ТИПЫ ФУНДАМЕНТОВ КАМЕННОГО ДОМА

Инженер-конструктор ИНВАПОЛИС может проконсультировать Вас по выбору фундамента для Вашего будущего дома, рассчитать и запроектировать фундамент.

Во всех типовых проектах домов мы используем монолитный ленточный железобетонный фундамент на глубину промерзания грунта
В случае необходимости и при наличии заключения по геологии грунтов мы можем изменить конструкцию фундамента, примененную в типовом проекте.
Информация возможных корректировках проектов ИНВАПОЛИС и необходимых для них данных здесь.

ВЫБОР ИНВАПОЛИС —
Монолитный ленточный фундамент ниже глубины промерзания

Ленточный фундамент — наиболее пригодный для возведения каменного дома.

• Он равномерно передаёт вес дома на грунт, причём нагрузка минимизирована за счёт расширения основания. Расположение основания ниже уровня промерзания грунта, а также слой песка вокруг стен фундамента препятствуют деформации конструкций от морозного пучения грунта, обеспечивая сохранение правильной геометрии стен из газобетона или керамики на весь период его эксплуатации.

• Это классическая традиционная и очень надежная конструкция фундамента. При схожести физических характеристик, наиболее универсален монолитный фундамент (он может повторить любую конфигурацию стен), поэтому он применяется в типовых проектах ИНВАПОЛИС. Кроме того, он прост в исполнении и наиболее легко «прощает» строительные ошибки, связанные с недостаточной квалификацией строительной бригады.

• При использовании ленточного фундамента между землёй и низом перекрытия образуется просвет (50-70см), который удобно использовать для прокладки любых инженерных коммуникаций. Или для ремонта. Не нужно разрушать ремонт на этажах или вскрывать полы и долбить бетон.

• Часто застройщики просят выполнить вместо монолитного ленточного фундамента плиту, мелко заглублённый или столбчато — ростверковый фундамент. Эти варианты меньше подходят для каменных домов, но, если по ряду причин нужны именно такие конструкции, то проектировать их нужно индивидуально, по результатам инженерно-геологического обследования грунтов в месте строительства.

Рассмотрим эти варианты фундаментов немного подробнее.

Столбчато-ростверковый фундамент

Пленившись дешевизной и легкостью возведения столбчато — ростверкового фундамента, в дальнейшем можно получить его осадку и разрушение дома.

• Столбик стандартного столбчатого фундамента (буронабивного или ТИСЭ) имеет глубину около полутора метров и расширенное основание, и передаёт вес стен вниз.

• Давление от дома на каждый столбик различно, состав грунта под каждым из них может отличаться. Они подвержены проседанию и выпучиванию, причём каждый по-своему.

• Смещение одного столбика на несколько миллиметров вызовет нарушение геометрии ростверка и разрушение каменных стен.

Эти фундаменты очень хороши для каркасных и брусовых домов, но для каменных практически не пригодны.
При расчёте частоты столбиков (зависит от веса дома и свойств грунта) иногда получается такое их количество, что конструкция утрачивает экономическую целесообразность

Свайный фундамент

Столбчатые фундаменты часто ошибочно считают свайными. Это неверно.

• Принцип работы свайных фундаментов таков: сваи забиваются или завинчиваются на большую глубину (более 2,5 метров) в грунт, и, распирая его, передают нагрузку от стен в стороны (в то время как столбики не сжаты с боков и спокойно давят на грунт сверху, просто стоят в земле); в дальнейшем сваи сохраняют своё положение и обеспечивают стабильность и неподвижность вышележащих конструкций за счёт бокового сжатия и трения грунта и сваи.По верху сваи обвязываются ростверком, или на них отливается плита перекрытия.

• Сваи применяют на подвижных грунтах (болотистые, оползневые), доходя ими до прочного нижнего слоя и глубоко в него проникая. На обычных грунтах использование свай нецелесообразно.

• Вторая весомая причина (кроме грунта) использовать сваи — когда нужно сохранить грунт или окружение будущего дома (близко расположенные постройки и ценные деревья). То есть, когда невозможно копать котлован и траншеи.

