Виды фундаментов и их устройство

Автор: | 22.06.2016

Для разных зданий, грунтов, рельефа участка применяется неодинаковое устройство фундамента для передачи сборных нагрузок на нижележащие основания. В индивидуальном строительстве существуют ленты, столбы из сборного, монолитного бетона, стальные, буронабивные сваи с деревянными, металлическими, ж/б ростверками.

Устройство фундаментов

Устройство фундаментов

Конструкция фундаментов

В малоэтажной поселковой застройке используются все классические фундаменты и комбинированные конструкции. Для разных вариантов устройство фундамента несколько отличается:

  • плита – всегда отливается внутри опалубки, не рекомендована для крутых склонов, просадочных грунтов

    Фундамент плита

    Фундамент плита

  • столбы – собираются из бетонных изделий (стакан + стойка) или отливаются в трубчатую, щитовую опалубку с уширением нижней части, в отличие от свай, не имеют повышенной несущей способности за счет трения грунтов о боковые поверхности

    Фундамент столбчатый

    Фундамент столбчатый

  • лента – собирается из ФБС блоков, выкладывается из бута, кирпича или заливается в опалубку, на пучинистых грунтах необходим дренаж, применение нерудного материала и утепление отдельных элементов фундамента, основания

    Фундаментная лента

    Фундаментная лента

  • сваи буронабивные – рекомендованы для сложного рельефа или слабых почв только при низком УГВ, так как не имеют гидроизоляции

    Сваи буронабивные

    Сваи буронабивные

  • сваи винтовые – ограничения практически отсутствуют, однако в силу недостаточного развития технологии, опыта проектирования на них чаще опирают деревянные здания 1 – 3 этажа

    Фундамент свайно-винтовой

    Фундамент свайно-винтовой

Ростверк необходим свайным и столбчатым фундаментам для опирания стеновых конструкционных материалов и для увеличения пространственной жесткости.

Внимание: Для внутренних лестниц, каминов, резервных генераторов, печей, насосного оборудования весом от 700 кг изготавливаются независимые фундаменты, с основными не связанные. Исключением является плавающая плита.

Отдельный фундамент печи

Отдельный фундамент печи

Для пристроек в процессе эксплуатации удобнее свайные, столбчатые фундаменты. В любом случае рекомендуется оставлять между фундаментом веранды, пристройки и коттеджа технологический шов. Укрывать эти помещения следует своей крышей, стропильная система которой так же не связана с крышей дома.

Фундамент столбчатый

Максимально простое устройство фундамента столбчатого позволяет индивидуальному застройщику обойтись без помощников на этапе котлована. Каждый столб можно залить за один прием без нарушения технологии, используя всего один комплект опалубки. В сравнении с МЗЛФ экономия составит 200%, хотя при частом шаге стоек придется выкапывать сплошные траншеи под несущими стенами вместо шурфов.

Внимание: Гидроизоляция наружных граней столбов, пристенный дренаж, щебеночная или песчаная фундаментная подушка являются обязательными условиями долгосрочной эксплуатации.

Конструкция фундамента столбчатого

Конструкция фундамента столбчатого

Состоит фундамент из элементов:

  • столб – плита толщиной 30 см для повышения несущей способности или стакан сборного типа, стойка из железобетона, вмурованная в эти элементы, армированная вертикальным каркасом
  • ростверк – из бруса для деревянных коттеджей, металлических балок для срубов и газосиликата, монолитной конструкции для кирпичного, пенобетонного здания

Не пригоден фундамент столбчатый для тяжелых стен, на влажных грунтах, крутых склонах, просадочных почвах. В пучинистых грунтах достаточно комплекса операций по ликвидации морозного вспучивания.

Внимание: Основным отличием от свай является глубина заложения в пределах 2 м, доступ для проведения опалубочных, гидроизоляционных работ.

