Устройство фундамента

Основанием любого здания является фундамент вместе с расположенными под ним грунтами. Он необходим для обеспечения стабильной пространственной геометрии дома, размещения стеновых материалов, распределения неравномерных нагрузок. Верхняя часть фундамента часто заменяет цоколь, стены ленточных фундаментов глубокого заложения являются стенами подземных этажей. Плитный фундамент по умолчанию является полом нижнего уровня.

Классификация фундаментов

В зависимости от используемого конструкционного материала фундамент бывает кирпичным, бутобетонным, бетонным либо железобетонным. Существуют сборные, монолитные конструкции столбчатого, свайного, ленточного, плитного типа. В фундаментах глубокого заложения подошва находится ниже отметки промерзания, малозаглубленных – на уровне 0,4 – 0,7 м, незаглубленных – на поверхности земли.

Ленты, столбы, плиты можно защитить от вспучивания, что позволит располагать их на поверхности либо заглублять минимально. Для этого применяются технологии:

• утепление отмостки – сохранение геотермального тепла недр в прилежащих к ж/б конструкциям почвах
• дренаж – на уровне подошвы размещают замкнутый кольцевой контур, в который отводится избыточная влага
• замена грунта под подошвой – в нерудных материалах нет глины, вспучивание невозможно
• засыпка пазух – такими же инертными материалами (щебень, песок), что и в предыдущем случае

Для свайного фундамента все эти мероприятия бесполезны, однако вспучивание практически не оказывает на эти конструкции влияния, опускаются сваи в основном до пластов с гарантированно высокими несущими способностями.

Внимание: Сборные конструкции уступают минимум 30% монолитным в пространственной жесткости, прочности, поэтому их усиливают в цокольной части армопоясом.

Плитный фундамент

Самый надежный для частного коттеджа фундамент – это плита. Однако при максимальной несущей способности, которую даже не нужно считать, у плитных фундаментов имеются ограничения по рельефу в пятне застройки. Их нельзя строить на склонах с перепадом высот от полутора метров. Подвальный этаж возможен только на плитах глубокого заложения, которые обходятся очень дорого.

Плавающая плита

При сложной геологии участка (насыпь, торфяник, пылеватые влажные пески, высокий УГВ) идеально подходит классический фундамент – плавающая плита. Особенности конструкции имеют вид:

• монолитная конструкция
• отсутствие ребер, утеплителя под подошвой
• толщина от 40 см, подбетонка 5 – 10 см обязательна
• рулонная, мембранная, пленочная гидроизоляция подошвы
• обязательный подстилающий слой из нерудного материала толщиной 40 см
• два пояса арматурной сетки с защитным слоем 2 – 7 см
• возможно поэтапное бетонирование, перемычки монтируются перпендикулярно длинной стороне, арматура не разрезается

Ширина утепленной отмостки составляет 0,6 – 1,2 м в зависимости от свеса кровли, использования этого конструкционного элемента в качестве садовой дорожки. Для плитных фундаментов применяют арматуру А400 периодического профиля (рифленка) диаметром 8 – 16 мм. Хомуты изготавливают из гладкой арматуры А240 диаметра 6 – 8 мм.

Земляные работы заключаются в снятии пахотного слоя (40 – 60 см), отсыпке этой же толщины песком/щебнем. Разметка пятна застройки предельно простая, расход пиломатериала для опалубки минимальный.

Внимание: В малозаглубленные/незаглубленные плитые фундаменты коммуникации заводят до заливки. Чтобы повысить ремонтопригодность инженерных систем, водопровод, канализацию часто дублируют.

Заглубленная плита

Несмотря на гарантированную надежность, бюджет фундаментной плиты запредельный, особенно при глубоком заложении. Основными особенностями конструкции являются:

• котлован на глубину 2 – 2,5 м
• заливка плиты за один прием
• двухслойное армирование + выпуск вертикальных прутков для боковых стен
• поэтапное армирование ленточной части ввиду больших объемов
• наружная гидроизоляция, утепление для выноса наружу точки росы, чтобы обеспечить нормальную эксплуатацию подвала
• засыпка пазух инертными материалами (оболочка 40 см минимум)
• узлы ввода коммуникаций в боковых стенах для повышения ремонтопригодности

При высоком УГВ для глубоких плит рекомендуется объемная гидроизоляция пенетрирующими составами, которые добавляются в бетон (Адмикс) либо используются для пропитки позже (Пенетрон). Это позволяет получить бессрочный ресурс, гарантированную водонепроницаемость бетона по всей толщине плиты.