Мелко заглублённый фундамент

Мелко заглублённый фундамент легко деформируется при морозном пучении грунта.
• Его использование его сопряжено с необходимостью устройства сложных слоёв грунта, песка, битумной заливкой и обязательным дренажом периметра дома.

• При правильном устройстве мелкозаглублённого фундамента совокупность сопутствующих мер по обеспечению его неподвижности приблизит итоговую стоимость фундаментных работ к стоимости фундамента глубокого заложения.

Но по надёжности он всё равно будет проигрывать полноценному фундаменту.

Плита основания

Плита привлекает своей экономичностью за счёт совмещения в одной конструкции фундамента и пола.

• Плита может быть тонкой или с рёбрами жесткости, направленными как вниз, так и вверх. Толщина плиты и высота рёбер определяется конструктивным расчётом)

• На приподнятом грунте, на песчано-гравийной подушке заливается монолитная плита и утепляется периметр. Но плита требует абсолютно неподвижной поверхности под собой, этот тип фундамента изобретён для строительства на скальных основаниях в Альпах.

• На обычном грунте плита может накрениться вместе с домом. К тому же под плитой проблематично прокладывать или ремонтировать трубы коммуникаций.

• Возвышение пола над уровнем земли при использовании плиты основания получается примерно 20 см. Это мало для нашего климата. Нормы диктуют не менее 30. Комфортно — 3 ступеньки, т.е. 45 см.

• Кроме того, кладка из пеноблока начинается от плиты, т.е. в тех же 20, от силы 30 см. от земли. Соответственно, от дождевых брызг и снега низ кладки часто будет отсыревать, что экологически вредно, плесневеть может. А при замораживании/оттаивании зимой, и от плесени ещё и разрушительно.

Вывод — использование плиты уместно только в тех случаях, когда не годится никакой другой фундамент, — при слабых грунтах или плывунах на участке. Качество строительных работ по устройству плиты и подстилающих слоёв должно быть наивысшим, а утепление — грамотным.

УШП — утеплённая шведская плита

УШП — плита с термической отсечкой — утеплителем между землёй и бетоном.
УШП популярна сегодня, и нас иногда просят заменить в готовых проектах домов «добрую старую» ленту глубокого заложения на модную УШП.
Про плюсы УШП расскажут строители. А про «подводные камни» умолчат. Хотя о некоторых недостатках они могут не знать.

Дом на поверхностной плите (любой, не только УШП), конструктивно — БЕЗ ФУНДАМЕНТА, т.к. ничего не заглублено. При этом УШП — один из самых дорогих и технически сложных фундаментов (заплатите за ничего!), и с непредсказуемым эксплуатационным поведением:

• Необходимо идеальное качество подготовительных работ — ровная и плотная поверхность грунта (с уклоном 1% для стока воды) и песчаной подушки, чтоб не было просадки и вымывания песка в углах из-за неравномерной трамбовки/проливки.
• Нужна высокая квалификация специалистов (особенно при прокладке коммуникаций и армировании). И всё равно сохраняется опасность морозного пучения грунта и деформации плиты, ведь она полностью находится в зоне промерзания;
• Пенополистирол в основании УШП имеет меньший срок эксплуатации, чем сам дом — производители заявляют 30 — 50 лет (хотя ещё нет УШП возрастом 30 лет, эта конструкция моложе). Далее он крошится постепенно. А на нём стоит ДОМ! Заменить его в случае износа невозможно. Если материал не слишком качественный, то может начать портиться уже через 10-15 лет, причем не под всем домом одновременно, а начиная с краёв.
Срок службы каменной постройки может доходить до 100, и даже 500 лет. Налицо несоответствие 🙁
• Экологичность пенополистирола, особенно разрушающегося — сомнительна
• Нужно ОЧЕНЬ МНОГО пенополистирола. Причём качественного, чтобы хоть 30 лет прожил. Кроме 2-3 слоев в основании дома и утепленных торцов УШП, нужна утеплённая отмостка метр шириной, что тоже дорого и недолговечно. Утеплитель — тот же пенополистирол.
• Пол первого этажа низко расположен над землёй.
• Точность прокладки и сложность ремонта «вмурованных» в пол и лежащих в песчаной подготовке под полом коммуникаций (то есть, фатальность строительной ошибки) требует заблаговременного устройства резервных линий. Починка испортившегося — почти чудо.
• Сопоставимость по цене с капитальным фундаментом-лентой. По стоимости монолитная полно-заглублённая лента + (деревянное перекрытие или бетонный пол по грунту) примерно та же, что у плиты, но не требует такой точности работ, и более долговечна, т.к. не основана на пенопласте. При наличии подполья все коммуникации удобно проверять и ремонтировать.

