Возведение фундамента

Одной из самых ответственных задач в процессе строительства является возведение фундамента под любое строение. Перед тем, как приступить к строительству дома, необходимо продумать и правильно выбрать основную конструкцию фундамента. Правильно возведённый фундамент в значительной степени определяет прочность, надежность и долголетие строения.  Чем правильнее выбрана, рассчитана и смонтирована конструкция опоры, тем дольше будет служить вам здание и проживание в нем будет комфортнее. Часто индивидуальные застройщики имеют весьма слабое представление о методиках расчета фундамента и в процессе строительства и ориентируются на опыт соседей или советы «продвинутых» строителей. Бывает, что такой подход приводит к печальным результатам, начиная с перекошенных дверных коробок после зимнего периода и заканчивая расширяющимися вертикальными трещинами на фасадах зданий.

Определяющими факторами при выборе типа фундамента и глубины его заложения являются:

Вид грунта, глубина промерзания грунта, уровень грунтовых вод и нагрузки, которые будут действовать на фундамент в процессе эксплуатации. В зависимости от этих нагрузок можно подобрать площадь основания фундамента и глубину его заложения. Нагрузки бывают временные и постоянные.

К постоянным нагрузкам относятся:

~ вес строительных конструкций (самих фундаментов, стен и перекрытий, в том числе и кровли);

~ эксплуатационные нагрузки (вес мебели, оборудования, проживающих людей и т.д.)

К временным нагрузкам относятся:

~ ветровые нагрузки;

~ вес снежного покрова, присущего для данного региона.

Площадь основания фундамента выбирают из такого расчёта, чтобы на каждый её квадратный сантиметр приходилась нагрузка, не превышающая критическое значение. Расчётное сопротивление грунтов можно выбрать воспользовавшись предлагаемой  таблицей №1.  

Следует отметить, что  при строительстве дома и в первые годы его эксплуатации грунты сжимаются под действием нагрузок. В результате фундамент опускается на определённую величину, именуемую осадкой. Сильные и неравномерные осадки составляют главную причину трещин, искривлений и других разрушений строения. Несущую способность основания определяют величиной нагрузки, при которой не превышается установленная нормативами осадка. 

Нагрузки от строительных конструкций можно рассчитать по удельному весу материалов, используемых для их сооружения. Проще всего для этого воспользоваться таблицами №2 -№6. 

Глубина заложения фундамента. Грунт, который  является основанием для фундамента дома, должен обладать достаточной прочностью и несжимаемостью. Но далеко не все грунты отвечают таким требованиям.

В сухих и маловлажных (непучинистых) грунтах при довольно большом (около двух и более метров) промерзании глубину заложения фундамента выбирают не менее расчётной глубины промерзания. В любом случае эта глубина составляет не менее 0,5 м.

Зимой грунты промерзают на разную глубину, в зависимости от климатических условий региона. Промерзание приводит к вспучиванию пучинистого грунта, который затем может оседать неравномерно, что приводит к появлению трещин и деформаций в фундаментах и стенах. Что бы исключить эти негативные явления необходимо закладывать фундамент ниже точки промерзания грунта. На большей территории России глубина промерзания грунта пролегает  в пределах 1,2 м, значит закладывать фундамент достаточно на глубину 1.5м. В случае, когда жилой дом эксплуатируется круглогодично, грунт под ним не промерзает. Поэтому если между заложением фундамента и заселением  дома не будет холодного периода (строительство завершают в сезон весна-осень), то можно не брать в расчёт глубину промерзания грунта. Но нужно учитывать, что при этом основанием фундамента должен быть слежавшийся материковый грунт и глубина заложения фундамента должна быть не менее 0,5 м. для уменьшения осадки слой относительно рыхлого грунта, залегающего непосредственно под фундаментом, часто заменяют более плотным, т.е. менее сжимаемым. Для этого делают подушку из крупно- или среднезернистого песка без глинистых примесей. Засыпанный песок проливают водой и уплотняют трамбовками.

Виды грунтов. 

Грунт- это горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Грунты могут служить:

1. материалом оснований зданий и сооружений;
2. средой для размещения в них сооружений;
3. материалом самого сооружения.

Наиболее хорошим основанием под строительство фундамента является однородный материковый грунт: он равномерно осаживается и здание стоит на нем более устойчиво. Различают следующие основные грунты под фундамент зданий:

• Скальные и обломочные (хрящеватые) грунты (гравий, обломы камня). Не сжимаются. Фундамент закладывается ленточный, на глубину не менее 50 см.
• Песчаные грунты легко вымываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Фундамент закладывают на глубину 40-70 см.
• Глинистые грунты способны сжиматься, размываться, вспучиваться при замерзании. Если глина находится во влажной среде, то фундамент под дом необходимо закладывать на расчетную глубину промерзания.
• Суглинки и супеси – это смесь из песка и глинистых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30 % глинистых частиц, супеси - от 3 до 10%. Оба этих грунта занимают промежуточное место между глиной и песком. Для того чтобы определить процентное соотношение между глиной и песком в грунте достаточно поместить образец грунта в банку с водой и тщательно взболтать до той степени, когда все частицы глины окажутся во взвешенном состоянии. После того, как взвесь отстоится, вы увидите расслоение. Песок окажется внизу, а частицы глины останутся сверху. Процентное соотношение слоев несложно оценить, замерив обыкновенной линейкой.