Фундамент ленточный

Популярным вариантом у индивидуальных застройщиков является МЗЛФ. В отличие от столбов с ростверком устройство фундамента этого типа гораздо сложнее:

  • армирование – горизонтально расположенными каркасами, усиленными в сопряжениях Г-образными, П-образными анкерами, обеспечение защитного слоя бетона нижними подкладками, боковыми кольцами
  • защита конструкции – гидроизоляцией от намокания, утеплением наружной грани и отмостки от вспучивания, использованием нерудных материалов в подстилающем слое от сил пучения, в обратных засыпках пазух траншей – от выдергивания ленты на поверхность

    Защита ленточного фундамента

    Защита ленточного фундамента

Заглубленный фундамент ЛФ применяется только для подвальных этажей, малозаглубленная лента – во всех остальных случаях. Ограничениями являются влажные, просадочные грунты. На склонах применяется ступенчатая схема бетонирования, однако тяжелые стены в этом случае использовать не рекомендуется.

Внимание: Узлы ввода коммуникаций обладают максимальной ремонтопригодностью, отсутствуют ограничения по этажности жилища. Владелец может использовать полы по грунту или перекрытия по балкам, снижая бюджет строительства.

Фундамент плитный

Надежнее плавающей плиты фундаментов не существует, однако и для этой технологии существуют ограничения. На грунтах с низким расчетным сопротивлением плита неизбежно будет проседать, силы вспучивания от нависающих склонов стремятся сдвинуть железобетонную конструкцию по горизонтали.

Внимание: Для остальных геологических условий (высокий УГВ, пучинистый грунт) плитный фундамент подходит идеально. Учитывая устройство фундамента – две арматурные сетки, 30 см слой бетона, на нем можно размещать здания 1 – 3 этажа из любых конструкционных материалов с тяжелыми кровлями и облицовками.

Существует несколько конструкций плиты для не одинаковых эксплуатационных условий:

  • плавающая – одинаковая толщина по всему периметру, высокий расход бетона, арматуры
  • ребристая – за счет элементов жесткости под несущими стенами толщину средней части можно снизить до 10 – 15 см
  • УШП – утепленная конструкция с интегрированным контуром теплого пола
  • кессонная – имеет встроенный погреб под одним помещением

    Модификации плитного фундамента

    Модификации плитного фундамента

Внимание: Ребристые плиты позволяют поднять цокольную часть, повышая ресурс стеновых материалов. Все мероприятия по ликвидации вспучивания обязательны к исполнению.

Существенный недостаток – нулевая ремонтопригодность узлов ввода инженерных систем, компенсируется укладкой цельных кусков водопровода, канализации в гильзы большего диаметра. Это позволяет вытянуть трубопровод целиком, заменить его новой трубой.

Фундамент свайный

Несмотря на одинаковое название, характеристики буронабивных, винтовых свай значительно отличаются. Например, устройство фундамента на буровых сваях рекомендуется только на сухих почвах с УГВ ниже 2 м. В отсутствие доступа к бетонным конструкциям невозможно произвести гидроизоляцию, бетон при контакте с водой будет разрушаться. Использование пенетрирующих добавок, вводимых в смесь при замешивании, увеличит бюджет фундамента минимум втрое.

Изготовление буровой сваи

Изготовление буровой сваи

Винтовые сваи имеют антикоррозионную обработку, заполняются изнутри бетоном после погружения для ликвидации очагов ржавчины. Поэтому здания на СВС могут возводиться на болотах, берегах водоемов без снижения ресурса конструкции.

Модификации винтовых свай

Модификации винтовых свай

Внимание: Достоинство свайного фундамента – отсутствие выемки грунта (минус 10 – 15 тысяч рублей из сметы строительства), геологических исследований (минус еще 30 000 рублей). СВС гарантированно проходит грунты с низким расчетным сопротивлением, опирается на пласт с высокой несущей способностью.

Буронабивные сваи заливают в земляную или трубчатую опалубку, последний вариант предпочтительнее, так как снижаются выдергивающие усилия вспучившегося грунта. Винтовые сваи погружают спецтехникой, мощной электродрелью (потребуется мультипликатор для увеличения крутящего момента) или руками.

