5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 1)

Проектирование

Это один из самых важных этапов строительства, хотя на него многие начинающие застройщики не обращают внимания и относятся халатно, что выливается в будущем большими проблемами. Неправильно выбранный фундамент может не выдержать нагрузки, а это грозит дополнительными затратами на его ремонт и укрепление. Именно на этапе проектирования решается вопрос, каким будет фундамент будущего дома.

В первую очередь выполняются геологические исследования: изучаются свойства почвы, глубина промерзания, подвижность грунта, глубина залегания грунтовых вод. Даже если используется типовой проект , эти исследования очень важны. Фундамент, который указан в проекте, может не подойти для строящегося коттеджа из-за характеристик грунта. В этом случае придется выбрать другой, который станет надежным основанием для дома.

От свойств грунта и  близости подземных вод зависит глубина и мощность фундамента, а соответственно закладывается его стоимость. Посмотрев, видео о том, сколько стоит дом , можно просчитать смету и заложить необходимую для строительства фундамента сумму денег. В смете указывается тип и количество используемого материала.

Ленточный фундамент – наиболее распространенный

Устройство фундамента: ленточное основание представляет собой железобетонные балки, которые как лабиринт проходят по периметру дома и под внутренними стенами. Это самый простой в монтаже.

Разделяют несколько видов заложения фундамента: заглубленный и мелкозаглубленный. Мелкозаглубленный применяется в строительстве легких домов (деревянных или небольших каменных). Земля должен быть слабопучинистым, а глубина заложения 30-70 см.

Заглубленный  воздвигается для более тяжелых домов, а также при планировании цокольного этажа. Глубина его заложения ниже 20-30 см глубины промерзания грунта.

Среди ленточных оснований также существует деление по типам конструкции: Монолитные – представляют собой армированную ленту, которую заливают в опалубку. Сборные – формируются из готовых железобетонных блоков.

Требования к постройке: часто используется для индивидуального строительства. На нём лучше строить одно- или двухэтажный дом из кирпича, бетона, камня и/или если в доме будут тяжелые перекрытия (заглубленный). Если вы планируете дом из дерева, подойдет мелкозаглубленный фундамент. Также подойдет, если вы планируете делать цокольный этаж, гараж или подвал.

Требования к почве: грунт должен быть с высокой несущей способностью и слабопучинистым

Классификация

Фундамент классифицируется на четыре категории:

1. Ленточный. Разделяется на монолитный, железобетонный, сборный, бутовый и кирпичный.
2. Свайный. Может быть деревянным, металлическим, армированным, комбинированным.
3. Плитный. Делится на бутобетонный и железобетонный.
4. Монолитный.

Следует рассмотреть каждый из видов подробнее.

Ленточный фундамент

Используются для возведения зданий с тяжёлыми элементами конструкции (брус и тому подобные материалы) и подвальными помещениями, например цокольным этажом или погребом. Фундамент выдерживает высокие нагрузки и отличается высокой долговечностью.

Однако из-за недостатков: трудоёмкости и большого объёма земляных работ, массивности, длительной подготовки и требований к грунту ленточный фундамент используется в малоэтажном строительстве домов из бруса в редких случаях.

Свайный фундамент

Конструктивно это сваи, вбитые в грунт в определённой последовательности и накрытые железобетонной или бетонной плитой. Используется для строительства как многоэтажных зданий в условиях неустойчивого грунта, так и малоэтажных сооружений из сэндвич-панелей.

Плитный фундамент

Это монолитная плита решётчатой или сплошной конструкции, которая изготавливается из сборных или перекрёстных балок. Плитный фундамент применяется для строительства домов из панелей и других материалов в местах нестабильного грунта: глинистого, пучинистого и так далее.

Преимущества плитных фундаментов: короткие сроки возведения, надёжность, невысокая стоимость и отличная несущая способность. Благодаря этим качествам плитные фундаменты используются для строительства дачных построек, гаражей и торговых павильонов.

Монолитный фундамент

Долговечный и надёжный фундамент, представляющий собой железобетонную конструкцию, которая заливается в специальную опалубку. При этом такой фундамент станет черновым полом для будущего дома.

Данный фундамент используется для строительства домов под ключ благодаря доступной цене, долговечности, высокой гидроизоляции и скорости заливки.

