Виды фундаментов и их применение

Строительство фундамента

Процесс возведения рассмотрим на примере самой популярной разновидности — ленточного фундамента. Вот из каких этапов он состоит:

1. Разметка: очертания будущего фундамента обычно обозначают при помощи вбиваемых в землю колышков и натянутого между ними шнура. Каких-либо сложностей тут нет, но нужно помнить об одной тонкости: у размеченного 4-угольника должны быть равными не только противоположные стороны, но и диагонали (признак равенства всех углов 90 градусам).

2. Рытьё траншеи: выемку грунта нужно производить на глубину ниже проектной отметки подошвы фундамента, так как под ним будет настилаться песчано-щебёночная подушка.

3. Устройство подушки: этот конструктивный элемент состоит из двух слоёв: снизу — песок, сверху — гравий или щебень. Толщина слоёв — по 10 см. Подушка исключает поступление к фундаменту воды снизу вследствие капиллярного эффекта (щебень и песок являются дренирующими материалами и за счёт своей сыпучести равномерно распределяют нагрузку от фундамента на грунт).

4. Более надёжным будет уложить поверх подушки подготовку из тощего (с увеличенным процентным содержанием песка и гравия относительно цемента и воды) бетона толщиной 15–20 см без армирования или 6–10 см с армированием.

5. Монтаж опалубки: её собирают из листовых древесно-стружечных материалов, фанеры или досок. Конструкция должна быть достаточно прочной, чтобы не разрушиться под весом довольно тяжёлого бетона, поэтому на всём протяжении её укрепляют подпорками.

6. Внутри опалубки поверх песчано-щебёночной подушки нужно настелить рубероид. Древесные элементы, из которых собирается опалубка, имеет смысл обернуть полиэтиленом. Тогда они не испортятся от контакта с бетоном и могут быть использованы впоследствии для иных задач.

7. Армирование и устройство продухов: арматурный каркас устанавливают с учётом того, что наибольшие растягивающие усилия при изгибе возникают у самой поверхности. То есть рабочие пояса нужно располагать у верхней и нижней граней будущего фундамента, но так, чтобы арматура была защищена слоем бетона толщиной в 30– 40 мм. При армировании следует соблюдать два важных правила: арматуру нельзя приваривать — только связывать: в месте сварки она теряет прочность и становится хрупкой; углы и другие места пересечения лент нужно армировать не двумя прямыми пересекающимися прутами, а одним Г-образным, причём каждая его часть должна иметь длину не менее 30 см.

8. Для устройства вентиляционных отверстий (продухов) в местах их расположения к арматуре нужно прикрепить отрезки пластиковой трубы, упирающиеся торцами в стенки опалубки. Чтобы бетон не просочился в трубу, её заполняют мокрым песком. Аналогичным образом монтируются отверстия для проведения сквозь фундамент инженерных коммуникаций.

9. Заливка бетона: крайне желательно залить весь бетон за один подход. При этом нужно обеспечить выход из массы раствора всего воздуха, иначе останутся пустоты. Лучше всего этому способствует специальный инструмент — виброплита. Если её в наличии нет, свежезалитый раствор густо прокалывают арматурным прутом или лопатой.

Влияние погодных условий на качество заливки

Заливку бетона лучше всего производить в умеренную погоду — нежаркую и сухую. В период обильных дождей эту операцию лучше отложить. Но нередко случается досадный казус: заполнение опалубки бетонной смесью в самом разгаре, а с неба начало лить как из ведра. В таком случае заливку лучше не прерывать, но траншею надо накрыть полиэтиленовой плёнкой. Открываем поэтапно отдельные небольшие участки, заливаем бетон — и тут же возвращаем укрытие на место.

Особенно важно исключить попадание осадков в бетонную смесь глубокой осенью, когда ночные заморозки вполне реальны. Если допустить заливание бетона дождевой водой, результат будет плачевным: монолит превратится в хрупкую субстанцию, которая будет рассыпаться от несильного удара

Геодезические работы

Схема устройства ленточного монолитного фундамента.