Поэтому мы считаем, что единственное обстоятельство, делающее оправданным строительство дома на УШП — невозможность использования других решений по геологическим условиям. В нашей более чем 20-летней практике такой вынужденный случай был всего ОДИН РАЗ!

• Подробно о выборе материала стен и возможных видах отделки стен из пенобетона можно прочитать здесь
• О сравнении разных типов перекрытий и мансардных кровлях ИНВАПОЛИС читайте здесь

SGround.ru

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Типы фундаментов и области их применения

Как выбрать тип фундамента для дома?

Оглавление

1. Введение

Фундамент — это наиважнейшая часть любой постройки. От надежности фундамента зависит надежность всего здания или сооружения.

Для того чтобы дом покоился на надежном фундаменте, а не трещал по швам и рассыпался, необходимо основательно подойти, в первую очередь, к выбору типа фундамента. Для этого нужно понимать какие бывают фундаменты и в каких случаях каждый из них следует применять.

Как это бывает в большинстве случаев, у каждого типа фундамента есть и преимущества, и недостатки. Не углубляясь в тонкости, попробуем выяснить какой фундамент подходит для Ваших условий больше.

[Фундамент — несущая строительная конструкция, часть здания или сооружения, которая воспринимает все нагрузки от сооружения, перераспределяет их и передает на грунтовое основание]

2. Типы грунтовых оснований для фундаментов

Основание фундамента — слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и воспринимающие нагрузку от него. Основания могут быть естественными и искусственными.

Естественное основание – это грунты природного сложения, не подвергавшиеся никакому вмешательству со стороны человека и образовавшиеся естественным путем.

Искусственные основания – это слои грунта, появившиеся в результате целенаправленных действий человека. Из искусственных оснований часто применяются – планомерно возведенные насыпи, песчаные и грунтовые подушки, слои грунта, уплотненные тяжелыми трамбовками, искусственно закрепленные грунты.

Проектирование искусственных оснований необходимо в случае если никакие типы фундаментов в данных конкретных грунтовых условиях не могут обеспечить требуемую прочность, жесткость и устойчивость здания/сооружения, или это экономически невыгодно.

Например — если на месте строительства Вашего дома оказался небольшой участок с залежами торфа толщиной около 1м, а вы планировали возведение малозаглубленного фундамента или полов по грунту, то целесообразно заменить этот слой слабого грунта на песок с послойным уплотнением – это и будет искусственным основанием. Такое решение позволит избежать неприятностей с фундаментом в будущем и сэкономить некоторую сумму денег.

3. Основные типы фундаментов

Основных типов фундаментов всего 4:

1. Столбчатые (отдельные) фундаменты – отдельные, не связанные между собой опоры под стены или колонны здания, имеющие сравнительно небольшую глубину заложения.

2. Ленточные фундаменты – сплошные линейные фундаменты под несущие стены здания.

3. Плитный фундамент – сплошная фундаментная плита, как правило из монолитного железобетона, сразу под все сооружение или под секцию сооружения.

Свайные ростверки

Свая – стальной, железобетонный (а иногда и деревянный) стержень, погруженный в грунт сквозь слабые слои для передачи нагрузки на более прочные грунты основания, как правило расположенные на глубине более 4 м.

4. Свайные фундаменты – ленточные, столбчатые или плитные фундаменты, опертые на сваи.

[В случае опирания на сваи, конструкция, объединяющая несколько свай, называется свайным ростверком (столбчатым, линейным или плитным)]

4. Какие грунты под фундаментом?

Важнейшим этапом проектирования фундамента являются инженерно-геологические изыскания. Правильнее изыскания выполнять еще до начала проектирования.