Выбор фундамента требует профессионального подхода, а потому лучше всего обратиться к специалистам. Компания «Ковчег» станет надёжным помощником в малоэтажном строительстве. Мы предлагаем проекты домов под ключ или же по индивидуальным заказам с учётом пожеланий клиента и особенностей местности.

Фундаменты каркасных зданий

Тип фундамента определяется строением стен здания. Если это сборный железобетонный каркас, в котором вертикальными несущими элементами являются колонны, то для их установки применяются фундаменты стаканного типа (ГОСТ 24476*80).

Фундамент под металлические колонны

Особенности устройства стакана под колонну

Их строение начинается от простого блока с выемкой, в которую вставляется и замоноличивается колонна, до башмака со стаканом, в основании которого имеется опорная подошва в виде одной или двух плит.

Примечание: первый вариант применяется для колонн сечением 300*300 мм (тип 1Ф), второй – для колонн 400*400 мм (тип 2Ф).

Железобетонный стакан под колонну тип 1Ф

Фундаментный стакан с башмаком тип 2Ф

• Фундамент под колонну, как и сама колонна, может быть и монолитным. В данный момент он представляет собой симметричную конструкцию ступенчатой формы с двумя или тремя выступами и подколонной выемкой. Если колонна тоже монолитная, то вместо подколонника в центре плиты при заливке устанавливают выпуски арматуры.

Монолитный фундамент под монолитную колонну

• Донышко выемки, в которую устанавливается колонна, обычно делается на 5 см ниже, чтобы иметь возможность нивелировать отклонения от размеров путём добавления пескоцементного раствора. Верх подколонника чаще всего проектируется в одном уровне с планировочной отметкой грунта, составляющей -150 мм.
• Высота такого фундамента определяется высотой подколонной части, и находится в рамках 1200 -3000 мм (через каждые 300 мм). Высота ступеней при этом остаётся неизменной. Фундаменты с высокими подколонниками применяют при закладке здания с подвалом, так как их подошва должна находиться ниже уровня пола помещения.
• Их усиление производится сварной стальной сеткой с ячейкой 200*200 мм (защитный слой бетона не менее 35 мм) и горячекатанной арматурой с периодическим профилем класса А-II. Подколонная часть армируется аналогично колонне, которая будет в неё устанавливаться.

Принцип возведения опорной части железобетонного каркаса

• При заливке стаканов на объекте, для монолита применяются бетоны класса В15-В20. Обычно его используют под стальные вертикальные конструкции. Тогда подколонники делают без стакана, а вместо выемки в сплошном теле фундаментного башмака имеются анкерные болты для крепления колонны.

Опалубка для заливки монолитных фундаментов под колонны

• Фундаменты стальных колонн могут заглубляться и ниже трёхметровой отметки. Тогда могут применяться сборные подколонники (серия ). Их нижние концы фиксируют на башмаке фундамента, а в верхней части подколонника предусматривают крепления под вертикальный элемент каркаса.

Крепление стальной колонны к монолитному башмаку

Монолитный фундаментный стакан может быть двойным в тех случаях, когда необходимо установить две смежные колонны. При этом одна из них вполне может быть стальной, а другая железобетонной.

Общий стаканный фундамент для смежных колонн — чертёж

Сбор и обработка исходных данных

Основу проекта фундаментов составляет расчёт, который нужен для того, чтобы сделать собственную нагрузку сооружения и несущую способность грунтового основания сопоставимыми. Когда порядок этих величин оказывается близким, здание будет надёжно эксплуатироваться, длительное время принося пользу своему владельцу. Если нагрузка от здания оказывается намного меньшей, имеет место перерасход строительных материалов. Большей – такое здание рано или поздно ждёт неминуемое аварийное обрушение. Это утверждение, очевидное и понятное любому профессиональному строителю и уж тем более проектировщику фундаментов, несведущему человеку, заинтересовавшемуся этой темой, следует либо принять на веру, либо получить строительное образование или самостоятельно изучить рекомендуемую выше литературу.