Чтобы получить надежный , необходимо правильно провести ряд предварительных мероприятий по подготовке территории. Данные действия называются геодезической разбивкой. В рамках этой процедуры необходимо в определенном порядке сделать целый ряд шагов.

Первый шаг – подготовительный. Для начала необходимо очистить территорию от ненужной растительности и других природных образований (деревья, пни, камни и пр.). Помимо природных объектов, на участке могут оказаться и артефакты человеческой деятельности, например, старые здания и их руины, различные инженерные объекты (канализационные стоки, линии электропередач, траншеи, дороги и прочее)

Неважно, что мешает дальнейшему строительству: природные или рукотворные препятствия, все должно быть убрано и очищено

Но необходимо помнить о том, что для сноса зданий и некоторых других объектов необходимо разрешение специальных муниципальных органов (техническая инспекция). Разумеется, данная деятельность подразумевает и наличие плана будущего строения, и проекта ленточного фундамента и дома в целом. Сделать их можно как с помощью специалистов, так и самостоятельно, если вы чувствуете в себе достаточно знаний и уверенности.

Второй шаг – нахождение основных осей. В геодезии основными и главными осями называются линии, по которым ориентируются возводимые сооружения. Основой любого плана являются две перпендикулярно пересекающиеся главные линии. Опираясь на них, строитель ориентирует все основные точки будущего ленточного фундамента и других объектов. Правильно соотнести план дома с такими линиями – значит сделать первый шаг к строительству дома своей мечты. Точное ориентирование строений относительно улицы, границ участка, линий коммуникаций, сторон света и т.д. позволит сделать будущий коттедж удобным для проживания и эксплуатации.

Схема разметки участка под фундамент.

Третий шаг геодезических работ – правильно рассчитать углы. Он является продолжением предыдущего этапа и заключается в определении углов дома на территории участка, которые необходимо отметить колышками и очень тщательно рассчитать все необходимые расстояния

Сделать точный расчет крайне важно, во избежание перекоса здания и снижения его эксплуатационных характеристик

Окончание геодезических работ. На последнем этапе, после точного расчета расстояний, необходимо сделать идеальный угол. Для этого используйте не только измерительные приборы, но и колышки со строительными шнурами. Для правильного расчета выясните соотношение сторон. Какой бы ни был опыт у строителя, даже они не стремятся с первого раза вычислить правильное расположение каждого колышка, поэтому не вбивайте их после первых расчетов, а только слегка вдавите в грунт. Делать расчет всех геодезических параметров – довольно хлопотное дело, требующее внимательности и терпения.

Рассмотрим устройство каждого из типов фундамента отдельно

Ленточный фундамент

Разметка фундамента под дом 3х3 м

Ленточный фундамент представляет собой траншеи, заполненные железобетоном, бутобетоном, кирпичом или фундаментными железобетонными блоками. Траншеи копаются непосредственно под стенами.

Материал, используемый для фундамента, зависит от типа грунта:

• Кирпичный фундамент. Используется крайне редко, в основном для наружной части фундамента. Данный тип может быть использован на глиняном грунте. Ни в коем случае нельзя его применять при повышенном уровне грунтовых вод.
• Бутобетон. Применяется на скалистых либо песчаных грунтах.
• Бетонные плиты и литой железобетон используется на глиняных грунтах.

Плюсы данного фундамента заключаются в следующем:

• Подходит для строительства на любом грунте.
• Возможность размещения под постройкой подвала.
• Более дешевый и простой чем плитный.