[Инженерно-геологические изыскания – комплекс работ по изучению грунтов и грунтовых вод в основании будущего сооружения. Включают в себя как минимум бурение разведочных скважин с отбором образцов грунта и грунтовой воды и последующим испытанием их в грунтовой лаборатории]

Дело в том, что фундамент, как отмечалось выше – важнейшая часть любого сооружения, и правильность выбора параметров фундамента напрямую зависит от правильности и полноты сведений о грунтах в его основании.

Пример инженерно-геологического разреза

Даже лучшие инженеры-проектировщики в области фундаментов не смогут правильно запроектировать конструкцию, если у них неверные или неполные сведения о грунтах в основании. Проект будет заведомо ошибочным, или фундамент окажется избыточно дорогим и трудоемким.

[Недостаток сведений о грунтах при проектировании фундамента можно перекрыть только большими запасами по прочности и, как следствие, перерасходом финансов, но и это не дает гарантии надежности]

Если вы не знаете какие грунты залегают под вашим будущим фундаментом то попробуйте поспрашивать соседей которые уже начали или даже окончили строительство на своих участках. Если и у соседей не окажется информации о инженерно-геологических изысканиях то рекомендую прочитать статью определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории.

5. Столбчатые (отдельные) фундаменты – все за и против

Отдельно стоящие столбчатые фундаменты применяются не только в малоэтажном строительстве, но и при строительстве производственных, торговых, административных и жилых зданий.

Глубина заложения таких фундаментов обычно сравнительно небольшая — от 0 до 3,0 метров, размеры в плане меняются в широких приделах от 0,3х0,3 для деревянных построек до 4,5х4,5 м под колонны многоэтажных зданий. Располагаются отдельные столбчатые фундаменты с определенным шагом вдоль стен или под узловыми точками здания (углами, колоннами, пересечением балок и т.д.) и не связаны между собой ничем кроме надземной части зданий или сооружения.

[Когда говорят «столбчатый фундамент» имеют ввиду не фундамент в виде столба небольшого сечения, а фундамент имеющий колонную часть — столб и плитную часть — подошву.]

Вообще в литературе времен СССР отдельный столбчатый фундамент на естественном основании под колонны был основным решением для каркасных зданий по технико-экономическим показателям (самый дешевый вариант). То есть его применение рассматривалось ранее всех остальных вариантов.

Когда столбчатые отдельные фундаменты следует применять?

1. прежде всего когда проектируется/строится каркасное здание, то есть нагрузка на основание предается точечно, от каждой колонны каркаса отдельно.
2. когда недалеко от поверхности (на глубине 1,5-3 м) залегают достаточно прочные грунты, которые могут воспринимать расчетные нагрузки от здания при сравнительно небольших размерах подошвы фундамента (в моей практике самая крупная подошва ступенчатого фундамента была размером 4,5х4,5 м, но это не предел);
3. При малоэтажном строительстве под не ответственные деревянные постройки (баня, сарай) при сухих прочных грунтах — применяют малозаглубленные или поверхностные столбчатые фундаменты как максимально простой и дешевый вариант.

Бывают случаи, когда столбчатые фундаменты – единственное рациональное решение даже при строительстве крупного объекта. Как правило эта ситуация происходит когда характеристики грунтов ухудшаются по мере увеличения глубины их залегания.

Например, при разработке проекта для двухэтажного торгового центра в его основании в верхней части геологического разреза оказались достаточно прочные грунты , а нижние слои становились тем слабее, чем глубже они залегают вплоть до глубины 10-12 м. Применение свай в таких условиях только ухудшает положение, а ленточные и плитные фундаменты не выгодны из-за большого шага колонн (9х9 м).

Преимущества столбчатого фундамента:

• Самая невысокая стоимость из всех типов;
• Простота возведения.

Недостатки:

• Требуют дополнительных конструкций для опирания стен здания (монолитный цоколь, фундаментные балки), а для зданий с подвалам требуется отдельное возведение стен подвала;
• Фундаменты не связаны между собой и, как следствие, не перераспределяют нагрузки. Для исключения неравномерных осадок, фундаменты должны иметь точно подобранные размеры подошвы в зависимости от действующей нагрузки на них — если нагрузки разные, то и размеры фундаментов разные;
• Применимы только на относительно прочных и однородных грунтах.

