Фундаменты и их конструкции
ФУНДАМЕНТЫ И ИХ КОНСТРУКЦИИ
Впервые задумавшись о собственном доме, мы начинаем изучать способы строительства, различные системы и конструкции. И конечно начинаем с выбора фундамента. Ведь надежный фундамент – это опора и долголетие дома. Фундамент можно сравнить с корнями дерева, которые уходят вглубь земли. Фундамент — (лат. fundamentum, от fundus дно, основание) – основание, нижняя, самая прочная часть, на которой воздвигается здание («Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка» под общей редакцией Чудинова А.Н., 1910).
Фундамент передает нагрузки от здания грунту, а также оказывает сопротивление влиянию грунтовых вод и мороза. Поэтому фундамент должен быть не только, экономичный, но и прочный, устойчивый и, конечно, долговечный. А если учесть, что ремонт или замена некачественно выполненного фундамента связаны как с финансовыми, так и трудовыми затратами, то становится ясно: ошибки при выборе конструкции фундамента недопустимы.
Чтобы разобраться в том, какой фундамент подходит именно для Вашего дома, полезно будет узнать некоторые термины и маленькие строительные хитрости.
Глубина заложения фундаментов зависит от ряда условий:
- вида сооружения (дом, баня, гараж, хозяйственные постройки) и его конструктивных особенностей (наличия цокольного, подвального этажа и т.д.);
- величины и характера нагрузок, действующих на фундамент;
- геологических и гидрогеологических условий площадки;
- возможности пучения грунта при промерзании и осадки при оттаивании.
Приведем общие сведения о глубине заложения фундамента. Минимальная глубина заложения фундаментов должна быть не менее 0,5 м от поверхности участка. Такие правила подходят для многих грунтов. Однако при плотных или утрамбованных грунтах можно не заглублять фундамент в грунт, а возводить фундамент прямо на подготовке под полы. Подготовка под полы – это выровненное, при необходимости засыпанное песком и утрамбованное место.
Глубина заложения фундамента находится в непосредственной зависимости от трёх факторов:
- типа грунта;
- уровня грунтовых вод;
- глубины промерзания.
На глубину заложения оказывает влияние, в первую очередь, тип грунтов. Здесь важную роль играет так называемое морозное пучение грунта. Это свойство грунта изменять свой объём во влажном состоянии при замораживании. Итак, различают следующие типы грунтов:
- непучинистые - скальные и полускальные породы;
- слабопучинистые - крупнообломочные грунты, пески гравелистые, крупные и средние;
- пучинистые - мелкие пески, пылеватые супеси, суглинки.
Глубина заложения фундамента для непучинистых грунтов может быть любой и не зависит от уровня грунтовых вод или глубины промерзания.
Если грунт слабопучинистый, то глубина заложения фундамента должна составлять 0.5 метра вне зависимости от уровня грунтовых вод и глубины промерзания.
Когда же грунт пучинистый, то в зависимости от уровня грунтовых вод возможны три варианта:
Если уровень грунтовых вод превышает расчетную глубину промерзания грунта более чем на 2 м, фундамент достаточно заглубить всего на 0.5 метра.
Если уровень грунтовых вод превышает глубину промерзания грунта менее чем на 2 м, то глубина заложения составляет около 75 % от глубины промерзания грунта, но не должна быть меньше 0.7 метра.
Если же уровень грунтовых вод менее расчетной глубины промерзания грунта, то глубина заложения должна быть не меньше глубины промерзания грунта.
Уровень грунтовых вод также имеет важное значение при проектировании фундаментов. Высокий уровень грунтовых вод при пучинистом грунте может потребовать столь дорогостоящих конструкций фундаментов и гидроизоляции подвала, что выгоднее будет отказаться от такого участка для строительства. Вот почему полезно советоваться со специалистами на стадии решения о покупке земли.
А теперь давайте рассмотрим, какие бывают фундаменты.
Какие же бывают фундаменты?
По конструктивной схеме фундаменты могут быть:
- ленточные,
- столбчатые,
- сплошные (они же монолитные),
- свайные.
Ленточные фундаменты
Название «ленточный фундамент» говорит само за себя. Такой фундамент словно вьётся ленточкой и кладётся только там, где будет возводиться стена.
По способу устройства ленточные фундаменты подразделяются на монолитные и сборные. Монолитные бывают бутовые (с использованием бутового камня), бутобетонные, бетонные и железо-бетонные.
На рисунке показан ленточный фундамент из бутового камня и бутобетона.
Устройство монолитных лент требует проведение опалубочных работ (вокруг будущей монолитной конструкции крепят щиты из фанерные или других прочных материалов).
Существуют также бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления.
Столбчатые фундаменты
Столбчатые фундаменты используют при незначительных нагрузках на фундамент. Столбчатые фундаменты имеют вид отдельных опор, устраиваемых под стены, столбы или колонны. Когда давление на грунт меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов целесообразно заменять на столбчатые.
Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными. Примером использования столбчатого фундамента может стать баня, беседка или небольшая хозяйственная постройка. Это позволит снизить стоимость фундамента. Для предохранения столбов от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5- 0,6 м.