Ленточный фундамент может быть:

• Мелкозаглубленый. Используется на устойчивых, стабильных грунтах и для строительства легких построек. Глубина траншеи для такого грунта не превышает 70 см, то есть, не проходит глубже уровня промерзания грунта.
• Заглубленный фундамент. Используется только для тяжелых построек. Глубина траншеи для такого грунта проходит дальше уровня промерзания земли. Такой тип фундамента хорош тем, что является устойчивым к сдвигам грунта. Однако только при условии что здание, стоящее на нем будет достаточно тяжелым.
• Монолит. Внутреннее пространство граней заливается бетоном.
• Сборная лента. Данный тип фундамента не заливается раствором, а собирается из отдельных железобетонных фундаментных плит.

Разметка внешнего контура фундамента

Свайный фундамент

Если грунт, на котором строится дом слишком слабый чтобы удержать постройку, либо слишком неровный, разумным решением будет свайный фундамент.

Благодаря тому, что сваи проникают довольно глубоко, появляется возможность миновать слабые слои и поставить опору на более сильные. Сверху на сваи устанавливаются балки и стены, таким образом, получается устойчивый фундамент.

Сваи бывают следующих типов:

• Забивные. Массивные, длинные, армированные бетонные сваи с заостренным концом. Углубляется в грунт путем забивания с помощью специальной техники. Обычно не используется в частном строительстве небольших домов, так как использование техники, является довольно затратным удовольствием.
• Буронабивные. Вместо того чтобы вбивать готовые сваи, в грунте пробуриваются скважины, которые заполняются бетоном, высота верхушек которых регулируется в зависимости от плана постройки. Могут быть армированные или же неармированные.
• Винтовые. Металлические, заостренные сваи с винтами на конце. Это дает возможность более простым способом углубить их на необходимую глубину. Такой тип фундамента чаще используется в негабаритных частных постройках.

Плитный фундамент

Универсальный, надежный и самый дорогой тип фундамента. Монолитная железобетонная плита отливается на «подушке» под размер дома или немного больше. При движении грунта, подушка может плавать, что придает строению устойчивости.

Плитный фундамент может быть следующих типов:

• Мелкозаглубленный плитный фундамент. Устанавливается на поверхности грунта. Минусом такого фундамента является то что исключается возможность строительства подвала.
• Заглубленный плитный фундамент. При его строительстве вырывается яма с ровными стенами под размер дома, по дну выливается плита. При использовании данного фундамента возможно строительство подвала.

Схема разметки фундамента с учетом установленных норм расстояния до соседнего участка

Столбчатый фундамент

Является самым простым и дешевым, однако, и самым ненадежным фундаментом. Суть его заключается в том, что по периметру обозначения контуров стен устанавливаются невысокие столбы из кирпича, камней или бута. Устанавливаются они в наиболее ответственных местах, расстояние между ними от 1,2 до 2,5 метров.

Сверху устанавливается связующая балка, которая и формирует основу для будущего строения. Так же существует углубляющийся тип столбчатого фундамента. В местах основных опорных мест бурятся скважины, которые заливаются бетоном и армируются.

Снизу, для большей устойчивости, такие столбы расширены. Столбчатый фундамент устанавливается только на устойчивых фундаментах, и подходит лишь для малоэтажных, легких построек. Кроме того исключается строительство подвала.

Проектирование фундамента

Этап проектирования всегда начинается с исследования грунта на участке строительства с целью оценки его несущей способности, сжимаемости и уровня грунтовых вод. Эту работу обязательно должны проводить специалисты лицензированной организации, которые вынесут своё решение после анализа несколько проб, взятых при помощи специального бура.

Строить наобум, даже располагая данными о грунтах на соседних участках (если кто-то из соседей уже заказывал такое исследование), крайне не рекомендуется, поскольку геологическая ситуация на вашей территории может отличаться от имеющейся поблизости.

Грунты бывают разными, но в целом все они представляют различные сочетания всего двух крайних форм:

1. Песчаный: рассыпчатый, несжимаемый, воду не держит (в таком случае говорят о ярко выраженных дренирующих свойствах), при намокании в объёме не увеличивается.