При малоэтажном строительстве столбчатые фундаменты можно порекомендовать только для деревянных дачных построек, или если в основании действительно прочные грунты (гравий, средний или крупный песок, скала).

Для домов из жестких каменных материалов (кирпич, газобетон) такие фундаменты не подходят из-за большого риска неравномерных осадок, что для тяжелых хрупких стен недопустимо.

Кроме того, применение столбчатых фундаментов вызывает необходимость в создании какого-либо жесткого цоколя здания (фундаментные балки, нижняя деревянная обвязка или др.) на который будут опираться стены здания, а если здание с подвалом необходимо отдельно возводить стены подвала.

6. Ленточные фундаменты – когда они нужны?

Ленточный фундамент выполняется в виде непрерывного замкнутого в плане контура (ленты) под всеми наружными и внутренними несущими стенами здания. А если есть несущие стены, значит здание не каркасное. Иногда ленточный фундамент применяют и для каркасных зданий, но как правило при небольшом шаге колонн – до 6х6 м и относительно слабых грунтах.

Ленты могут быть малозаглубленные:

Малозаглубленный ленточный фундамент

Заглубленный ленточный фундамент

Ленточный фундамент в общем случае состоит из стеновой и плитной (подошвы) частей . Стены и подошва ленточного фундамента могут выполняться сборными – из блоков ФБС, или монолитными – из армированного железобетона, залитого на прямо на месте.

[Для сборного ленточного фундамента из блоков ФБС и др. штучных материалов очень желательно выполнять сплошные армированные монолитные пояса по верху блоков, и монолитную ленту в основании стен из блоков. Тогда такой фундамент будет намного лучше сопротивляться неравномерным деформациям и перераспределять нагрузки на основание]

Преимущества ленточного фундамента перед столбчатым:

• Большая суммарная площадь подошвы. Это позволяет передавать распределенную нагрузку на более слабые грунтовые основания;
• Неравномерные нагрузки от здания перераспределяются за счет большой жесткости и прочности конструкции фундамента. Это снижает среднюю осадку фундамента и неравномерные деформации;
• Сразу образуются стены подвала и опоры для вышерасположенных стен.

Замкнутая лента под стены здания

Недостатки:

• Более высокая стоимость и трудоемкость чем у столбчатого варианта;
• При неравномерных нагрузках в лентах возникают большие усилия, для восприятия которых требуются серьезное армирование;
• Нет возможности передавать большие точечные нагрузки на основание, т.к. ширина подошвы ленты ограничена.

Если Вы сэкономили на армировании и монолитном поясе и ленточный фундамент не выдержал нагрузок, в нем появились трещины, то он по своей сути превращается в столбчатый – отдельные фрагменты работаю независимо друг от друга, перераспределения усилий между фрагментами не происходит, увеличиваются неравномерные деформации.

В целом для малоэтажного строительства это наиболее оптимальный вариант если грунты недалеко от поверхности достаточно прочные (на глубине 1,5-3 м).

7. Плитные фундаменты – область применения, преимущества, недостатки

Плитные фундаменты применяют при специальном технико-экономическом обосновании. Они распределяют нагрузки от надземной части здания на очень большую площадь, но при этом в самой плите возникают огромные напряжения. Для того чтобы воспринять эти нагрузки без разрушения и излишних деформаций, необходимо выполнять плиту очень мощной с надежным армированием (толщина плиты многоэтажных домов достигает 1,5 м и более). Да и вообще перекрыть всю площадь под зданием плитой толщиной 0,5 м – очень накладно.

Преимущества плитного фундамента:

• Применим на слабых основаниях, самый надежный вариант на естественном основании при правильном проектировании;
• Снижает осадки и неравномерные деформации основания даже при слабых грунтах;
• Для зданий с подвалом сразу служит несущей плитой пола.

Недостатки:

• В конструкции возникают очень большие усилия, особенно от точечных нагрузок, восприятие которых требует больших затрат на бетон и арматуру;
• Еще более высокая стоимость и трудоемкость;

Применяют плитный фундамент, когда в основании сооружения слабые грунты (площади подошвы столбчатых и ленточных фундаментов недостаточно), а применение свай не дает ожидаемого увеличения несущей способности.

