Фундамент

Значение фундамента трудно переоценить, он служит основой любого здания. Посредством фундамента нагрузка всей конструкции дома передается на грунт, соответственно надежность и долговечность конструкции в целом в значительной степени определяется качеством фундамента.

Основанием любого фундамента является грунт, от несущей способности которого зависит надежность всего строения. Основание может быть естественным или искусственным. Для правильной и точной привязки проекта сооружения к местности необходимо учесть ряд параметров грунта (тип, глубина промерзания, насыщенность и уровень почвенных вод), рельефа поверхности и т.д.

По конструкции фундамент бывает следующих типов:

• плавающий;

• плитный;

• свайный;

• винтовой;

• монолитный ленточный;

• столбчатый;

• ленточный;

• мелкозаглубленный.

Рассмотрим каждый из этих вариантов более подробно.

Применение плавающего фундамента возможно на пучинистых, насыпных или слабонесущих грунтах с низким уровнем залегания грунтовых вод. Подобный фундамент обеспечивает надежную защиту здания от деформации.

Устройство фундамента для зданий небольшого веса имеет следующую технологию закладки: траншея в 60-70 см изначально засыпается щебнем, а затем песком. Эта смесь заливается водой до тех пор, пока не осядет, далее до необходимого уровня снова досыпается песок. Плитки, предназначенные под столбики, отливаются из бетона на уровне земли. Затем укладываются столбики из кирпича, фундамент накрывается рубероидом и доской, которую предварительно пропитывают составом, предохраняющим древесину от гниения. Подобный фундамент движется только равномерно.

Плитный фундамент состоит из одной сплошной монолитной плиты. В случае достаточно высокого уровня грунтовых вод используют именно такой фундамент. Изготовление железобетонной плиты производят по месту, изначально убрав плодородный слой почвы. Для усиления плиты используют арматурный каркас, при производстве каркаса применяют металлические стержни, проволоку диаметром 3-8 мм, трубы или металлический лом.

Свайный фундамент считается одним из немногих, обеспечивающих надежность и прочность постройки в условиях неустойчивого грунта. Применяется в многоэтажном и крупногабаритном строительстве. Сваи представляют собой столбы, вкручиваемые или вбиваемые в грунт с помощью особого оборудования. В зависимости от глубины залегания сильных слоев грунта, на которые ложится производимая зданием нагрузка, изменяется глубина установки свай. Нагрузка, приходящаяся на каждую сваю, составляет 2-5 тонн. Сваи соединяются поверху с помощью блоков.

Конструкция свайного фундамента очень сходна со столбчатым фундаментом. Если верхний слой грунта слабый или подвижный, а также имеет высокий уровень грунтовых вод или плывуны, то в этих случаях свайный фундамент просто незаменим.

Винтовой фундамент зачастую является незаменимым при возведении малоэтажных построек. Использование винтовых свай является оптимальным вариантом при строительстве на грунтах с высоким уровнем залегания грунтовых вод или на неустойчивых видах грунта, а также при строительстве в условиях сложного ландшафта.

Первоначально винтовые сваи применялись исключительно при строительстве линий электропередач и мостов, однако со временем подтвердилась целесообразность их применения и в жилищном малоэтажном строительстве.

Винтовая свая представляет собой стальную трубу с лопастью, конфигурация которой определяется назначением сваи.

Возведение винтового фундамента предполагает завинчивание свай в грунт на глубину от полутора метров, в зависимости от толщины просадочного или пучинистого грунта. Затем все ввинченные сваи подрезаются на одном и том же уровне. Производится бетонирование свай, при этом на наземную часть сваи наносится антикоррозийное покрытие. Достоинство винтовых свай - их высокая несущая способность.

Монолитные ленточные фундаменты сооружают на слой из щебня, втрамбованного в грунт. Сверху слой щебня заливают цементным раствором, чтобы предотвратить вытекание цементного молока из опалубки. После этого устанавливают опалубку из дощатых щитов: два щита размером на всю высоту фундамента устанавливают в траншею вертикально. Расстояние между щитами должно соответствовать ширине будущего фундамента. При разработке траншеи вручную опалубкой в подземной части фундамента может служить сам грунт. Щиты опалубки раскрепляют кольями, чтобы они не разошлись при укладке бетона. По верху щиты соединяют между собой планками. Для предотвращения вытекания жидкого бетона сквозь щели опалубки, а также для лучшего отделения опалубки от бетона к внутренней стороне щитов крепят рубероид или полиэтилен. Дополнительная теплоизоляция стен не требуется, поскольку утеплитель закладывается в ячейки ребер жесткости. В таких фундаментных панелях можно создавать проемы для окон и дверей, а также дополнительные отверстия для коммуникаций. Фундаментные панели для деревянных домов изготавливаются на заказ, в зависимости от конфигурации дома. К явным достоинствам монолитного фундамента следует отнести прочность, надежность, а также «приспособляемость» к строению любой конфигурации. Недостатки этого фундамента - дороговизна, трудоемкость, длительность возведения.

