Строительство фундамента дома. Виды фундаментов

Материалы для фундаментов

Деревянный столбчатый фундамент

Для строительства используют самые разные материалы, стойкие к воздействиям климатических факторов.

Дерево

Устройство фундаментов из дерева целесообразно при возведении домов из бруса или цилиндрических брёвен, каркасных построек.

Желательно использовать лиственницу, которая не гниёт и до 50 лет служит даже в мокром грунте. Дуб используют реже из-за дороговизны, к тому же древесина этой породы быстро растрескивается.

Дерево подходит для столбчатых (свайных) и ленточных фундаментов.

К достоинствам деревянных оснований относят небольшую цену, быстрое возведение. Ремонт заключается в замене венца. Иногда заменяют не весь брус, а делают вставку (врезку) части изношенного бревна.

Дерево выдерживает деформации и слабо пропускает тепло.

Камень

Основание из камня под забор

Каменные виды фундаментов, применяемых в строительстве, изготавливают из следующих материалов:

• бутовой породы — известняка, известкового туфа, гранита, доломита;
• керамического кирпича;
• бетонных блоков.

Природный бут делят на несколько видов: рваный (неровные края), булыжник (округлая форма), постелистый с двумя параллельными гранями и камень-плитняк плоской формы.

Технология заключается в укладке отдельных элементов фундамента с заполнением швов цементно-песчаным раствором.

Из камня строят ленточные и столбчатые основания.

Плюсы каменных фундаментов:

• повышенная прочность и несущая способность;
• экологичность;
• долгий срок службы;
• стойкость к перепадам температур и повышенной влажности.

Трудоёмкость возведения и большое количество ручного труда, сложная кропотливая подгонка отдельных каменей под конфигурацию фундамента, непригодность для многоэтажных зданий — минусы использования материала.

Сборные фундаменты изготавливают из ФБС (блоков строительных). Производят их из бетона или керамзитобетона.

Железобетон

Монолитный бетонный фундамент

Бетон, армированный стальной и композитной арматурой, называют железобетоном.

Композитная арматура не предназначена для изготовления фундаментов.

В состав входят песок, цемент, щебень и добавки улучшающие физико-механические характеристики. К таким добавкам относят пластификаторы и составы для работы при низких температурах.

Для небольших строений допускается использовать керамзитобетон

Важно обеспечить защиту от влаги части фундамента, находящегося в земле. Этого добиваются оборудованием отмосток и гидроизоляцией наружных стенок. Из бетона строят ленточные, столбчатые, плитные, забивные типы оснований

Из бетона строят ленточные, столбчатые, плитные, забивные типы оснований.

Достоинства бетона:

• технологичность;
• прочность, способность выдерживать любые нагрузки;
• возможность придания основанию любой геометрической формы;
• доступность в продаже готового к применению состава любых марок;
• устойчивость к любым климатическим условиям;
• стойкость к воздействию влаги;
• простота финишной отделки (при необходимости).

Пенобетон

Фундамент из пеноблоков

Новый материал с улучшенными потребительскими свойствами — ячеистый бетон используют для частных домов и общественных зданий. Максимальная высота построек не должна превышать трёх этажей.

Пенобетон не используют для заливки монолитных оснований. Сборные фундаменты возводят из готовых блоков.

Газобетон делится на несколько классов по плотности. Удельная масса варьируется от 300 до 1200 кг/м3.

Блоки сушат естественным или автоклавным способом. Для оснований выбирают изделия, изготовленные вторым способом.

Преимущества материала:

• низкая теплопроводность;
• механическая прочность при правильном выборе плотности;
• точная геометрия;
• простая обработка и резка в домашних условиях;
• долговечность, стойкость к распространению грибка и гнили.

Недостатки связаны со свойствами материала:

• ячеистая, пористая структура способствует проникновению внутрь блока влаги;
• многократные циклы намокания-высыхания быстро разрушают материал;
• невозможность возведения многоэтажных строений;
• необходимость проведения качественной гидроизоляции.

Основное распространение ячеистобетонные блоки получили при возведении домов из пенобетона. Это удобно при заказе и доставке строительных материалов, которые изготавливают на одном предприятии.

https://youtube.com/watch?v=XuPrGbUi3x8

Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента связывется с уровнем поземных вод, зимним промерзанием и состоянием грунта. Следует выделить такие нюансы:

• пучинистые почвы требуют заглубления фундамента ниже глубины промерзания;
• для грунтов с небольшой пучинистостью следует учитывать следующие рекомендации – промерзание менее 1 м – заглубление более 50 см; при промерзании 1-1,5 м – не менее 70 см; при промерзании 1,6-2,2 м – более 90 см.

