Фундаменты

Прежде чем приступить к строительству дома (коттеджа), необходимо в первую очередь определиться с конструкцией его фундамента, так как он в значительной степени определяет прочность, надежность и долговечность строения. При этом чем правильнее выбрана, рассчитана и смонтирована конструкция, тем дольше вам будет служить здание.

Фундаментом называется конструкция подземной части здания, через которую передаются нагрузки (вес) от вышележащих конструкций (стен, перекрытий и др.), жильцов дома, оборудования и мебели на основание, т.е. на грунт.

Для того чтобы построить прочный, долговечный дом и правильно привязать проект к местности, необходим ряд показателей - рельеф поверхности, тип грунта, глубина его промерзания и насыщенность поч-венными водами, уровень грунтовых вод (УГВ). На большей части территории Беларуси грунты промерзают на значительную глубину, и зависит это не только от географических координат, но и от уровня грунтовых вод. Ведь повышенная влажность в сочетании с минусовой температурой грунта и является причиной промерзания. Превращаясь в лед, вода увеличивается в объеме приблизительно на 10 %. В результате слои почвы поднимаются в пределах глубинного промерзания, поэтому грунт «выталкивает» фундамент из земли в зимний период, а весной «затягивает» назад при таянии льда. Это происходит неравномерно по периметру фундамента и может повлечь его деформацию или появление трещин и даже разрушение. Избежать этого можно, если фундамент заложен грамотно с учетом всех особенностей основания.

Следует знать, что конструкции фундаментов зависят от характера основания (грунта). Основания зданий бывают двух видов - естественные и искусственные.

Естественное основание - грунт, залегающий под фундаментом. Имеет несущую способность, обеспечивающую устойчивость здания, в том числе и при условии допустимых по величине и равномерности нормативных осадков.

Искусственный грунт - это естественный грунт, который не обладает достаточной несущей способностью и требует упрочнения путем уменьшения его влажности и плывучести с помощью химических добавок, а также трамбования. Для загородных одно-трехэтажных домов, как правило, достаточно несущей способности естественного основания.

При скальных грунтах, которые прочны, не сжимаются, водоустойчивы и морозостойки, фундамент за-кладывается непосредственно по выровненной поверхности.

Хорошим основанием являются крупнообломочные группы с частицами размером более 2 мм (щебень, галька, гравий), если они лежат плотным слоем и не подвержены размыванию.

Песчаные грунты (частицы величиной от 0,1 до 2 мм) бывают: гравелистые, крупные, средне крупные и пылеватые. Следует знать, что чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может нести, и при достаточной мощности и равномерной плотности слоя представляет неплохое основание для здания.

Хорошей водопроницаемостью обладают крупнообломочные и песчаные грунты (кроме пылеватых с крупностью частиц от 0,5 мм), потому что они не выпучиваются при замерзании. При песчаных и крупнообломочных грунтах фундаменты можно закладывать на небольшую глубину (не менее 0,5 м от поверхности спланированной под строительство дома земли). Необходимо знать, что уровень стояния грунтовых вод летом и весной значительно повышается, а зимой понижается.

Глинистые грунты в основном состоят из песка и глины. Они содержат очень мелкие частицы (меньше 0,005 мм), которые имеют чешуйчатую форму и тонкие многочисленные капилляры, которые легко всасывают воду. В большинстве случаев происходит увеличение их объема - пученье.

Для использования в качестве естественного основания не пригодны пылевато-песчаные грунты (плывуны) с примесью очень мелких глинистых частиц. Они имеют большую подвижность и очень низкую несущую способность.

Как правило, для двух-трехэтажного коттеджа строительство нулевого цикла в сочетании с подвалом или цокольным этажом составляет до 30 % стоимости каркаса всей постройки. Правда, фундамент может обойтись дороже, если коттедж примыкает к крутому склону или находится в болотистой местности. В любом случае конструкция фундамента всегда уникальна. И не следует пытаться удешевить строительство фундамента.

Необходима компетентность и тщательность проведения инженерно-гео логических изысканий, в процессе которых исследуются свойства грунтов на площадке предполагаемого строительства. Обычно отбор грунта осуществляется с помощью ручного зонда в шурфах глубиной до 5 м для малоэтажного деревянного дома и до 7-10 м - для кирпичного или каменного. При этом требуется не менее четырех шурфов (желательно по углам будущего строения).

Виды фундаментов
и их возведение

По конструктивной схеме фундаменты бывают ленточные, столбчатые, сплошные, свайные.

По методу возведения фундаменты подразделяются на индустриальные (сборные) и неиндустриальные (изготавливаемые непосредственно на стройплощадке).

При возведении фундаментов до начала рытья траншей и ям под фундаменты следует снять верхний растительный слой грунта (150-250 мм) по всей площади, включая отмостку. Это необходимо для того, чтобы в подполе не произошло загнивания растений и деревянных конструкций, а также просадки грунта.

В зависимости от свойств грунта, уровня стояния грунтовых вод и глубины промерзания земли устанавливают размеры и глубину траншей и ям. Для каждой географической местности существует нормативная глубина промерзания грунта. Для Минска она составляет 100 см. Для конкретного района глубину промерзания следует уточнить в местной проектной или строительной организации. Обычно при требуемой глубине траншеи до 1 м и ширине до 0,6 м стенки делают вертикальными, глубиной более 1 м, с небольшим расширением кверху. Если грунт сыпучий, необходимо установить временную опалубку из досок, щитов, которые вынимают после окончания работ.

Ленточные фундаменты чаще всего применяются в строительстве. Их используют при возведении домов любого типа, в том числе с тяжелыми стенами, цокольными этажами и подвалами. Ленточные фундаменты под стены коттеджа обычно представляют собой вертикальный прямоугольник (в поперечном сечении). Его верхняя часть, выступающая (учитывая уклон участка) примерно на 100 мм над отметками прилегающей земли, должна быть шире толщины стены и зависит от конструктивного решения дома.