Основой столбчатого фундамента являются столбы, которые устанавливаются в углах здания, местах пересечения его стен, а также в местах повышенной нагрузки. Это достаточно экономичный вид фундамента, но он не может быть использован при строительстве тяжелых домов.

Столбы, которые устанавливаются в ключевых местах будущего строения, располагаются на расстоянии 1,5-2,5 м. Материалом для столбов служит бетон, бутобетон, они могут выполняться из кирпичной и каменной кладки. Между столбами насыпают щебень или крупнозернистый песок, который накрывается бетоном или железобетоном. При устройстве подобного типа фундамента предусматривается забирка, которая представляет собой соединительную стенку между столбами. Она выполняется из бетона, кирпича или бутовой кладки. В зависимости от условий грунта может также выполняться песчаная подушка. Этот тип фундаментов подходит для домов облегченной конструкции (одноэтажных бревенчатых, брусовых, каркасных) без подвалов.

К недостаткам подобного вида фундамента можно отнести невозможность устройства подвала или погреба, а достоинством столбчатого фундамента является его экономичность, которая проявляется как в небольшом количестве используемых материалов, так и в отсутствии необходимости гидроизоляции фундамента.

Ленточный фундамент возводится, как правило, для зданий с тяжелыми стенами: кирпичными, каменными, бетонными и т.д. Глубина заложения ленточного фундамента определяется глубиной промерзания грунта.

Мелкозаглубленный фундамент. К сожалению, территория Московской области более чем на 80% - пучинистые грунты. К ним относятся глины, суглинки, супеси, пески пылеватые и мелкие. Эти грунты, промерзая в зимний период, увеличиваются в объеме, что приводит к подъему слоев грунта в пределах глубины его промерзания. Находящиеся в таких грунтах фундаменты подвергаются выпучиванию, если действующие на них нагрузки не уравновешивают силы пучения. Поскольку деформации пучения грунта неравномерны, происходит неравномерный подъем фундаментов; со временем перекос накапливается, в результате чего конструкции зданий деформируются и разрушаются.

Широко распространенное при строительстве загородных домов заложение фундаментов на глубину промерзания (1,5-1,8 м), но это не решает проблему и не обеспечивает устойчивость легких зданий, так как такие фундаменты имеют развитую боковую поверхность, на которую действуют большие по значению касательные силы пучения. Эти материалоемкие и дорогостоящие фундаменты вовсе не гарантируют надежную эксплуатацию деревянных зданий, построенных на пучинистых грунтах.

Одним из наилучших способов строительства деревянных загородных домов на пучинистых грунтах является применение мелкозаглубленных фундаментов, закладываемых в промерзающем зимой слое грунта.

В соответствии с главой СНиП 2.02-83 "Основания зданий и сооружений" глубину заложения фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания. Как сказано в этом документе, глубина заложения фундамента должна быть достаточной для обеспечения устойчивости основания.

Основной принцип конструирования мелкозаглубленных фундаментов загородных домов на пучинистых грунтах заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен здания объединяются в единую систему и образуют жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания.

В основу проектирования мелкозаглубленных фундаментов заложен новый, но уже хорошо проверенный на практике расчет оснований по деформациям пучения. При этом допускаются деформации основания (в том числе неравномерные), однако они должны быть меньше предельных, которые зависят от конструктивных особенностей здания. При расчете оснований по деформациям пучения учитываются пучинистые свойства грунта, передаваемое на него давление, жесткость самого фундамента и надфундаментных конструкций на изгиб. Надфундаментные конструкции рассматриваются не только как источник нагрузок на фундамент, но и как активный элемент, участвующий в совместной работе фундамента с основанием. Дом и фундамент объединяются в единое целое и сообща сопротивляются движениям грунта, а не разрушаются порознь. В результате рассчитывается оптимальный мелкозаглубленный фундамент для деревянного дома, который оказывается не только намного дешевле, но и гораздо надежнее, чем традиционный, заложенный на всю глубину промерзания.