Полный расчет размеров фундамента достаточно сложен. Он строится на величине полной нагрузки на него и значений удельного сопротивления грунта.

Фундамент для частного дома может возводиться различными способами. При выборе типа и размеров необходимо учитывать результаты инженерно-геологических изысканий, а также габариты самого дома. Для проведения правильного расчета лучше обратиться к специалистам или воспользоваться калькулятором онлайн.

Какой фундамент лучше на глинистой почве?

Глинистый тип почвы характеризуется наличием большого количества воды в своем составе (из-за мелкодисперсности частиц), замерзая, она расширяется, и как следствие, пучится – деформируется. Основание ломается, под воздействием сил, страдает и сама постройка.

Существует несколько разновидностей глинистых почв, но на всех из них выбор фундамента должен быть в пользу:

• ленточного заглубленного
• плитного
• свайного

https://youtube.com/watch?v=YmjIiMOV7Oo

При возведении любого из этих фундаментов на глинистых породах, необходимо пользоваться специальными технологиями и правилами.

К примеру, ленточная основа на таких грунтах должна быть положена на толстое песчаное основание, а сама опалубка часто делается несъемной из утеплителя (пеноплекса). Часто поперечное сечение таких конструкций имеет трапециевидную форму (основание на одну треть шире верха). Чтобы увести лишнюю воду от фундамента на глине применяют систему дренажа.

Расчёт фундаментов

Теории расчётов осадок фундаментов

Для вычисления расчётных осадок фундаментов зданий и сооружений выбирают расчётную схему основания исходя из характера напластования грунтов, конструктивных особенностей сооружения и размеров фундамента. Существует более двухсот методов (теорий) расчёта деформаций оснований, все они имеют свои достоинства и недостатки, вот некоторые из них:

1. метод линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи H_с;
2. метод линейно деформируемого слоя конечной толщины (Егорова К. Е.), применяется в следующих случаях:
   1. если в пределах сжимаемой толщины H_c, определённой как для линейно деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформации Е₁ ≥ 100 МПа и толщиной h₁ ≥ H_с (1 — (Е₂/Е₁)^1/3), где Е₂ — модуль деформации подстилающего слоя грунта с модулем Е₁ (пп. 7, 8 );
   2. ширина (диаметр) фундамента b ≥ 10 м и модуль деформации грунтов основания Е₁ ≥ 10 МПа.

   Примечание. По схеме линейно деформируемого пространства осадка фундамента может быть определена и методом эквивалентного слоя по Н. А. Цытовичу

3. метод эквивалентного слоя грунта (Цытовича Н. А.)
4. метод послойного суммирования — точность прогноза осадок понижается с увеличением площади фундаментов и глубины отрываемого котлована.

Общие теории

Расчёт фундаментов для зданий и сооружений начинается с выбора типа фундаментов. Прежде всего требуется определить геометрию (размеры) фундаментов, исходя из их устойчивости и прочности применяемых материалов, для этого нужно выполнить следующие условия:

Установить глубину заложения подошвы фундамента, зависящую от следующих факторов:

1. расчётной глубины промерзания грунтов;
2. технологических решений;
3. конструктивных решений (конструктивных особенностей подземной части сооружения: наличие или отсутствие подвала; отдельные фундаменты под колонны, ленточные под стены или сплошная монолитная плита под всё сооружение; монолитные или сборные фундаменты и пр.);
4. геологических изысканий (характера напластования и состояния грунтов: просадочность, пучинистость и др.);
5. гидрогеологических изысканий (уровень грунтовых вод — УГВ);
6. массивности возводимого здания (два этажа или двадцать);
7. особых условий строительной площадки — сейсмичность района (в сейсмических районах принято в среднем заглублять до 10 % всего здания исходя из опыта проектирования и указаний государственных нормативов);
8. наличия построенных зданий и сооружений вблизи, подземных коммуникаций и др.;
9. рельефа местности (горная местность или пологая равнина).

Примечание. Минимальная глубина заложения фундаментов составляет 0.5 м от уровня планировки, в несущий инженерно-геологический элемент — ИГЭ — 0.2 м. Устанавливать фундаменты желательно выше УГВ, если это возможно, на одной отметке, особенно в сейсмоопасных районах, и на один и тот же ИГЭ.