2. Глинистый: частички слипаются, сжимаемость высокая, воду держит долго, при намокании и высыхании соответственно увеличиваются и уменьшаются в объёме.

А вот промежуточные формы:

• супеси: содержат всего 5—10% примесей глины;
• суглинки: глина занимает от 10 до 30%.

Обе разновидности могут быть лёгкими, тяжёлыми и пылеватыми. Очевидно, что чем ближе грунт к глинистому, тем более проблемным он является с точки зрения строительства.

От содержания глины в грунте зависит такая важная его характеристика, как пучинистость. Она напрямую связана со способностью задерживать влагу: чем больше воды будет в грунте к наступлению морозов, тем сильнее он увеличится в объёме при замерзании этой самой воды. Если промерзание грунта распространится ниже подошвы фундамента, последний подвергнется выдавливающему воздействию снизу.

Таким образом, от пучинистости зависит глубина заложения фундамента:

1. На пучинистом основании конструкцию следует заглублять чуть ниже глубины промерзания грунта (зависит от географической широты, данные можно посмотреть в СНиПе по строительной климатологии).

2. На непучинистом — достаточно заглубиться на 0,5–0,7 м.

Части фундамента, расположенные под внутренними стенами, можно заглублять на 0,5–0,6 м независимо от типа грунта.

При строительстве на пучинистом грунте глубину заложения фундамента можно уменьшить двумя способами:

1. Путём утепления грунта, благодаря которому глубина его промерзания уменьшится. Вокруг строения широкой полосой укладывается утеплитель, способный нести нагрузку без деформаций. Наилучший вариант — экструдированный пенополистирол. Более дешёвый, но менее эффективный аналог — керамзит.
2. Путём замены пучинистого грунта до глубины промерзания на песчаный. Ширина засыпки должна несколько превосходить поперечный размер фундамента.

Что касается несущей способности грунта, то она зависит от множества характеристик:

• размера частиц и силы сцепления между ними;
• размера и характера посторонних включений;
• коэффициента трения между частицами;
• способности почвы размываться и растворяться;
• сжимаемости и разрыхляемости грунта.

Несущую способность грунта определяют по специально разработанным методикам.

Всё вышесказанное относится к наиболее распространённым рыхлым грунтам. Кроме них встречаются скальные грунты, представляющие собой очень надёжное основание для строительства.

Скальные грунты отличаются высокой прочностью, поэтому на них устраивают незаглубленные ленточные или свайные фундаменты

Фундамент под дом – разновидности и особенности фундаментных оснований

Конструктивные особенности фундаментных основ позволяют использовать их в качестве надежной базы для различных зданий. Выбор конструкции основания – серьезная задача, решаемая на основании анализа комплекса факторов. Следует учитывать, что на выбор оптимального варианта влияют природные факторы, а также масса и конструкция будущего здания.

Фундамент любого сооружения – его основание, от которого зависит будущее возведенного объекта

В строительной сфере широко используются следующие типы фундаментов:

столбчатый. Его несложно соорудить для деревянного или каркасного дома своими силами. Отличительной чертой столбчатого фундамента является то, что он позволяет возводить здания на участках со значительным уклоном. Опорные элементы располагаются в точках пересечения стен, а также равномерно по всему контуру здания. С таким устройством основание не позволяет обустроить подвальное помещение. Конструкция положительно себя зарекомендовала на проблемных участках. Столбчатая основа обеспечивает устойчивость зданий, расположенных в районах с увеличенной глубиной замерзания почвы;

ленточный. Железобетонная основа строения повторяет контур здания и бетонируется своеобразной лентой. Как делать ленточный фундамент под дом, знают профессиональные строители

Важно сооружать ленточное основание на почвах с глубоко расположенными водоносными слоями и незначительной глубиной промерзания. На ленточных фундаментах должны располагаться дома из кирпича, блочные постройки, сооружение хозяйственного назначения, а также оградительные конструкции