Шведская плита

Поскольку плавающая плита по умолчанию является полом по грунту, создана технология утепленной шведской плиты УШП, позволяющая экономить бюджет строительства. Отличительными особенностями УШП являются:

• утепление подошвы экструдированным пенополистиролом ЭППС высокой плотности
• теплоизоляция боковых граней, переходящая в утепление отмостки
• ребра жесткости, позволяющие снизить толщину конструкции до 10 – 15 см
• встроенный контур «теплого пола», шлифовка верхней грани при достижении прочность 50 – 70% от проектной

Таким образом, застройщик полностью исключает боковое, нижнее промерзание, снижает бюджет отделки.

Внимание: Ребра жесткости получаются за счет периодической укладки верхнего слоя теплоизоляции поверх нижнего сплошного ковра из пенополистирола. Они армируются отдельными каркасами, связываются с сетками плиты.

Чашеобразная плита

Основной проблемой плавающих плит является отсутствие цокольной части. Проблему полностью решает чашеобразная конструкция, в которой этот конструктивный элемент присутствует. Перед заливкой плиты из нее выпускаются вертикальные прутки арматуры. После распалубки монтируется опалубка по аналогии с ленточным фундаментом, смесь укладывается, виброуплотняется внутри нее.

При необходимости ячейки чаши можно засыпать песком для изготовления пола по грунту либо использовать технологию перекрытий по балкам. В последнем случае придется изготовить в цокольной части продухи вентиляции, чтобы обеспечить проветривание.

Перевернутая чаша или ребристая плита

По аналогии с УШП изготавливается плитный фундамент с ребрами жесткости. Однако для экономии бюджета строительства утеплитель под подошвой отсутствует, ребра создаются внутри песчаной/щебенчатой подсыпки. Это позволяет снизить толщину конструкции до 15 – 20 см, поднять полы на необходимый уровень без цоколя.

Это самый экономичный плитный фундамент для кирпичных, срубовых, каркасных проектов на слабых, пучинистых грунтах. Боковое промерзание компенсируют утеплением отмостки в комплексе с кольцевой дренажной системой на уровне подошвы ребер жесткости.

Внимание: Геотермальное тепло плита сохраняет даже без утеплителя, промерзание почвы снизу невозможно по умолчанию.

Кессонная плита

Ввиду отсутствия у большинства плитных фундаментов подвального этажа была разработана конструкция с кессоном. Она позволяет получить погреб под одним помещением, заливается в несколько приемов.

Технология сложная, бюджет увеличивается на 20% минимум, требуется больше пиломатериалов для щитов опалубки, стержней арматуры. Поэтому особого распространения кессонная плита не нашла.

Внимание: Кессон обеспечивает жесткую фиксацию конструкции в грунте, поэтому плита перестает быть плавающей. Для обеспечения нормального ресурса следует выполнить весь комплекс по защите от вспучивания – дренаж, песчаная подсыпка, утепление отмостки.

Столбчатый фундамент

При соблюдении технологии строительства столбчатый фундамент гарантирует низкий бюджет строительства без снижения прочности конструкции. Незаглубленные сборные, монолитные столбы пригодны исключительно для срубов, каркасников на скальном, гравелистом грунте при низком УГВ.

При заглублении подошвы столба на 2 – 2,5 м (ниже отметки промерзания) резко повышается объем земляных работ. Весь комплекс мероприятий компенсации вспучивания почвы является обязательным. Кроме того:

• столбы имеют недостаточную пространственную жесткость, всегда обвязываются ростверком
• получившееся подполье необходимо защищать забиркой
• утепление отмостки не требуется, дренаж необходим в обязательном порядке

Внимание: Подошва столбов уширяется плитой, ширина которой вдвое больше сечения конструкции, высота составляет 30 – 60 см.

Ростверк по столбам

Чтобы обеспечить пространственную жесткость, компенсировать опрокидывающие усилия от вспучивания грунта столбчатый фундамент обвязывают ростверком. Самой надежной считается монолитная технология:

• монтаж опалубки – нижний щит поддерживается Н-образными стойками, боковые крепятся к нему, подпираются к земле, связываются перемычками (брусок, доска)
• армирование – внутри опалубки размещаются каркасы из продольных стержней 8 – 16 мм (периодический профиль А400 арматуры), обвязанных хомутами (гладкая А240 арматура 6 – 8 мм) с обеспечением защитного слоя 4 – 7 см
• бетонирование – укладка смеси обязательно в одном направлении, уплотнение наконечником глубинного вибратора

Распалубка возможна для гидроизоляции после набора 70% прочности. Нагружать ростверк стеновыми материалами запрещено в первые 28 суток. Забирку из цокольного сайдинга, листовых материалов (асбоцементная плита), кирпичной кладки обычно строят при облицовке фасадов. Коммуникации заводятся перед строительством коробки до укладки чернового пола.