Определить размеры фундамента:

1. выполнить сбор нагрузок на фундаменты и на основание под ними — N (вертикальная нагрузка), M (опрокидывающий момент), Q (сдвигающая сила);
2. принять предварительную площадь подошвы фундамента А и его размеры в плане (b×l) исходя из принятого значения R (см. п. 5.6.7 СП 22.13330.2011), определив давление по подошве фундамента ρ (p = N / A) и сравнив его с реальным значением R для выбранных размеров фундамента;

расчёт прочности материала фундамента

1. выполнить расчёт фундаментов на продавливание (вычислить толщину подушки фундаментов);

расчёт основания при необходимости

1. расчёт песчаной подушки (для искусственного основания);
2. расчёт глубинного уплотнения и т. д.;
3. проверить прочность слабого подстилающего слоя, если это требуется по результатам оценки инженерно-геологических условий;

расчёт конечной осадки фундамента

1. выполнить расчёт величины конечной осадки s фундамента (и сравнить её с предельно допустимой величиной абсолютной осадкой s_maxU);
2. расчёт осадок двух близко расположенных фундаментов.
3. расчёт абсолютных осадок;
4. расчёт средней осадки;
5. расчёт относительной осадки.

Примечание. Сравнение полученных расчётом осадок с предельными, приведенными в СНиП, и решение вопроса о необходимости устройства осадочных швов, либо изменении типа и конструкции фундаментов.

Вычислить величины различных видов деформаций оснований (расчёт устойчивости фундамента)

1. расчёт фундаментов на опрокидывание (отрыв подошвы фундамента допускается обычно не более 1/4 площади, зависит от каждого конкретного случая, например, для фундаментов эстакад отрыв подошвы фундамента не допустим);
2. расчёт фундаментов на сдвиг;
3. расчёт фундаментов на относительную разность осадок, относительный прогиб, выгиб, крен фундамента или сооружения, закручивание.

Материалы для фундаментов

Подбор материалов для строительства фундамента осуществляется на стадии его проектирования, исходя из расчетов надежности и прочности конструкции. При этом материал должен обладать устойчивостью к воздействию внешней среды, морозостойкостью и достаточной прочностью.

Наиболее распространенными являются бетон, кирпич, различной плотности и размеров заполнители, цементо-грунт, а также искусственные и природные каменные материалы. В редких неответственных случаях может использоваться дерево, например, для столбчатого фундамента.

Бутовый камень (бут) — крупные куски горных пород разнообразной неправильной формы. К работе с этим материалом следует подходить аккуратно, т. к. в процессе могут образовываться пустоты между камнями, которые обязательно необходимо заполнять. Преимущественно для фундаментов применяется бутовый камень одинакового размера — это существенно облегчает кладку.

Щебень — смесь мелких обломков горных пород, получаемая дроблением. Добывается из твердых пород, имеет неправильную форму. Обычно используется в качестве наполнителя для бетонных смесей наряду с гравием.

Гравий — природный каменный материал, образующийся в результате выветривания горных пород. По происхождению может быть горный, речной и морской с определенной долей примесей (глина, песок и др.).

Кирпич используется и для возведения самого фундамента и в качестве наполнителя (битый и пережженый) для связующего раствора. Однако, это довольно дорогой материал для обустройства фундамента, поэтому для сложных и больших по размеру фундаментов используется редко. К тому же кирпич обладает невысокой долговечностью и высокой степенью поглощения влаги.

Бетон является основным и самым распространенным материалом для возведения фундаментов. Различают несколько видов бетона в зависимости от его плотности и прочности (тяжелый, легкий и др.). Железобетон — разновидность бетона, армированная металлом и относится к классу композитных материалов. Обычно имеет форму бетонных блоков и плит.

Сталь — используется в качестве основного материал для свай, а также в качестве армирующего компонента для бетонных изделий.

Дерево с некоторыми ограничениями также может использоваться в качестве материала для фундамента. Самой надежной, прочной и долговечной породой для этих целей является лиственница.

По популярности использования первое место занимает, конечно, бетон. Далее — его разновидности с тем или иным наполнителем, например, бутобетон, и плотный, высококачественный кирпич.

Грунт как основа дома

Имея на руках проект дома, необходимо как можно скорее понять, что за грунт на вашем участке и, соответственно, какая у него несущая способность.