Геология

Проект фундаментов для нового строительства в большой степени будет зависеть от геологического состояния площадки или территории строительства. В процессе выполнения инженерно-геологических изысканий устанавливаются особенности грунтов данной местности:

• рельеф;
• отметки залегания грунтовых вод;
• глубина промерзания;
• физико-механические характеристики и классификация (структура грунта);
• наличие карстовых полостей, просадок;
• возможность подтоплений и оползней.

Инженерно-геологические изыскания проводят в несколько этапов:

• Начальный (подготовительный).
• Полевые исследования.
• Камеральная обработка.

1 начальный этап – в его процессе происходит изучение архивных материалов, относящихся к ранее построенным в данном районе зданиям и сооружениям, проводят рекогносцировку на местности, намечая места бурения будущих скважин и шурфов, а также устанавливают места расположения различных подземных систем и коммуникаций, которые смогут послужить помехой для строительства.

2 полевой этап – состоит из отбора грунтовых кернов из скважин и монолитов из шурфов, определения мест залегания грунтовых вод и глубины их расположения.

3 камеральный этап включает лабораторное определение характеристик грунта, обработку, систематизацию собранных и полученных другими путями материалов, а также оформления их в виде отчета для передачи проектировщикам. В инженерно-геологический отчет дополнительно включают рекомендации по переносу подземных коммуникаций, а также устранению других причин, по которым строительство на данном участке может оказаться небезопасным.

Важно: При государственной экспертизе строительных проектов наличие инженерно-геологического отчета, свидетельствующего о проведенных изысканиях, обязательно. Без него невозможно получить разрешение на строительство.

Конструктив и нагрузки

Конструирование и расчет фундамента также выполняется в несколько стадий:

1. Анализ имеющейся информации, относящейся к проекту. Это – изучение технического задания на проектирование, инженерно-геологического отчета, другой необходимой документации.
2. Определение глубины заложения фундамента. Глубина заложения варьируется в зависимости от типа здания, которое может быть подвальным, бесподвальным, с цокольным этажом и т.д. однако в любом случае она не должна располагаться выше отметки промерзания грунта. Такое ограничение связано с существованием так называемого морозного пучнения грунта. Оказывается, что грунт при замерзании увеличивается в объеме, что вызвано превращением содержащейся в нем воды в лед. При оттаивании грунт возвращается в свое естественное состояние. Если в этой зоне пучнения будет располагаться низ фундамента, он очень скоро переломится, начнет разрушаться, что повлияет на несущую способность вышерасположенных конструкций стен и перекрытий. Они очень скоро покроются сетью опасных трещин, которые могут стать причинами аварийного обрушения.
3. Сбор нагрузок, которые должны действовать на фундамент и грунтовое основание. Методика расчета описана в большом количестве специальной литературы. В общих чертах это мысленное или, как сейчас говорят, виртуальное вырезание из здания вертикального столба площадью сечения 1 х 1 метр от самого низа до кровли и подсчет веса всех входящих в него строительных материалов и конструкций, включая снеговую нагрузку, характерную для данного региона.

Выбор вариантов, наиболее подходящих для данного строения фундаментов. Определяется исходя из:

• предварительно подсчитанных нагрузок и воздействий;
• назначения и режима эксплуатации здания;
• грунтовых условий (требующейся глубины заложения);
• экономических соображений.

Плиточный фундамент

Это самая распространенная основа на сегодняшний день. Плиточный фундамент – это монолитная плавающая конструкция, которой не страшны грунтовые движения. С таким основанием постройки можно возводить на песчаных, просадочных или пучинистых поверхностях.

Технология устройства плиточного фундамента заключается в создании сплошной или решетчатой конструкции с арматурными переплетениями. Она устанавливается на дренажную подушку из щебня и песка с гидроизоляционным утеплителем. Бетон для такого фундамента подходит М15, он также должен иметь морозостойкость с циклом 75.

В зависимости от состава грунта, плиточный фундамент может дополняться усиливающими ребрами.

Конструктивно, основание состоит из:

Сплошной или плитный фундамент представляет собой плиты под всей площадью строения

• дренажной подушки;
• гидроизоляции;
• утеплителя;
• армирующей сетки, которую заливают бетоном.

Утепление и гидроизоляция фундамента

Теплоизоляция фундаментов выполняется не только с целью сохранения тепла в доме, но и для минимизации сил морозного пучения, воздействующих на него. Технологи утепления напрямую зависит от разновидности основания, глубины его залегания и прочих параметров.