Стаканный столбчатый фундамент

Технология позволяет повысить темпы строительства, используя заводские ж/б стаканы, внутри которых расклиниваются стойки столбов. При необходимости конструкцию можно залить своими силами. Все стаканы выравниваются по горизонтали, монтируются на подбетонку, ширина которой вдвое больше основания стакана.

Внимание: Стаканные столбчатые фундаменты чаще применяют для фахверков, заборов. При заливке своими руками необходима качественная гидроизоляция бетонных поверхностей.

Свайный фундамент

Минимально возможный бюджет строительства обеспечивает свайный фундамент, практически не имеющий ограничений по стеновым материалам, этажности коттеджа. Более того, это единственная технология, позволяющая строить здания на крутых склонах, в прибрежной полосе, на болотах.

Свая гарантированно достигает несущего пласта, всегда расположена ниже отметки промерзания, испытывает минимальные выдергивающие усилия, позволяя обходиться без дополнительных мероприятий по компенсации морозного вспучивания.

Внимание: В отличие от столбов, сваям не требуется обвязка ростверком, если высота над поверхностью не превышает 0,7 м. Этот конструктивный элемент вместе с вертикальными связями, распорами становится необходимым лишь на склонах с перепадом высот от полутора метров, высоте оголовков от 1 м, использовании мелкоформатных стеновых материалов (блоки, кирпич).

Буронабивные сваи

Чтобы полностью изготовить фундамент собственными силами, используются буронабивные сваи с поэтапной заливкой либо бетонированием за один прием. Технология имеет вид:

• скважины – пробуриваются ручным инструментом либо мотобуром, диаметр от 30 см, глубина ниже отметки промерзания до несущего пласта (обычно 2 – 5 м)
• опалубка – цилиндр из рубероида, асбоцементная, полиэтиленовая труба подходящего диаметра
• арматура – каркас, связанный из стержней 8 – 16 мм периодического сечения (А400 арматура рифленка), хомутов из гладкой 6 – 8 мм арматуры А240 (треугольные, кольца либо квадраты), защитный слой обеспечивается пластиковыми кольцами, размещенными на хомутах, прутках
• опалубка ростверка – два боковых щита, жестко прикрепленных к нижней палубе, опирающейся на Н-образные стойки
• армирование ростверка – каркасы из продольных прутков, обвязанных прямоугольными хомутами, связанные с арматурой свай
• бетонирование – укладка смеси, виброуплотнение, уход а бетоном в виде влажного компресса в первые три дня

При изготовлении смеси своими руками вначале заливают сваи, после набора прочности монтируют опалубку, бетонируют ростверк. Если заказать миксеры, работы можно произвести за один прием.

Внимание: Технология ТИСЭ не является полноценными буронабивными сваями из-за недостаточной глубины скважин. Это висячие сваи с уширением подошвы для повышения несущей способности, ресурс которых по умолчанию ниже, чем у классических буровых конструкций.

Свайно-винтовой ростверк

В отличие от буронабивных свай, винтовые изделия обходятся еще дешевле. Бетон необходим исключительно для антикоррозионной защиты внутренних поверхностей труб, поэтому выбирается тощая смесь В7,5. Для механизации вкручивания можно использовать электродрель (от 1,5 кВт) с мультипликатором, увеличивающим крутящий момент в 50 – 70 раз.

Пробное вкручивание необходимо для определения глубины залегания несущего слоя, полностью заменяет геологические исследования пятна застройки. Технология СВФ выглядит следующим образом:

• разметка осей – шнуры по обноскам
• бурение лидер-лунок – ручным инструментом, мотобуров на глубину 40 см
• погружение – вручную, дрелью либо спецтехникой
• ростверк – монолитные, сборные ж/б балки, металлический двутавр, швеллер либо брус обвязки каркасного, срубового дома
• усиление – в сложных условиях применяются распоры, вертикальные, диагональные связи

В отличие от любого другого фундамента СВФ сооружается за 2 – 3 дня, позволяя начать строительство коробки здания немедленно.

Внимание: Винтовые сваи – единственное решение для проектов на сложном ландшафте, при экстремальных геологических условиях, необходимости ремонта эксплуатирующихся фундаментов.

Ленточный фундамент

В силу традиций малоэтажного строительства ленточный фундамент выбирают в 70% случаев для любых проектов. Однако существуют ограничения по применению – перепад высот от полутора метров, просадочные грунты.

Бюджет строительства заглубленной ниже отметки промерзания ленты превышает стоимость плавающей плиты. МЗЛФ, незаглубленные модификации обходятся чуть дороже столбчатых оснований.