Не следует сооружать на ленточной базе массивные строения из тяжелого камня. Конструкция ленточного фундамента позволяет выполнить обустройство цоколя. Фундамент построить можно самостоятельно или, воспользовавшись услугами профессиональных строителей;

Одним из самых популярных видов оснований под любые индивидуальные постройки является ленточный фундамент

плитный. При необходимости сделать надежную фундаментную базу для здания, расположенного на проблемных почвах, используется плитный вариант. Конструктивно плитный фундамент представляет собой массивную бетонную плиту, усиленную арматурным каркасом из стальной проволоки. Плитная конструкция характеризуется увеличенным уровнем затрат, что окупается длительной эксплуатацией строения. Для обеспечения требуемого запаса прочности необходимо выполнить прочностные расчеты и оценить нагрузочную способность плитной основы;

свайно-винтовой. Увеличенная нагрузочная способность, небольшая продолжительность монтажных мероприятий, а также доступная цена – главные черты фундамента на свайных или винтовых опорах. Основание свайно-винтового типа широко используется на участках с различными видами почвы за исключением скалистой. Существенный недостаток свайно-винтовой базы – постепенное разрушение стальных опор в результате отрицательного влияния коррозионных процессов.

Плитный (монолитный) фундамент

Добротный способ обустройства основания двухэтажного жилья из кирпича. Такой фундамент выглядит как цельная ж/б плита, на которой возводится коробка дома. Он характеризуется следующими параметрами:

• Глубиной заложения. Встречаются фундаменты глубокого заложения (от метра и глубже), мелко заглубленные (0,5-1 м) и незаглубленные (до 0,5 м).
• Продолжительностью эксплуатации. Она самая высокая, если сравнивать с другими типами; основание рассчитано на 60-70 лет безупречной службы.
• Использованием на проблемных грунтах. Идеальное решение для пучинистой, слабой и переувлажненной почвы.
• Минусы. Для плитного типа характерна высокая стоимость строительных работ и большие временные затраты.

Что учитывается при выборе фундамента

Определение фундамента гласит, что это несущая часть конструкции, на которую опираются стены. Также можно сказать, что фундамент является основным компонентом дома, который влияет на его долговечность. И если фундамент потрескался, значит, к его выбору или возведению подошли неправильно. Трещины неизбежно перейдут на стены, что спровоцирует аварийное состояние всего дома. Чтобы этого избежать, необходимо учитывать все факторы, которые влияют на прочность и долговечность фундамента при его строительстве.

Устройство бутобетонного фундамента на пучинистых и непучинистых почвахИсточник hozsektor.ru

Свойства грунта. Выбирая виды фундаментов для частного дома, именно грунт принимается за основной определяющий фактор. Поэтому, прежде чем начать строительство, необходимо заказать геологические исследования, в ходе которых геологами будут взяты пробы почвы. После изучения состава грунта будут выявлены: уровень грунтовых вод в зависимости от сезона, пучинистость, возможность просадки. Обязательно необходимо учитывать сейсмичность района строительства.

Нагрузки на фундамент. Это тоже не менее важный фактор при выборе фундамента. Нагрузка зависит от веса всего дома в целом (несущие стены, перегородки, кровля и даже мебель, которой будет обставляться жилье)

Во внимание необходимо также принять опорную площадь фундамента, от нее зависит давление на грунт. Опорная площадь определяется как частное веса на площадь опоры

Чем меньше будет давление, тем лучше, но увеличение ширины фундамента влечет за собой дополнительные расходы.

Пример монолитного фундаментаИсточник monolitspecstroy.by

Глубина заложения. При выборе глубины заложения необходимо учитывать состав грунта и его влажность, максимальные отрицательные температуры в зимнее время года, уровень грунтовых вод. Вспучивание грунта зимой является главной опасностью для фундамента, ведь промерзшая почва начинает увеличиваться в объеме, тем самым выталкивая его вверх. Но наибольшая опасность в том, что это происходит в разных местах неравномерно, что может привести к излому фундамента. Хорошая гидроизоляция и дренажная система исключат растрескивание и уменьшат просадку.