Ленточные фундаменты бывают как монолитными, так и из фундаментных блоков. При выборе материала для ленточного фундамента следует учитывать пученье грунта. При среднем, сильном и чрезмерном пучении ленточный фундамент должен представлять собой единую раму, образованную жесткой системой пересекающихся лент.

Считается, что дешевле подвести монолитные, а не сборные фундаменты. Только они должны быть не тоньше 0,3 м, а опалубку лучше изготовить из струганой доски и водостойкой фанеры (толщиной 20 мм). Это позволит избежать последующего выравнивания поверхностей штукатуркой или затиркой.

Столбчатые фундаменты целесообразно сооружать при плотных грунтах и большой глубине заложения для коттеджей с легкими стенами. Это менее трудоемко и гораздо экономичнее. Более индустриальными и ускоряющими строительство являются бетонные и железобетонные столбы (колонны) заводского изготовления. Их ставят через 1,5-3,5 м и обязательно в местах наибольшей нагрузки: углы дома, места пересечения стен и т.д.

Столбчатые фундаменты делают с некоторым расширением, укладывая под них бетонную, железобетонную или песчаную подушку толщиной 100-300 мм. Столбы поверху соединяют железобетонными фундаментными балками или другими перемычками, на которых и возводят цоколь, стены. Если фундаментные столбы возводят из мелкоштучных элементов (кирпич, бут), то их армируют по высоте через каждые 250-400 мм шестимилли метровой проволокой или арматурной сеткой. При этом желательно устраивать и вертикальное армирование.

Сборные фундаменты из железобетонных столбов (колонн 300 х 300 мм и более) устанавливаются в железобетонные подушки стаканного типа, которые укладывают на слой песка (100-150 мм).

Чтобы уменьшить объем земляных работ, снизить расход материалов, устранить необходимость подготовки основания и водопонижения, на участке устраивают свайные фундаменты. Сваи бывают: деревянные, железобетонные, стальные и комбинированные. В зависимости от характера работы в грунте различают: сваи-стойки (опираются на прочный грунт); висячие сваи (не достают до грунта). По методу изготовления и погружения в грунт сваи подразделяют на забивные (забивают в грунт в готовом виде) и набивные (изготавливают непосредственно в грунте, в пробуренных каналах). Поверху сваи (по выровненным оголовкам) связывают между собой железобетонным монолитным или сборным ростверком высотой не менее 150 мм и шириной, равной толщине стен (но не менее 300 мм).

Рассмотренные конструкции фундаментов возводятся как при строительстве зданий без подвалов, так и домов с подвалами и цокольными этажами. В связи с тем что пол в подвале находится (в большинстве случаев) ниже глубины промерзания грунтов, под стены подвальных помещений укладывается ленточный фундамент, подошва которого лишь конструктивно располагается немного ниже отметки пола.

Фундаментные блоки и блоки стен подвала формируются из бетона марки 100 или 200. Обычно толщина и высота блоков 400, 500, 600 мм. Длина - от 900 до 2400 мм.

Материалы, применяемые
для фундаментов

Чаще всего для строительства фундамента используют бетон. Это сложный материал, который получается вследствие формования и твердения определенным образом подобранной бетонной смеси, которая обеспечивает самому бетону все необходимые характеристики: прочность, водонепроницаемость, морозостой кость и др. Обычно бетонная смесь состоит из вяжущего вещества (цемента), воды, заполнителей и специальных добавок.

Марка цемента, применяемого для изготовления бетона, зависит от проектной марки бетона по прочности на сжатие. В качестве мелкого заполнителя используют песок, который необходимо очистить от примесей путем просеивания. В качестве крупного заполнителя для бетона используют гравий, щебень, с размером зерен 5-70 мм. Если бетон предназначен для довольно массивных конструкций, величина зерен щебня может достигать и 150 мм.

Вода, применяемая для замешивания бетонной смеси и поливки бетона, должна быть очищена от вредных примесей, которые могут снизить схватывание и твердение вяжущей добавки.

Обычно для того чтобы приготовить бетонную смесь самостоятельно, рекомендуются следующие материалы и их пропорции: цемент - 1 часть, песок - 2 части, щебень - 2 части, вода - 0,7 части. При этом бетонная смесь не должна быть слишком подвижной.

Для монолитных фундаментов малоэтажных сооружений подходит тяжелый бетон (классы В15-В30). При этом следует учитывать, что максимальный размер зерен крупного заполнителя в смеси не должен превышать 3/4 от защитного слоя бетона.

1 - бетонный фундамент; 2 - обмазка горячим битумом; 3 - обратная засыпка грунтом; 4 - подушка из крупнозер нистого песка; 5 - опорная подушка из уплотненного песка.

Рекомендации по возведению фундаментов

Работы нулевого цикла принято проводить в весенне-летний период. При минусовых температурах заливку фундамента нужно вести непрерывно, с использованием специальных марок бетона, утепления опалубки и электропрогрева залитого бетона до момента схватывания.

В договоре с проектной организацией необходимо прописать ее ответственность за возможные дополнительные расходы, связанные с устранением обнаруженных в процессе строительства неточностей и недоработок в проекте.

Для снижения осадки подошвы фундамента и гарантии ее более плотного прилегания к грунту при рытье траншеи под фундамент экскаватором лучше сделать глубину меньше требуемой, а затем зачистить и выровнять дно лопатой.

Коробку коттеджа следует смонтировать в тот же год, что и нулевой цикл, так как ненагруженный фундамент будет выталкиваться зимой грунтом более интенсивно, чем нагруженный.