Несущая способность в большинстве случаев обеспечивает 2 – 3 кратный запас, ограничения по весу кровельных, стеновых, облицовочных, конструкционных материалов полностью отсутствуют.

Заглубленный ленточный фундамент

Для гарантированного повышения производительности работ заглубленный ленточный фундамент часто сооружают из блоков ФБС по плитам ФЛ, укрепляя цокольную часть армопоясом. Однако максимальную надежность можно получить исключительно при использовании монолитной ленты. Единственным преимуществом ЗЛФ является возможность обустройства эксплуатируемого подземного этажа.

Внимание: Если грунт на глубине до 3 м остается просадочным, дальнейшее заглубление считается нерациональным, в проект закладываются сваи либо плавающая плита.

Малозаглубленная лента МЗЛФ

Достаточно экономичным решением для тяжелых построек (кирпичная, блочная кладка) является малозаглубленный ленточный фундамент. Технология МЗЛФ имеет вид:

• земляные работы – траншеи шириной 2 м, глубиной 0,4 – 0,7 м
• подстилающий слой – 0,4 – 0,8 м засыпка щебнем при высоком УГВ, песком при низко расположенных грунтовых водах с обязательным уплотнением виброплитой каждых 10 см отсыпки
• подбетонка – стяжка из бетона В7,5 толщиной 5 – 10 см вдвое шире подошвы, поверх которой наплавляется Технониколь либо приклеивается полиэтиленовая пленка
• армирование – обвязанные хомутами (А240 гладкая 6 – 8 мм арматура) прямоугольной формы продольные стержни (А400 рифленая арматура 8 – 16 мм) с обеспечением защитного слоя 2 – 7 см
• опалубка – щиты чуть выше проектной отметки из обрезной доски, фанеры
• заливка – укладка бетона слоями 40 см с виброуплотнением

Внимание: Конструкцию можно нагружать венцами сруба, кладкой на 29 день, предварительно обработав все грани гидроизоляционными материалами.

После заливки подбетонки по ее периметру укладывают дрены – перфорированные гофротрубы с самотечным уклоном 4 – 7 градусов. Засыпка пазух производится песком, ПГС, отмостка утепляется пенополистиролм шириной 0,6 – 1,2 м на глубине 30 – 40 см.

Незаглубленный ленточный фундамент

Единственное, чем отличается незаглубленный ленточный фундамент от МЗЛФ – глбина заложения. После снятия плодородного слоя, укладки дренов, траншеи засыпаются нерудным материалом с послойной трамбовкой. Затем заливается подбетонка, монтируются арматурные каркасы, опалубка. После бетонирования ленты конструкция по умолчанию имеет цоколь, обладающий высоким ресурсом.

Застройщик имеет возможность выбора:

• пол по грунту – снятие пахотного слоя внутри ленты, засыпка песком, бетонирование плавающей плиты
• плита перекрытия – использование заводских изделий ПК
• перекрытие по балкам – укладка бруса, подшивка чернового пола, теплоизоляция, чистовое покрытие

В двух последних вариантах в ленте необходимо оставить продухи вентиляции общим размером 1/400 от площади цоколя.

Внимание: Для незаглубленных лент в обязательном порядке производится утепление отмостки, создается дренаж по периметру здания.

Ленточный пояс

Единственным отличием ленточного пояса от незаглубленного фундамента является сечение ж/б конструкции. Ширина пояса всегда больше высоты для обеспечения увеличенной опорной поверхности. Вместо двух рядов продольных стержней в каждом поясе используется 3 прутка.

Конструкция создана исключительно для деревянных коттеджей, кирпичных стен на скальных, гравелистых почвах только на ровных участках.

Усиление ленточного фундамента сваями

Несмотря на запас несущей способности, на нестабильных грунтах ленточный фундамент может погружаться в землю после возведения коробки. Если упрочнить почвы не представляется возможным, конструкцию усиливают винтовыми, буронабивными сваями, которые гарантированно прорезают нестабильные горизонты, достигая несущего пласта.

Технология на начальном этапе схожа с МЗЛФ – вынесение натурных осей, изготовление траншей. Затем в них бурятся скважины или лидер-лунки для буронабивных, СВС свай, соответственно. Методика максимально похожа на заглубленный ростверк, однако имеет существенное конструкционное отличие.

Внимание: Лента полностью опирается подошвой на отсыпку из нерудного материала, в отличие от ростверка, между землей/подошвой которого всегда остается 15 – 30 см свободного пространства.

Таким образом, рассмотрены все существующие типы фундаментов для самостоятельного выбора технологии. Приведенные характеристики помогут скорректировать проект, бюджет строительства, учесть геологию в пятне застройки, ландшафт, стеновые материалы коробки здания.