Как правильно выбрать фундамент

Главная задача фундамента — передача нагрузки от сооружения на основание. Чтобы справиться с этой задачей, фундамент должен оптимальным образом подходить как для дома, который на нем предполагается строить, так и для грунтовых условий в месте строительства.

Таким образом, прежде чем приступать к выбору фундамента, надо произвести исследование почв на строительной площадке, которое даст представление о типе и несущей способности грунтов и об уровне грунтовых вод. От грунтовых условий зависит не только правильный выбор фундамента: они могут повлиять на выбор типа и конструкции дома, а также оптимального пятна застройки.

Вторая необходимая составляющая при выборе фундамента — это проект дома. Он даст возможность рассчитать совокупную нагрузку, которую строение будет оказывать на фундамент. Чтобы спать спокойно, запас по несущей способности фундамента должен превышать расчетный вес дома в разы, его должно оказаться достаточно для любых непредвиденных событий, начиная от брака в работе строителей, некачественных материалов и природных катаклизмов, заканчивая возможностью в будущем, например, надстроить еще один этаж.

Какому дому какой фундамент?

Для легких каркасных и деревянных хозяйственных построек оптимальным вариантом могут стать винтовые сваи малого (89 мм) диаметра.

Хорошим вариантом фундамента для небольших каркасных или деревянных домов, а также бань будут буронабивные сваи или сваи ТИСЭ. Фундамент из винтовых свай средних (108 мм) диаметров обойдется примерно в ту же сумму, но может быть построен заметно быстрее. Возможным вариантом является и мелкозаглубленный ленточный фундамент.

Для каменных, а также больших деревянных или каркасных домов на первое место выходят монолитные ленточные и плитные фундаменты. Они имеют высокую несущую способность и, благодаря своей монолитности, повышенную стабильность, что имеет особое значение для каменных домов.

Подходят для таких домов и свайно-ростверковые фундаменты, в качестве свай для которых могут использоваться как винтовые сваи больших (133 мм и более) диаметров, так и буронабивные сваи и сваи ТИСЭ.

Если каменный дом действительно большой и тяжелый, наилучшим вариантом фундамента для него будет заглубленный ленточный. Альтернативой может стать свайный фундамент с отлитым по оголовкам свай бетонным ростверком. Сваями для такого фундамента могут служить буронабивные или забивные железобетонные сваи.

Виды фундаментов

В загородном домостроении применяется три основных типа фундаментов: свайные, ленточные и плитные. Каждый из них, в свою очередь, имеет ряд разновидностей, а также может быть комбинированным с фундаментом другого типа.

Свайные фундаменты

Среди всех типов фундаментов свайные фундаменты отличаются относительной простотой, высокой скоростью строительства, универсальностью с точки зрения грунтовых условий. Главное же их достоинство — относительно низкая цена.

При одинаковой несущей способности свайный фундамент построить проще, быстрее и дешевле, чем любой другой. Важный плюс свайных фундаментов — меньшие риски, связанные с неравномерной просадкой фундамента, которая в случае с мелкозаглубленными фундаментами обусловлена их опорой на поверхностные грунты с часто малой или неоднородной несущей способностью. В отличие от них, свайные фундаменты опираются на более глубоко залегающие слои, имеющие стабильно высокие физико-механические качества. Еще одно отличие свайных фундаментов состоит в том, что каждая свая устанавливается отдельно, погружаясь до слоя грунта, несущая способность которого соответствует допустимым осадкам дома. Вследствие этого все сваи имеют схожую несущую способность, хотя и достигли ее на разной глубине. Эта особенность свайных фундаментов дает им безусловное преимущество, поскольку позволяет строить дома большой площади на неоднородных и просадочных грунтах. Важно, что сваи всегда погружаются ниже нормативной глубины промерзания, что делает их нечувствительными к силам морозного пучения, причиняющим множество проблем мелкозаглубленным фундаментам.

Применяемые в загородном строительстве свайные фундаменты, в зависимости от используемых в них свай, делятся на несколько видов: винтовые, забивные и буронабивные сваи.

Фундаменты на винтовых сваях

Винтовые сваи представляют собой полую стальную трубу с винтовой лопастью и конусным наконечником. Благодаря винтовой лопасти свая завинчивается в грунт, как саморез в дерево. Лопасть может быть как литой, так и сваренной из толстой листовой стали. Поверхность сваи покрывается защитными составами, препятствующими коррозии металла.