Как правило, для утепления оснований применяется фундаментный экструдированный пенополистирол, обладающий повышенной плотностью и прочностью, что исключает его повреждения при обратной засыпке и под воздействием давления грунта. Кроме самого фундамента, нужно качественно теплоизолировать отмостку, которая сооружается по периметру здания.

Гидроизоляция производится для защиты фундамента от разрушающего воздействия влаги. Техника выполнения работ тоже зависит преимущественно от типа конструкции. Традиционными материалами для гидроизоляционных работ является оклеечная и обмазочная гидроизоляция. При высоком расположении грунтовых вод дополнительно создается дренажная система.

Некапитальные сооружения

Некапитальные сооружения – сооружения, которые не имеют прочной связи с землей и конструктивные характеристики которых позволяют осуществить их перемещение и (или) демонтаж и последующую сборку без несоразмерного ущерба назначению и без изменения основных характеристик строений, сооружений (в том числе киосков, навесов и других подобных строений, сооружений) (п. 10.2 ст. 1 ГрК РФ).

Некапитальные сооружения не могут признаваться объектами недвижимости ввиду отсутствия у них признаков недвижимости, указанных в п. 1 ст. 130 ГК РФ.

Таким образом, некапитальные сооружения и неотделимые улучшения земельного участка не относятся к объектам капитального строительства.

При возведении некапитальных сооружений не нужно получать разрешение на строительство, разрешение на ввод в эксплуатацию, а также ставить их на кадастровый учет и регистрировать права на них в ЕГРН (п. 2 ч. 17 ст. 51, ч. 1 ст. 55 ГрК РФ, ч. 6, 7 ст. 1 Закона о госрегистрации недвижимости).

Этапы работ по обследованию фундаментов

Комплексное обследование фундаментов выполняется в четыре этапа:

1. Подготовительный — сбор данных, ознакомление с имеющейся документацией, предварительный выбор методов анализа.
2. Полевые работы — этап включает визуальный осмотр фундамента на месте, разработка шурфов, оценка состояния основания мобильными инструментами.
3. Лабораторный анализ — ему подвергаются взятые образцы грунта и, при необходимости, материалов фундамента.
4. Камеральный этап — анализ и обобщение собранной в процессе обследования информации, составление отчёта.

На некоторых промышленных объектах существует своя специфика проведения экспертизы, связанная с особенностями технологического процесса и сложными условиями эксплуатации фундамента.

Какой фундамент выбрать?

Img by Arkangel – flickr

Этим вопросом задаются все, кто хочет (планирует, начинает) проектировать и строить собственный дом. Однозначного ответа без предварительных данных и расчетов не даст ни одна книга, ни один специалист. Часто встречается ситуация, когда горе-строители значительно превышают оптимальные нормы расхода материалов и размеры фундамента, так сказать «с запасом».

Цель фундамента, как части общей конструкции дома — равномерно распределить нагрузку на основание (грунт), а не «закопать» в землю как можно больше материала. Существуют и книги по строительству, и документы, регламентирующие конструкцию и нормы расхода материалов, на просторах интернета можно найти самостоятельные методы определения типа грунта, уровня грунтовых вод, глубины заложения фундамента и прочие хитрости.

Бесспорно, что для строительства гаража, бани, летнего домика такие методы расчетов, может, и подойдут, особенно если человек грамотно и обстоятельно изучит вопрос обустройства фундаментов под тот или иной вид строения. Однако, для возведения капитального дома более очевидно воспользоваться услугами по-настоящему грамотных специалистов — проектировщиков, архитекторов, профессиональных строителей, а также вооружиться точными данными об особенностях выбранного участка земли.

Задача выбора надежного и целесообразного фундамента для дома решается только при наличии:

1. проекта дома;
2. точных данных инженерно-геологических изысканий;
3. рассчитанных нагрузок на фундамент.

Решить эту задачу правильно сможет только специалист. Он же предложит несколько вариантов исполнения фундамента (конструктивных особенностей, решений), а вам останется только согласиться на устраивающий вариант.

Классификация

Существует четыре типа МЗФ. Каждый из них подходит для определенных условий, обладает своими уникальными особенностями.