Фундамента плитного типа в малоэтажном строительстве применяют при небольших размерах дома и простой форме здания. Основные преимущества данного основания — простота сооружения, возможность применения в сложных грунтовых условиях: пучинистых, слабых и просадочных грунтах, а также высокая надежность при мелкой заглубленности . Однако такие фундаменты сравнительно дороги из-за большого расхода бетона и металла на арматуру.

8. Свайные фундаменты – когда без них никак?

Свайные фундаменты выполняются в виде:

• отдельных столбчатых свайных ростверков под колонны каркаса;
• линейных ростверков, в том числе и непрерывных замкнутых ленточных фундаментов на свайном основании;
• плитных ростверков – монолитные (редко сборные) фундаментные плиты, опертые на сваи;
• иногда применяют одиночные сваи под колонны.

Фото: процесс массового погружения забивных свай на стройплощадке

Нагрузка от ростверка передается на сваи, а те в свою очередь передают ее на грунтовое основание своими боковыми поверхностями и нижними концами (лопастями, если сваи винтовые). Обычно на нижний конец сваи приходится основная нагрузка, а боковые поверхности передают меньшую часть усилия.

Сваи по типу погружения в основном применяют: забивные, буронабивные и винтовые. На типах свай останавливаться подробно не будем, на этот счет см. соответствующие статьи. По материалу сваи бывают железобетонные , стальные, иногда деревянные.

Преимущества свайного фундамента:

• Позволяет пройти слабые грунты и передать нагрузки на заглубленные плотные геологические слои;
• Позволяет воспринимать не только сжимающие нагрузки, но и выдергивающие и горизонтальные усилия, хорошо сопротивляется морозному пучению;
• При правильном проектировании очень высокая надежность фундамента.

Недостатки:

• Самая высокая стоимость и трудоемкость;
• Необходимость возведения свайного ростверка;
• Необходимость применения спец. техники для погружения свай или бурения скважин;
• Стальные сваи подвержены коррозии в агрессивных грунтовых условиях, а антикоррозионные покрытия часто повреждаются при погружении свай.

[Сваи, вопреки бытовому мнению, не дают никакой гарантии от осадок и перекосов фундаментов, а в некоторых грунтовых условиях могут быть вообще неприменимы (например, при текучих суглинках и глинах под нижними концами свай)]

В целом сваи применяют, когда необходимо передать нагрузки на заглубленные плотные грунты минуя верхние слабые слои, или, когда при сравнении вариантов, фундаменты на естественном основании оказываются дороже чем свайные.

Исключением являются свайные фундаменты из винтовых свай под деревянные малоэтажные дома и постройки – они выполняются без ростверка, под обкладной брус. Имеют сравнительно небольшую стоимость и высокую надежность, поэтому могут быть выгоднее других вариантов и рекомендованы к применению при определенных грунтовых условиях.

Сваи из стальных труб, заполненных бетоном, объединенные железобетонным ростверком

Минимальная глубина погружения сваи, применяемой в строительстве как правило 4,0 м. Если глубина будет меньше – по сути получится столбчатый фундамент, погруженный в грунт без откопки котлована.

9. Заключение

Выбор типа фундамента — сложная задача, требующая учета множества факторов и точных сведений о грунтах основания.

Краткое описание фундаментов в этой статье может помочь Вам определиться с выбором и, если он сделан, то следует переходить к более глубокому изучению выбранного типа фундамента.

Дополнительную информацию по теме см. ниже в разделе «Связанные статьи».

10. Связанные статьи

• Выбор глубины заложения фундаментов
• Инженерно-геологические изыскания – обязательно или нет?
• Ленточные фундаменты – виды и особенности
• Столбчатые фундаменты
• Свайные фундаменты – забивные сваи
• Свайные фундаменты – буронабивные сваи
• Свайные фундаменты – винтовые сваи
• Плитные фундаменты
• Незаглубленные или малозаглубленные фундаменты
• Что такое пучинистые грунты
• Определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории

Один комментарий к публикации “Типы фундаментов и области их применения”

висячие (сваи трения) все виды свай, которые опираются на сжимаемые грунты. Они передают нагрузку на грунты основания нижним концом и боковой поверхностью.