Монтируются винтовые сваи как вручную, так и с помощью специальной завинчивающей машины. Вручную монтируются в основном сваи малых диаметров (до 133 мм). Важно, что свая должна не только погрузиться ниже глубины промерзания, но и быть закрученной с определенным усилием. Величина усилия, необходимого для закручивания, напрямую зависит от плотности слоя, через который проходит винтовая лопасть сваи. В свою очередь, от плотности слоя грунта, в котором будет завершено вращение винтовой лопасти, зависит несущая способность сваи. Оптимально, когда величина усилия, прилагаемого для завинчивания, контролируется не на глазок и не по степени деформации отверстия, в которое вставлен рычаг, а инструментально. При отсутствии инструментального контроля последние сваи в фундаменте могут быть завинчены с меньшим усилием, чем первые, просто потому, что люди устанут. Если оказывается, что длины сваи не хватило и она продолжает завинчиваться, не достигая требуемого усилия при закручивании, к стволу сваи приваривается удлинитель, после чего ее завинчивание продолжается.

При механизированном завинчивании вероятность недокрученности свай сводится к минимуму, поскольку машина не устает. Механизированное завинчивание осуществляется значительно быстрее, так как нет необходимости выкапывать для каждой сваи приямок, поскольку выносная стрела завинчивающей установки может просто прижать сваю к земле, не позволяя ей прокручиваться при вращении.

После того как все сваи будут завинчены, выступающие над землей стволы свай подрезаются на одном уровне, а внутренняя полость бетонируется.

Среди винтовых свай для строительства фундаментов домов самыми востребованными являются сваи с диаметром ствола 108 мм (диаметр винтовой лопасти 300 мм), расчетная несущая способность которых составляет около 5 тонн. Практические испытания показывают, что правильно завинченная 108-я свая выдерживает до 10 тонн. Сама свая не разрушится и при большей нагрузке, а вот несущий слой грунта, на который она опирается, уже не выдержит и начнет просаживаться.

Фундаменты на забивных сваях

Значительно меньшую долю на рынке загородного домостроения занимают железобетонные забивные сваи. Забивные сваи представляют собой железобетонные столбы квадратного или круглого сечения с заостренными концами. Сечения свай колеблются от 300 до 400 мм, а длина составляет 3—6 метров. Для забивания таких свай используются специальные сваебойные машины. Железобетонные забивные сваи позволяют строить фундаменты с очень высокой несущей способностью. В зависимости от грунтов, несущая способность каждой забивной сваи составляет несколько десятков тонн.

Буронабивные сваи

В отличие от винтовых и забивных свай, которые изготавливаются на специализированных производствах, буронабивные сваи делаются прямо на стройплощадке. Суть технологии изготовления сваи сводится к бурению в грунте скважины, в которую опускается металлический арматурный каркас и заливается бетон. Фундамент на буронабивных сваях представляет интерес в первую очередь тем, что может быть построен своими силами, а также тем, что позволяет подводить такие сваи под уже существующие фундаменты для их усиления. Различают несколько основных типов буронабивных свай, используемых в загородном домостроении: буронабивные сваи с обсадной трубой, буронабивные сваи без обсадной трубы и сваи ТИСЭ.

Буронабивные сваи с обсадной трубой используются при высоком уровне грунтовых вод, а также в грунтах с низкой структурной прочностью. Обсадная труба не дает стенкам скважины обрушиться и снижает объем грунтовых вод, поступающих в скважину. В случае обводнения скважины бетон подается по трубе в самый ее низ и, будучи более тяжелым, вытесняет воду из скважины. Если стенки скважины не обсыпаются, а грунтовые воды ее не заполняют, то можно обойтись без обсадной трубы и заливать бетон прямо в скважину. Единственный нюанс заключается в формировании части сваи, выступающей над землей: для ее формирования потребуется временная опалубка.

Сваи ТИСЭ (Технология Индивидуального Строительства и Экология) отличаются расширенным основанием. Для бурения скважин под сваи ТИСЭ используется специальный бур с откидным плужком. Бурение скважины происходит в два этапа. Сначала бурится скважина ниже глубины промерзания, до несущего слоя, затем у бура откидывается плужок, который в несколько раз расширяет диаметр нижней части скважины. Далее процесс изготовления сваи не отличается от других типов буронабивных свай. Расширение в нижней части сваи позволяет увеличить несущую способность сваи без значительного увеличения объема затраченного бетона.

Ленточные фундаменты

Ленточный фундамент представляет собой железобетонную конструкцию, проходящую под всеми несущими стенами здания. Строительство ленточного фундамента подразумевает рытье траншеи или котлована, укладку песчано-гравийной подушки, установку опалубки, вязку арматурного каркаса и заполнение опалубки бетоном. Бетон в опалубке обрабатывается вибратором, а поверхность выравнивается. В случае, если предполагается утепление фундамента пенополистиролом, опалубка делается шире, и в нее закладываются листы ЭППС или ПСБ-35. Широкое применение для строительства ленточных фундаментов находит и несъемная опалубка (в том числе и утепленная).