Обычно в основании здания оказывается несколько типов грунтов. Для окрестностей Москвы глубина полнозаглубленного фундамента – 1,5 метра. Зона влияния фундамента, то есть глубина, на которой будет заметно дополнительное давление от здания, – это ещё от 2 до 4,5 метров. Это значит, что при расчёте фундамента под тяжёлые дома нужно учитывать свойства грунтов на глубину до 6 метров. Теперь представим, что на глубине 3 метра находится слой слабого грунта. Он может не выдержать дополнительной нагрузки от здания.

На прочность грунтов влияет УГВ влажные грунты менее прочные, чем сухие. А пылеватый песок, насыщенный водой вообще может превратиться в «плывун».

Вид, свойства и характеристики грунта, имеют первостепенное значение при строительстве фундамента для дома.

А выбор конструкции фундамента, его размеры, глубина заложения и технология строительства основывается на данных геологических исследований местности.

При высоком уровне грунтовых вод желательно сделать дренаж участка и дренаж вокруг дома.

Благодаря этому понижается их уровень и соответственно уменьшается насыщенность грунта водой, что уменьшает силу морозного пучения.

Морозное пучение происходит из-за того, что вода, находящаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объёме. Под действием этого давления происходит подвижка грунта, что может привести к выталкиванию фундамента наружу, его разрыву или неравномерному подъёму дома, а значит и деформации всей конструкции.

Для чего нужен?

Любой, даже самый маленький, частный жилой дом (смотрите типы частных домов) имеет значительную массу, которая неравномерно давит на грунт. Без надежного основания почва будет проседать, что вызовет деформацию сооружения и, в конечном итоге, приведет к его разрушению. Надежность, долговечность и прочность всей конструкции обеспечивает фундамент.

Фундамент в качестве основания дома выполняет следующие функции:

1. Надежная, прочная основа. Фундамент должен иметь необходимые несущие способности, стабильность при любом поведении грунта, в любое время года, независимо от воздействующих факторов.
2. Предотвращение попадания влаги внутрь помещений.
3. Уменьшение поступления холода из почвы.
4. Выравнивание площадки для возведения стен. Их ровность существенно зависит от поверхности основания.
5. Исключение попадания в помещение почвенных газов (родона).

К конструкции и используемым материалам для фундамента предъявляются повышенные требования в части механической прочности, водостойкости, морозоустойчивости, стойкости к перепадам температур. Нарушения при строительстве основания повлияют на долговечность всего строения.

Советуем почитать: Монолитный частный дом — сочетание традиций и новых технологий

Какой фундамент выбрать

Главным вопросом на этапе проектирования или начала строительства является именно этот. Представленная выше информация может лишь сориентировать будущего заказчика в различных вариантах.

Вторая сторона вопроса в том, что, закладывая в проект необоснованно высокую прочность фундамента, мы можем значительно повысить стоимость постройки, поскольку стоимость фундамента составляет до 30 и более процентов от стоимости дома. Как быть? Ответ таков: правильный выбор фундамента — это профессиональный расчёт, в основе которого реальный проект, геологическая оценка почвы и пожелания заказчика. Например, если необходимость цокольного этажа или подвала невысока, то можно на этом сэкономить значительную сумму за счёт выбора соответствующих вариантов. Таким образом, выбор фундамента является довольно сложным вопросом, при решении которого следует учитывать многие условия и факторы.

Ниже представлены краткие сведения по выбору фундамента, в зависимости от условий и различных факторов:

• фундаменты мелкого заложения. Применяются на почвах различной устойчивости, как правило, для сооружений с небольшой нагрузкой на фундамент. По типам могут быть ленточными, плитными, столбчатыми, монолитными. Все они были рассмотрены в предыдущих разделах;

• фундаменты глубокого заложения. Применяются на неустойчивых почвах, при высоком уровне грунтовых вод, для крупных зданий и сооружений;

• бетонный фундамент. Универсальный вариант с возможностью индивидуального проектирования для конкретных условий;

• железобетонный фундамент. Аналогичен бетонному фундаменту, представляет собой усиленный вариант с использованием арматурного каркаса;

• фундамент из шпал. Популярный по причине невысокой стоимости тип, используемый для частных построек, является примером вторичного использования материалов. Применение шпал, обработанных специальным веществом, исключающим гниение древесины, делает его привлекательным и ввиду низкой трудоёмкости работ;

• деревянный фундамент. Простой вариант для лёгких и временных строений. Используется древесина, слабо поддающаяся гниению, например лиственница. Дополнительно может быть обработана специальным веществом, противодействующим гниению;
• забивной фундамент. Один из многочисленных вариантов свайных фундаментов. Каждый забивной вариант, как правило, есть результат индивидуального проекта или технического решения для конкретных условий.

