияние на выбор фундамента.

Нельзя не учитывать назначение постройки. К примеру, отапливаемая постройка должна стоять на «тёплом» фундаменте.

Грунтовые воды — это фактор, влияющий на тип фундамента напрямую. Конечно, при его закладке следует учитывать местоположение погреба или других заглублений, ведь такие участки нужно хорошо защищать от попадания воды. Но речь сейчас не об этом.

При возведении фундамента, выборе глубины и материалов крайне важно учитывать водный баланс. Подземные воды находятся в постоянном движении, так как на них воздействуют разные силы. Если уровень грунтовых вод высок, в основании скапливается много воды и оно теряет способность удерживать постройку на месте. Грунт более склонен к вспучиванию, набуханию и осадке.

По колебаниям уровня грунтовых вод, высоте их подъема участки подразделяют на следующие типы
1) Осушаемый участок — это часто участок с илистым либо глинистым грунтом, который может резко осесть при понижении уровня воды.

2) Потенциально подтопляемый участок требует особого внимания — усиления конструкций с помощью дренажа, бурения скважин для снижения уровня воды, гидроизоляции и других мер.

3) Неподтопляемый участок не доставит хлопот ни по одному критерию.

Иногда минералы, содержащиеся в грунтовой воде, могут навредить фундаменту. В этом случае необходимо произвести предварительный анализ вод и принять меры по защите металлических частей фундамента от коррозии.

Теперь рассмотрим механизм работы фундамента.

На фундаменте лежит почетная миссия: удерживать, «опоясывать» несущие стены, перераспределять всю массу постройки. А ведь нагрузка на него зачастую крайне неравномерна, но очень велика. Фундаменту приходится взаимодействовать с различными силами: сдавливающими, растягивающими, скалывающими…
Фундамент — это «руки» постройки, которыми он удерживается, цепляется за грунт, стараясь сохранить свое положение. Даже если основание не очень надежное, фундамент может держаться за счет силы трения.

Тип фундамента имеет значение. Ленточный монолитный фундамент, к примеру, лучше других способен защитить постройку от грунтовых вод, если они залегают неглубоко или если требуется организовать подвал или подземный гараж.

Каким же должен быть фундамент? Каковы должны быть его основные качества?

1) Прочность. Фундамент обязан выполнять свою главную — распределительную — функцию.
2) Устойчивость. На фундамент воздействуют силы, которые способны его сдвигать, выталкивать и так далее.
3) Не подверженность влиянию грунтовых вод (способность противостоять коррозии, не пропускать воду).
4) Затраты на строительство должны быть обоснованными и правильно рассчитанными.

Когда вы задаете проектировщику вопрос о фундаменте, его нужно формулировать так: «Будет бревенчатый/кирпичный/каркасный дом на таком-то грунте, какой фундамент подойдет?»

Кто-то скажет, что проектирование фундамента — это просто, да и не обязательно. Вероятно, нужные расчеты для сарайчика-бытовки вы можете произвести и сами. А как быть с серьезным кирпичным двухэтажным зданием? Здесь потребуется помощь инженера, который отвечает за свою работу по выполнению расчетов. Когда у вас есть проект, составленный правильно и с учетом всех особенностей и пожеланий, можно начинать строить фундамент как самостоятельно (если вы это умеете), так и с привлечением строительных бригад.

Какие же сведения придется предоставить конструктору, чтобы он изготовил проект фундамента?
Ведь нужно рассчитать, сколько и каких материалов требуется, как их перевозить и хранить, как монтировать и использовать. Вот, что нужно.

1. Подробные сведения о будущем строении, в идеале — проект, содержащий как можно больше деталей:
1.1) Данные об используемых материалах, размерах постройки
1.2) Планировка.
1.3) Предполагаемые нагрузки на фундамент.
1.4) Наличие подземных сооружений (гаражей, погребов и прочего).

2. Очень важно предоставить план участка, причем привязанный к местности, с указанием высотных отметок и расположением разнообразных предполагаемых строений. Прекрасно, если будут продуманы подземные коммуникации, а также дорожки, площадки и элементы озеленения.

3. Результаты гидрологической и инженерно-геологической разведки следует прикрепить к планам. Зачем нужны эти меры? Чтобы понять несущую способность грунта, уровень грунтовых вод, глубины промерзания, сейсмические условия. В общем, все, что связано с рельефом, его изменениями и типом внутри и снаружи. Кстати, неплохо провести геологическую разведку не только на самом участке, но и вокруг него.

4. Класс ответственности (категория сложности) для жилого помещения обычно определяется как «нормальный». Можно ознакомиться с классификацией объектов и по каким критериям присваивается та или иная категория.

5. Если информации недостаточно, то инженеры проводят собственные замеры и обследования территории.

На основании полученной информации разработчик выполняет чертежи и обязательно поясняет каждую деталь. Что нужно рассчитать и учесть:
1) нагрузку на грунт и возникающее в подошве напряжение;
2) устойчивость постройки;
3) привести обоснования использования выбранного типа фундамента;
4) понять, оставить ли основание таким, какое оно есть, либо требуется уплотнение и прочие меры по искусственному снижению подвижности грунтов;
5) проработать конструкцию фундамента, вероятно, даже в нескольких вариантах, указывая абсолютно все детали — разрез котлована, армирование, опалубку и другое;
6) выбрать и обосновать выбор материалов — бетона, арматуры и так далее;
7) привести расчеты глубины заложения фундамента;
8) предложить расчеты, позволяющие не производить напрасных трат финансов и рабочей силы.

В комплект проекта также входит список нормативных документов, так что заказчик может проверить соответствия чертежей нормам и правилам. Кроме того, указываются исходные данные и прилагается объяснение, почему выбрано то или иное решение.

Напоследок обсудим отличия фундаментов по степени заглубленности. Этот показатель варьируется в зависимости от характеристик грунта, уровня подземных вод, веса и конструкции строения. Итак, фундаменты подразделяют на заглубленные и мелкозаглубленные.

Если говорить о мелкозаглубленном фундаменте, то закладывают его обычно на 50-70 сантиметров ниже уровня земли и выше глубины промерзания грунта. Тип фундамента обычно ленточный монолитный, который отлично подходит для легких домов, не оказывающих на основание серьезных нагрузок. Если планируется устройство цокольного этажа или подвала, такой фундамент не подойдет. В остальных случаях его можно использовать, так как фундамент такого типа отлично удерживается на пучинистых грунтах, кроме того — он не так дорог и требует меньше трудозатрат.