Ленточные фундаменты подразделяются на заглубленные и мелкозаглубленные. Выбор глубины заложения фундамента зависит от несущей способности грунта в месте строительства и веса дома.

Заглубленный ленточный фундамент

Заглубленный ленточный фундамент опирается на плотные слои грунта, расположенные ниже глубины промерзания (нормативная глубина промерзания в Ленинградской области 120 см), что позволяет такому фундаменту выдерживать вес самых тяжелых домов. Заглубленный ленточный фундамент является самым дорогим вариантом фундамента. Высокая стоимость обусловлена в первую очередь большим объемом строительных работ, многие из которых не требуются при строительстве фундаментов других типов. Это, например, касается необходимости отведения грунтовых и дождевых вод, чтобы они не скапливались в котловане или в траншее.

Вода вредит заглубленному ленточному фундаменту не только на стадии его строительства, но и в процессе эксплуатации. В частности, для предотвращения попадания воды в подвал или в цокольный этаж необходима надежная гидроизоляция фундамента, что при высоком уровне грунтовых вод обходится очень дорого.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Для относительно легких домов может подойти мелкозаглубленный ленточный фундамент, подошва которого заглублена на глубину около полуметра. Вследствие этого фундамент получается плавающим, то есть ведет себя практически так же, как и монолитная плита: в случае наличия под фундаментом пучинистого грунта он будет подниматься при замерзании и опускаться при оттаивании. Несмотря на эту особенность, при правильном расчете и изготовлении фундамента существенных проблем это не вызывает. Во-первых, подошва фундамента находится на глубине 30—50 см, а под ней уложена гравийно-песчаная подушка, и на практике грунт под жилым домом так глубоко не промерзает. Во-вторых, при правильном проектировании жесткости железобетонной конструкции фундамента оказывается достаточно, чтобы уверено противостоять силам морозного пучения.

Полноценного подвала, не говоря уже о цокольном этаже, при мелкозаглубленном ленточном фундаменте сделать не получится. Зато часто делают мелкозаглубленный ленточный фундамент с обратной засыпкой цокольной части и отливкой по ней железобетонной плиты, служащей полом первого этажа.

Плитные фундаменты

Монолитная железобетонная плита располагается под всей площадью строения, что придает ему большую устойчивость. Монолитная плита строится на тщательно утрамбованной и выровненной песчано-гравийной подушке, на которую укладывается слой гидроизоляции, препятствующий потере бетоном влаги в процессе твердения. По периметру фундамента выставляется опалубка, после чего вяжется пространственный арматурный каркас. Высота опалубки и сечение арматуры выбираются исходя из габаритов фундамента и веса дома. Далее вся площадь фундамента заливается бетоном, который обрабатывается вибратором, а верхний слой выравнивается до образования единой плоскости. К неоспоримым достоинствам монолитной плиты относится высокая несущая способность, а также возможность использования поверхности фундамента в качестве основы для пола первого или цокольного этажа.

Иногда монолитную плиту делают заглубленной, для того чтобы была возможность строительства цокольного этажа.

Утепленная плита

Одним из популярных вариантов плитного фундамента является утепленная монолитная плита, которую также часто именуют «шведской» или УШП (утепленная шведская плита). Отличие этого варианта заключается в том, что между железобетонной плитой и песчано-гравийной подушкой, на которой она лежит, делается теплоизоляционная прослойка из ЭППС или ПСБ-35. Слоем пенополистирола утепляют и внешний периметр фундаментной плиты. Такой вариант утепления позволяет значительно уменьшить теплопотери дома через фундамент, снизить вероятность его промерзания и дает дому массивный теплоаккумулятор.

Комбинированные фундаменты

Монолитные фундаменты могут быть не только ленточными или плитными, но и комбинированными, то есть сочетать в себе признаки сразу нескольких типов фундаментов. Так, фундамент «ребристая плита» является комбинацией плитного и ленточного фундаментов. Это позволяет сделать плитную часть фундамента тоньше, достигнув той же жесткости за счет ребер, расположенных под несущими стенами и по периметру дома. Плитный и ленточный фундаменты могут также комбинироваться и со свайным. То есть плита небольшой толщины или лента небольшого сечения опираются не на грунт, а на оголовки свай.

Заключение

Любой, казалось бы, самый оптимальный выбор, сделанный эмпирическим путем, требует обязательной проверки профессиональным расчетом. Ведь если вы недооцените вес дома, например, забыв посчитать снеговую нагрузку, или сделаете вывод о несущей способности грунтов не по результатам исследований в месте строительства, а на основании соседского фундамента, то в перспективе рискуете целостностью как фундамента, так и всего дома. Помните, с фундамента строительство дома только начинается, и от его правильного выбора зависит, насколько надежным и долговечным будет ваш дом.