Сплошные фундаменты
Сплошные фундаменты (фундаментные плиты, монолитные плиты) применяют при неравномерной сжимаемости грунтов, слабых и разрушенных, размытых и насыпных грунтах. Плитные фундаменты сооружаются под всю площадь здания в виде монолитной плиты или железобетонной решетки. При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности.
Такая схема заложения фундамента давно апробирована и хорошо себя зарекомендовала на востоке Московской области и во многих районах центрального региона, где слабопучинистый грунт (состоящий из крупного, среднего или гравелистого песка) легко поддается трамбовке. Однако, технология такого фундамента возможна и при других типах грунтов. Необходимо лишь провести подготовку: выбрать (выкопать и удалить) слой земли и заменить его на песок, а песок тщательно утрамбовать.
Существует мнение, что при индивидуальном строительстве такой фундамент целесообразен только для строительства небольших компактных сооружений, не требующих цоколя, например, гаражи, бани, мастерские. Однако при строительстве загородного дома с невысоким цоколем монолитная плита тоже вполне эффективна и по стоимости не превышает, например, ленточный фундамент. Внушительные затраты на бетон компенсируются за счет отсутствия лишней работы по выработке песка, подготовки большего количества опалубки и прочих работ, необходимых для возведения ленточного фундамента.
К плюсам сплошного фундамента относятся: его способность выравнивать вертикальные и горизонтальные перемещения грунтов, исключать проникновение в подвальные помещения грунтовой воды даже под большим гидростатическим давлением, а также простота сооружения.
Свайные фундаменты
Свайные фундаменты состоят из отдельных свай, объединенных сверху бетонной или железобетонной плитой или балкой, называемой ростверком. Такие фундаменты устраивают в случаях, когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки. В зависимости от способа передачи нагрузки от конструкций здания или сооружения на грунт различают сваи – стойки и висячие сваи. Рассмотрим сваи-стойки. Сваи-стойки своими концами опираются на прочный грунт, например, скальную породу и передают на него нагрузку. Их применяют, когда глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины сваи. Свайные фундаменты практически не дают осадки.
По материалу сваи бывают деревянные, бетонные, железобетонные, асбестоцементные, стальные и комбинированные. Деревянные сваи дешевые, но недолговечны, поскольку они быстро загнивают, находясь в грунте с переменной влажностью. Их изготавливают из хвойных пород: сосны, кедра, лиственницы, реже из дуба. Диаметр деревянной сваи в тонком конце должен быть не менее 18 см. Нижний конец сваи заостряют и на него надевают башмак (стальной наконечник, предохраняющий заостренный конец сваи при погружении в грунт). На верхний конец сваи надевают стальное кольцо – бугель, предохраняющий древесину от раскалывания и размочаливания во время ударов молота.
Железобетонные сваи должны быть армированы (т.е. иметь арматуру – стальные прутья), чаще всего они бывают квадратного сечения. Железобетонные сваи долговечны и способны выдерживать значительные нагрузки.
Изготавливают сваи и погружают в грунт по-разному: забивные сваи погружают в грунт в готовом виде, а буронабивные изготавливают непосредственно в грунте, вставляя в скважины (диаметром 200 - 300 мм) вертикальную арматуру и заполняя их бетоном. В последнее время забивание всё чаще заменяют безударными способами погружения готовых свай:
- вибрационным способом (чаще для полых свай),
- способом вдавливания (для коротких свай),
- способом вибровдавливания,
- способом погружения свай с подмывом (с напором воды),
- способом электроосмоса (в плотные глинистые грунты с кратковременным воздействием тока).
Подводя итоги, отметим, что главная функция любого фундамента – нести на себе всю нагрузку основных конструкций строения. Фундамент должен предотвращать их преждевременное разрушение, гниение, проседание, растрескивание, деформацию и другие негативные процессы, возникающие под влиянием силы тяжести и различных климатических условий.
Выбор фундамента, порой оказывается непрост. И любой хозяин земельного участка, приступая к строительству, конечно, должен поинтересоваться типом грунта, на котором предстоит строить дом. Такие сведения можно уточнить в местных геолого-разведочных службах. Но можно обратиться к специалистам геодезической службы выбранной вами строительной компании, которые смогут сделать подробный анализ вашего участка и предложат верный вариант закладки фундамента. Ведь нередки случаи, когда соседние участки имеют свои особенности, например, по залеганию грунтовых вод или наличию скальных пород, а, как известно, фундамент ошибки не прощает. Пусть Ваш дом станет вашей крепостью.
Список литературы
- Буга П.Г. Гражданские. Промышленные и сельскохозяйственные здания.–1987г., стр. 27-35
- Анатолий Сергеевич Щербаков «Основы строительного дела»
- Глубина заложения фундаментов: (#"justify">[http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-18017/).
- Свайный фундамент: Строительство фундаментов. – (http://www.fundamente.ru/vid/svainiy.php)
- www.hou.ru
- www.framebuild.ru