Качество материала. Основным компонентом фундамента является цемент. При его выборе необходимо учитывать срок и условия хранения, а также марку, которая должна соответствовать области применения.

Кроме вышеперечисленных факторов также следует учитывать наличие рядом стоящих зданий и техногенную опасность. Возведение нового фундамента усиливает нагрузку на грунт, что может негативно сказаться на стоящих близко постройках. Немаловажным фактором является и выбор специалиста, который поможет выбрать тип фундамента с учетом всех требований и правильно его спроектирует.

Определение уровня грунтовых вод и исследование влажности грунтаИсточник kakpostroit.su

Расчет монолитного фундамента под дом

На толщину фундамента влияют показатели почвы, результаты геодезических испытаний (типы грунта, уклон поверхности, глубина промерзания, наличие и отсутствие грунтовых и поверхностных вод), конструктивные и технологические аспекты проекта строительства.

Минимальная толщина фундамента составляет 15 сантиметров, но она подходит только для легких конструкций – небольшая баня, гараж, возводимых на непучинистых грунтах. Обычно толщину основания при малоэтажном строительстве принимают равной 20-30 см.

Проектом может быть предусмотрено утепление фундамента, в этом случае при расчетах нужно учитывать толщину утеплителя. Основанием морозоустойчивого фундамента является железобетонная плита.

Толщина ленточного фундамента должна быть более 35 см, при возведении зданий на сыпучих почвах следует уменьшить нагрузку на грунт путем добавления уступов (ширина около 20 см, высота – 30-40 см), обрез фундамента должен быть выше уровня земли.

Пример расчета плитного фундамента 10х10

Рассчитаем монолитный фундамент для одноэтажного дома. Исходные данные об объекте строительства:

• Здание: жилой одноэтажный дом площадью 100 м2;
• Здание возводится из бруса толщиной 200 мм;
• Высота стен здания равна 4 м;
• Перегородки внутри здания выполнены из гипсокартона (общая площадь перегородок составляет 64 м2);
• Крыша четырехскатная с уклоном равным 35°;
• Пластичный грунт, в состав которого входит глина;
• Регион, в котором ведется строительство: г. Оренбург, значения снеговой нагрузки для него равняется 240 кг/м²;
• Перекрытия деревянные, их общая площадь составит 68 м2.

Для расчета нагрузки на фундамент необходимо учитывать вес всех конструкций, а также ветровое и снеговое воздействие. При расчете нужно учитывать как нормативную, так и расчетную нагрузку в комплексе с коэффициентом надежности.

Для рассматриваемого примера результаты будут следующие:

1. Нагрузка от стен: 100*160*1.1 = 17600 кг;
2. Нагрузка от перегородок: 64*30*1.2 = 2304 кг;
3. Нагрузка от перекрытий: 68*150*1.1 = 11220 кг;
4. Давление от кровли: 61*2*60*1.1 = 8052 кг;
5. Полезная и снеговая нагрузки: 68*240*1.2 + 61*180*1.4 = 17330 кг.

В сумме получаем нагрузку, равную ориентировочно 56506 кг (при этом учитывался коэффициент надежности). Ширина подошвы бетонного слоя на 20 см выступает за периметр здания. Следовательно, площадь основания составляет 1081600 см2. Высчитываем удельную нагрузку на почву под домом по формуле: 56506 кг: 1081600 см2 = 0,05 кг/см². Сопоставляем расчетные и заданные значения: Δ = 0,07 – 0,05 = 0,02 кг/см².

Масса строения рассчитывается по формуле: М = Δ*S = 0,02*1081600 = 21632 кг.

Отсюда толщина монолитной плиты фундамента для дома: t = 21632/700 = 30.9 см. Принимаем значение, равное 30 см.

Объем фундамента равен: 10.42*0.3=32.45 м3.