Ленточный

Первый вид — ленточный. МЗФЛ считается самым популярным. Область применения — от легких каркасных сооружений до тяжелых каменных домов. Обустройство фундамента на всех типах почв допустимо только в том случае, если предполагается создание дренажной и теплоизоляционной системы.

Внешний вид ленточного фундамента напоминает непрерывную бетонную полосу с внутренним армированным каркасом. Такие конструктивные особенности помогают ему равномерно распределить вес будущего строения, передавая его подошве.

Такое основание разделяется еще на несколько видов:

• монолитная заливка с поясами из арматуры;
• сборно-монолитная с армированием по всей длине;
• блочная со сплошным двойным армированием.

Ленточный МЗФ имеет несколько преимуществ:

• сокращение расходов на материалах — на 40-50 %;
• низкая стоимость работ — нет необходимости рыть глубокий котлован, возводить высокую опалубку, привлекать опытных строителей.

Столбчатый

Второй вид — столбчатый. Его внешний вид напоминает вкопанные колонны по всему периметру будущих стен. Опоры располагаются по углам, пересечениям и в местах повышенной нагрузки.

Между опорами устанавливается неглубокий ростверк, который соединяет их между собой и позволяет равномерно распределить нагрузку.

Этот вид МЗФ применяется на сильнопучинистых почвах, но которые включают в себя большое количество торфа, супеси или глины. Главные преимущества — низкая цена и быстрота монтажа. Поэтому он очень часто используется в возведении частных домов и хозяйственных построек.

Цельная плита

Третий вид — цельная плита. Представляет собой заливку армированной бетонной плиты по всей площади сооружения. Толщина составляет до 30 см. Особенности данного МЗФ мало чем отличаются от ленточного.

Однако различие заключается в способности равномерно распределять нагрузку по всей площади основания. Иначе говоря, сооружение «плавает» на грунте, как на понтоне.

Основное преимущество — снижение затрат на бетоне до 30%. При этом расходы сокращаются и на подготовке котлована, опалубки более чем на половину, если сравнить со схемой обустройства аналогичных заглубленных вариантов.

Цельномонолитный

Четвертый вид — цельномонолитный. Он объединяет все части силового каркаса в единую армированную конструкцию. По внешнему виду ничем не отличается от цельной плиты, но обеспечивает возможность обустройства цокольного этажа.

При этом достигается равномерное распределение нагрузки здания по всей площади подошвы. Но такой МЗФ нельзя применять для строительства на участках с большими наклонами и с наличием скального грунта.

Такое основание имеет и некоторые сложности. Цельномонолитный фундамент требует правильного расчета его размеров. Его возведение подразумевает большие материальные, трудовые и временные затраты. Но они оправдываются получением высокопрочного и надежного сооружения.

Заливка бетоном

Закончив подготовительные мероприятия, переходим к основному этапу – бетонированию. Кстати, предлагается рассмотреть второй способ армирования подошвы.

Залив в опалубку бетон, раскладываем двумя ровными рядами арматурные прутья, удаляя их от опалубочных стен на пятнадцать сантиметров. Арматуру просовываем под перегородочные элементы из крепежных скоб. Закончив раскладку, штыковой лопатой «топим» металл на двадцать сантиметров в бетонную смесь, аккуратно выполняем «штыкование», чтобы устранить оставшийся внутри бетона воздух.

Как только поверхность бетона поднимется до вбитых по верхней кромке будущей подошвы гвоздиков, П-образные скобы приподнимают на пять – семь сантиметров.

Остается две операции – сооружение подошвы и затирка ее поверхности. Первый этап считается важным и ответственным, шпоночную канавку необходимо прорезать с особым вниманием. Выполняется такая работа сверху, по центральной оси кромки. Шпоночная канавка поможет обеспечить прочность и качество сцепления подошвы и стены фундаментной основы.

Работы по устройству канавки начинаются, когда залитый бетонный раствор немного затвердеет.

Для работы потребуется маленький брусок, который вдавливается равномерно по прямолинейному участку фундаментной подошвы.

Опалубочная система аккуратно демонтируется, все отметки, выполненные на ее щитах, переносятся, чтобы удобней было возводить фундаментные стены.