В любом случае наблюдается снижение бюджета строительства:

  • не нужна планировка пятна застройки, отрывание котлована, шурфов или траншей
  • отсутствует утепление отмостки, фальш-цоколя
  • нет необходимости в пристенном дренаже

    Ремонт МЗЛФ сваями

    Ремонт МЗЛФ сваями

Сваями реставрируются и усиливаются фундаменты, основания под ними в процессе эксплуатации жилища. Основной проблемой остается низкое качество СВС у производителей. Для снижения себестоимости используется б/у или шовная труба, отсутствует балансировка наконечника с телом СВС. В результате срезаются лопасти, свая разрыхляет почву вместо уплотнения, что резко снижает несущую способность.

Технология изготовления

Изучив устройство фундамента и область использования каждого из них, можно приступать к проектированию, изготовлению в пятне застройки. Технологии имеют отличия, однако для монолитных конструкций используются общие правила. Разметка в принципе одинаковая:

  • подземные конструкции нужно удалить от дорог на 5 м, проездов на 3 м
  • расположить их в 3 м от соседского забора
  • учесть местоположение колодцев центральных коммуникаций, наружных автономных систем жизнеобеспечения

    Разметка фундаментов

    Разметка фундаментов

Парадные фасады чаще размещают под прямым углом к улице либо непосредственно на проезжую часть. Для ростверков и лент шнурами обозначаются оси, наружные и внутренние грани конструкций. Плитные фундаменты оконтуривают только снаружи.

Внимание: В обратных засыпках рекомендуется применять нерудные материалы, а не вынутый грунт. Это приводит к образованию техногенных зон, в линзах которых возможно скопление верховодки, зато снижает выдергивающие нагрузки. Верховодка отводится в рабочем порядке дренажной системой без снижения ресурса конструкции.

Монолитные конструкции

Все железобетонные подземные несущие конструкции, отливаемые на месте, требуют установки опалубки. При этом устройство фундамента заключается в армировании, укладке смеси, цементное молочко из которой будет впитываться в нижний подстилающий слой щебня/песка.

Поэтому применяется стандартная технология монолитных работ:

  • фундаментная подушка – создается из 40 – 60 см слоя песка на участках с низким УГВ, щебня при влажном грунте, нерудный материал укладывается на геотекстильное полотно, исключающее взаимное перемешивание с почвой, каждый слой 10 – 15 см уплотняется виброплитой, подстилающий слой шире фундамента вдвое

    Подстилающий слой

    Подстилающий слой

  • дренаж – встраивается в подстилающий слой по наружному периметру отмостки, состоит из смотровых колодцев в углах коттеджа, обвязанных гофротрубами со щелевой перфорацией в слое геотекстильного фильтра, уклон дренов общий 4 – 7 градусов

    Дренаж фундамента

    Дренаж фундамента

  • подбетонка – так же шире фундамента, представляет собой 5 – 7 стяжку

    Подбетонка МЗЛФ

    Подбетонка МЗЛФ

  • гидроизоляция – на подбетонку наплавляется рулонный материал или прикливается мембрана, полиэтиленовая пленка, края в любом случае выступают наружу, чтобы приклеить их на вертикальные грани фундамента после распалубки

    Гидроизоляция подбетонки

    Гидроизоляция подбетонки

Опалубка монтируется следующим образом:

  • плита – деревянные щиты по наружному периметру или L-образные полистирольные модули
  • лента – фанерные, дощатые щиты по внутреннему + наружному периметру, стягиваются шпильками изнутри, подпираются раскосами снаружи
  • столбы – трубчатая либо щитовая опалубка в вертикальном уровне + щиты для плиты уширения внизу
  • сваи буронабивные – полиэтиленовая, асбоцементная труба, обычно остающаяся на весь срок эксплуатации внутри конструкции, реже применяют опалубку из свернутого в цилиндр рубероида

    Опалубка фундамента

    Опалубка фундамента

Внимание: Для нормальной распалубки, ликвидации протечек смеси, выравнивания поверхности внутренняя часть щитов обшивается полиэтиленом.

Материалы, из которых сооружается опалубка, обычно используются в стропильных, кровельных системах, перегородках. Поэтому можно использовать 3 – 4 см доску, которая понадобится позже для чернового пола, 12 мм фанеру, из которой создается сплошная обрешетка крыши.