Любой заказчик может найти для себя и своих условий оптимальный вариант строительства жилья, однако всё чаще технологически и экономически верное решение принимается на основе проекта, разработанного в специализированной компании, зарекомендовавшей себя на этом рынке. В таком случае выбор фундамента будет частью цельного и сбалансированного проекта, в котором учёт пожеланий заказчика и выбор оптимального варианта будут результатом профессиональных расчётов. Следует ожидать, что цена и качество такого проекта будут на высоте.

Видео: виды и свойства фундаментов

Обоснованный выбор фундамента гарантирует качественный проект, в котором эта задача является лишь одной из многих в сбалансированном общем решении. Главный результат — верное соотношение бюджета строительства с конечным качеством.

Дополнительные рекомендации

Правильное решение базируется на точном расчете

Чтобы не ошибиться, уделите достаточное внимание подготовке. Наиболее ответственные расчетные операции лучше поручить профильным специалистам

Официальное оформление договоров при работе с нанятыми исполнителями позволит получить необходимые гарантии.

Некоторые виды фундаментов для частного дома самостоятельно установить невозможно. Но в любом случае для корректного анализа нужна комплексная оценка. В нее включают расходы на материалы, доставку, выполнение монтажных операций. Для получения ответов на дополнительные вопросы и обмена мнениями пользуйтесь комментариями к этой статье.

В видео ниже рассказано о создании плитного фундамента для частного дома своими руками:

Watch this video on YouTube

Классификация фундаментов по типу материала

Исходя из того, какой материал используется при изготовлении, различают следующие фундаменты:

• Песчаные;
• Кирпичные;
• Бутовые;
• Бутобетонные;
• Из бетонных блоков.

Песчаный фундамент применяют весьма редко, так как он требует очень устойчивой почвы.

Кирпичный фундамент встречается также редко. Он прочнее песчаного, однако, использование кирпича для фундамента дорого обойдется. И при том такой тип возможен на абсолютно сухих грунтах, так как кирпич весьма не стоек к действию влаги.

Бутовый и бутобетонный фундамент отличается достаточной прочностью, долговечен, и при этом также экономичен.

Практика и теория

По причине недостаточной практики обустройства свайно-плитного фундамента для высоких многоэтажных домов эта область еще не отображена в ГОСТ и СНиП. Условно строителями были разработаны такие правила:

• Почву под плитой необходимо переуплотнить. Для чего во время копки котлована выполняется недобор нескольких метров земли, а во время установки свай предварительно делают отверстие на 10% уже сечения сваи. Когда свая и монолит становятся на место, земля уплотняется в принудительном порядке.
• Самые высокие нагрузки на сваи наблюдаются по углам дома.
• Пара свай большого размера всегда лучше множества коротких изделий. Чем дальше до границы основания, тем короче потребуются сваи.

С учетом уникальности многоэтажных домов 1-й группы ответственности и несовершенства имеющегося свода правил во время сооружения высоток советуют постоянно проводить мониторинг свайных конструкций, состояния почв, бетонного ограждения и ростверка.

Нужно помнить, что бывает первичная и вторичная осадка земли. Когда на основание будет давить вся масса здания в 200 м, деформация почвы иногда принимает критические показатели. Поэтому во время обустройства фундаментов нужно в обязательном порядке определять участки наибольшего вертикального давления. Это места контакта с основанием несущих стен. Если в многоквартирном здании находится стилобат, участки максимального давления необходимо определять особенно внимательно.

Какой лучше выбрать фундамент для дома на глинистой почве

Обычно глинистым разновидностям присущи большие вспучивания, особенно в межсезонье, когда уровень влажности достаточно высок. При этом основание подвергается деформации, что со временем приводит к разрушению строения. Чтобы избежать этого, необходимо тщательно планировать конструкцию дома и делать качественную дренажную систему. На территории нашей страны множество участков с большим содержанием глины в почве. Это значительно затрудняет строительство, но правильно подобранный начальный уровень позволит построить долговечный и уютный дом в любом месте. Основными типами хорошего фундамента в таком случае служат:

• ленточный с большим углублением;

• армированный плитный на песчаной подушке;

• винтовой свайный.