Ознакомившись с характеристиками и видами грунта, исходя из условий выбранного вами участка, выбираем наиболее подходящий тип возведения фундамента. Фундамент выбирают, исходя из величины нагрузок, чувствительности конструкций дома к неравномерным перемещениям основания, качества грунтов в основании, опасности воздействия морозного пучения, применяемых конструкций и материалов.

Самыми распространенными в средней полосе России являются несколько типов:

Ленточные фундаменты

Столбчатые фундаменты

Плитные фундаменты

Свайные фундаменты

Ленточные фундаменты подводят под дома с тяжелыми стенами (бетонными, каменными, кирпичными и т. п.) или с тяжелыми перекрытиями. Их закладывают под все наружные и внутренние капитальные стены. Наличие под домом подвалов, теплых подполий, гаража или цокольного этажа делают просто необходимым выбор именно этого типа фундамента.

Устройство подвалов целесообразно в домах на приусадебных участках с необводненными грунтами. Высота подполья принимается 1,9–2,2 м. Глубина заложения фундаментных стен – 0,5 м ниже пола подвала. Кроме устойчивости и прочности, стены подвала должны иметь хорошие теплозащитные свойства и надежную гидроизоляцию. Помимо этого, подвалы необходимо оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией с каналами сечением не менее 140х140 мм. Для обеспечения соответствующей тяги каналы рекомендуется выполнять в одном стояке с дымовыми каналами печей.

Также целесообразно устройство ленточных фундаментов при небольшой глубине их заложения в случае опасности возникновения неравномерных деформаций основания. При этом в фундаментах устраивают непрерывные армированные пояса. Незаменимы ленточные фундаменты и в том случае, когда цоколь выполняет роль подпорной стенки для грунта подсыпки пола. Толщина ленточного фундамента может быть различная. Всё зависит от толщины стен, используемого материала, а также предполагаемой силы давления здания.

Столбчатые фундаменты подводят под дома с легкими стенами (деревянные рубленые, каркасные, щитовые). Этот тип фундаментов по расходу материалов и трудозатратам в 1,5-2 раза экономичнее ленточных. Столбы возводятся во всех углах, местах пересечения стен, под простенками, под опорами тяжело нагруженных прогонов и других точках сосредоточения нагрузок. Расстояние между столбами принимается 1,2–2,5 м. По верху столбов должны быть уложены обвязочные балки для создания условий совместной их работы. При расстояниях между столбчатыми (отдельно стоящими) фундаментами больше 2,5–3 м по верху укладываются более мощные рандбалки (железобетонные или металлические).

Минимальное сечение фундаментных столбов принимается в зависимости от того, из какого материала они изготовлены (бетон – 400 мм; бутобетон – 400 мм; кладка из естественного камня – 600 мм, из бута-плитняка – 400 мм, из кирпича выше уровня земли – 380 мм, а при перевязке с забиркой – 250 мм).

Забирка выполняется для утепления подпольного пространства и предохранения от попадания снега, влаги и пыли между столбами. Минимальная толщина стенки забирки принимается для бутовой кладки – 200 мм, для кирпича – 120 мм, для армированного бетона – 100–120 мм. Забирка заглубляется в грунт на 200–300 мм. Если грунт пучинистый, то под забиркой устраивают песчаную подушку толщиной 150–200 мм. В забирке с каждой стороны дома предусматриваются вентиляционные отверстия (отдушины) размером 150х150 мм на высоте 150 мм над отмосткой. На зиму отверстия закрываются пробками.

Плитные фундаменты

Фундаменты плитные и из перекрестных лент возводят из монолитного железобетона с целью придания фундаменту пространственной жесткости. Необходимость в этом возникает при строительстве на неравномерно и сильно сжимаемых грунтах, например, на насыпных (песчаных подушках, слежавшихся свалках, сильно пучинистых грунтах и т. п.). Иногда к таким фундаментам применяют термин "плавающий".

Устройство плитного фундамента связано с довольно большим расходом материалов (бетона и металла) и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, и сама плита используется в качестве пола (например, гаражи, бани и т. п.). Для домов более высокого класса чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит  или армированных перекрестных лент.

Свайные фундаменты

Свайные фундаменты незаменимы в тех случаях, когда строительство ведётся на неустойчивых грунтах. Это самая подходящая конструкция фундамента для крупногабаритного строительства. В основе конструкции фундамента используются сваи – столбы с заострёнными нижними концами.  Их вбивают либо вкручивают в землю с помощью малогабаритного оборудования. Сваи в таких фундаментах упираются в более твёрдые слои грунта, проходя сквозь слабые и подвижные. На эти твёрдые слои грунта и передаётся нагрузка от всего здания. Каждая свая может выдержать нагрузку от 2 до 5 тонн. Далее верхняя часть всех свай соединяется балками, образовывая жёсткую надёжную конструкцию.
Конструкция фундамента на сваях практически ничем не отличается от столбчатого фундамента. Разница лишь в размере и несущей способности. Свая – это большой столб. Свайный фундамент используют в тех случаях, когда верхний слой грунта не в состоянии выдержать большую тяжесть, либо при высоком уровне грунтовых вод и на плывунах. Конструкция свайного фундамента является наиболее подходящей для крупногабаритного строительства. Свайные фундаменты являются очень дорогими и трудоемкими в выполнении, поэтому в индивидуальном строительстве встречаются довольно редко, и мы не приводим их к рассмотрению.