Затем конструкции армируются сетками либо каркасами, состоящими из продольных прутков 6 – 14 мм (арматура А400 рифленка), обвязанных 6 – 8 мм хомутами из арматуры А240 гладкого типа. Внутрь ростверков и лент МЗЛФ каркасы укладываются горизонтально, сопряжения усиливаются анкерами. Внутри свай. Столбов каркасы размещаются вертикально, верхние концы стержней выходят наружу на 40 – 60 см. позже их изгибают под прямым углом для связки с нижним, верхним поясом каркаса монолитного ростверка.

Армирование фундамента

Армирование фундамента

Внимание: Для деревянных, стальных ростверков выпускать прутки наружу не нужно. Балки крепятся к оголовкам или непосредственно к бетону анкерами. Либо для них вмуровывают закладные шпильки, на которые надеваются элементы ростверка.

Смеси укладываются послойно в зависимости от размера насадки глубинного вибратора (обычно 40 см) по кольцу в едином направлении. Вибрированием бетон распределяется внутри опалубок, выгоняется содержащийся в нем воздух. В зависимости от температуры распалубка производится на 4 – 29 день. В первые трое суток необходимы стандартные мероприятия, исключающие раскрытие трещин:

  • укрывание пленками
  • влажные компрессы из опилок, брезента с поливом из лейки
  • подогрев в межсезонье

Если строительство замораживается до следующего сезона, фундамент консервируется следующим образом:

Внимание: Не рекомендуется оставлять ненагруженными плавающие плиты и столбчатые фундаменты, так как при морозном вспучивании возможно нарушение геометрии силовых конструкций.

Сборные фундаменты

В отличие от монолитных конструкций устройство фундамента из сборных элементов менее надежно по умолчанию. Например, в лентах МЗЛФ каждый блок ФБС представляет собой балку с двумя степенями подвижности, несмотря на швы из монтажного цементно-песчаного раствора. Силы пучения способны сдвигать отдельные элементы кладки, швы очень сложно гидроизолировать.

Монтаж сборных фундаментов происходит по разным схемам:

  • столбы – на подстилающий слой устанавливаются стаканы (усеченный конус или трапеция с глухим отверстием), внутрь которых монтируются железобетонные стойки, расклинивающиеся бетонными элементами, после чего, пустоты заполняются смесью

    Фундамент сборный столбчатый

    Фундамент сборный столбчатый

  • ленты – поверх щебеночного или песчаного слоя укладывается ряд плит ФЛ, на них монтируются краном ФБС блоки по аналогии с кирпичной кладкой, только крупного формата

    Фундамент сборный ленточный

    Фундамент сборный ленточный

Ввиду низкой пространственной жесткости столбы обвязывают монолитным или сборным ростверком. Для сборного МЗЛФ применяется метод армопояса:

  • на верхний ряд монтируется дощатая опалубка
  • устанавливается арматурный каркас
  • укладывается, виброуплотняется смесь

    Армопояс сборного фундамента

    Армопояс сборного фундамента

Внимание: все мероприятия по снижению морозного вспучивания для сборных конструкций являются обязательными.

В отсутствие цоколя боковые поверхности подполья висячих ростверков декорируются и защищаются забирками. Этот конструкционный элемент изготавливается из листовых материалов, цокольного сайдинга или кирпичной кладки. В отсутствие источников тепла внутри подполья утеплять отмостку и забирку не имеет смысла.

Поэтому на столбы/сваи крепятся прогоны из профильной трубы или монтируется каркас из бруска, металлического профиля. Его обшивают сайдингом или ЦСП, плоским шифером, оклеивают кафелем или гибкой черепицей. Для кирпичной кладки создается свой подстилающий слой, чтобы исключить вспучивание.

Забирка свайного фундамента

Забирка свайного фундамента

Внимание: В узлах сопряжения фальш-цоколь/отмостка бетонная стяжка по периметру здания должна примыкать к забирке, а не наоборот. Это позволит исключить разрушение облицовки фальш-цоколя при вспучивании отмостки.

Таким образом, при проектировании фундамента следует учесть конструкционные материалы стен жилища, геологию, рельеф пятна застройки. Затем нужно рассмотреть несколько вариантов конструкций, выбрать более дешевый вариант с учетом цен стройматериалов внутри региона, необходимого ресурса и имеющегося бюджета.