Виды и устройства фундаментов

Фундамент – это несущая часть здания из бетона или камня, возводимая в его основании, которая воспринимает нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по подошве.

Фундаменты, как правило, закладываются ниже глубины промерзания грунта, чтобы предотвратить их усадку и выпучивание. На непучинистых грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты(фундамент, находящийся выше уровня промерзания грунта). Такой тип фундамента подходит в основном для небольших садовых домиков, летних бань и хозяйственных построек.

Для строительства капитальных зданий и сооружений применяются ленточные сборные, сборно-монолитные и монолитные, стаканные, столбчатые, свайные и плитные фундаменты. Изготовление фундамента из бетона возможно при температуре выше 5°С., что накладывает существенные ограничения на сезонность выполнения строительных работ. Проведение работ при более низких температурах возможно с использованием технологии электропрогрева, что увеличивает затраты на строительство.

Классификация фундаментов.

По назначению:

• Несущий;
• Комбинированный (способный по мимо несущих функций выполнять еще функции сейсмической устойчивости);
• Неглубокого заложения (на естественных основаниях или грунтах);
• Специальные (экспериментальные «Качающиеся», «Плавающие»;
• Глубокого заложения.

По материалу:

• Каменный (бутовый, бутобетонный, кирпичный);
• Железобетонный (сборный, монолитный);
• Деревянный;
• Ячеисто-бетонный.

По типу конструкций:

• Столбчатый фундамент (монолитный, кирпичной или каменной кладки);
• Ленточный (сборный или монолитный, заглубленный или малозаглубленный);
• Свайный (сборный или монолитный). Сваи могут подразделяться на: забивные, буронабивные, набивные, винтовые и трубобетонные;
• Свайно-ростверковый фундамент;
• Плитный фундамент;
• Кнотинуальные фундаменты (очень объёмные, большие, чаще всего близкие к форме круга или квадрата, которые нельзя рассматривать как отдельностоящий столбчатый, плитный, ленточный или свайный фундамент. Обычно это: опоры мостов, силосов, бункеров.

Рассмотрим подробно несколько основных фундаментов по типу конструкций (столбчатый, ленточный монолитный, свайный и плитный).

Столбчатый Фундамент с ростверком. Столбчатый фундамент в настоящее время является одним из самых экономичных вариантов в строительстве и не уступает по несущим характеристикам ленточным и монолитным сборным и монолитным фундаментам.

Данный вид фундамента представляет собой железобетонные столбы, установленные по углам и на пересечении стен с шагом столбов от 1,5 до 2,5 метров. Такой фундамент представляет собой армированную подошву, заполненную бетоном и армобетонный столб, высота которого равна глубине заложения фундамента. В малоэтажном строительстве (коттеджи и дома не выше 3 этажей) основными геометрическими параметрами конструкции являются сечение 600*600мм, 1200*1200мм, 1500*1500мм, а сечение опорного столба 400*400мм,500*500мм, 600*600мм. После того как столбчатый фундамент готов его связываю ростверком для того что бы распределить все передаваемые объектом нагрузки равномерно по всей площади фундамента. Ростверк может быть нескольких вариантов: двутавр, швеллер, профиль, а так же армированный монолитный бетонный пояс.

Столбчатые фундаменты в основном применяют в следующих условиях:

• Дома или сооружения без подвалов с легкими стенами (деревянными, щитовыми, каркасными);
• Если кирпичные стены, если условии глубокого заложения ( 1,6–2,0 метра, т.е. на 20–30 см ниже глубины сезонного промерзания грунта) потому что ленточный фундамент неэкономичен;
• Если грунты в процессе эксплуатации здания обеспечивают осадку столбчатого фундамента (при равных давлениях столбов на грунт). • Если необходимо максимально исключить отрицательное воздействие на фундамент морозного пучения, т.к. столбчатые фундаменты менее подвержены этому явлению.

Маркировки элементов столбчатого фундамента:

1. Сборный железобетонный опорный столб со стержневым арматурным каркасом;
2. Сборный железобетонный опорный столб с сердечником из стальной трубы;
3. Сборный железобетонный опорный столб со стержневым арматурным каркасом и оболочкой из асбестоцементной трубы;
4. Сборный железобетонный опорный столб с сердечником из стальной трубы и оболочкой из асбестоцементной трубы;
5. Сборный опорной столбы с сердечником из стальной трубы;
6. Грунт, засыпанный после монтажа элементов фундамента.

Плюсы применения столбчатого фундамента:

• Очень экономичный в сравнениях с другими фундаментами в 1,5-2 раза. (например если основные фундаменты (ленточные) составляют 15%-25% от общих затрат на строительство, то столбчатый 15%-18%;
• Маленькие трудозатраты и расходы на материалы;
• Оказывает маленькое давление по площади грунта, усадка происходит равномерно, за счет увеличения давления на отдельно-стоящие опоры;
• Достаточно прочный при малоэтажном деревянном строительстве.

Условия, при которых не рекомендуется применять столбчатые фундаменты:

• На слабонесущих грунтах (болотистые местности, водонасыщенные глины);
• В горизонтально-подвижных грунтах, так как конструкция способна к опрокидыванию;
• Не рекомендуется возводить такие фундаменты в зоне, где резкий перепад высот (от 2 метров и более).

Ленточный монолитный фундамент (так же еще есть ленточный сборный и сборно-монолитный).

Данный вид фундамента в основном устраивают под тяжелые конструкции из камня, бетона, кирпича. Такой фундамент очень прочный и надежный, но и требует большого количества строительных материалов и трудозатрат, что способствует значительному удорожанию сооружения.

Этапы устройства ленточного монолитного фундамента:

1. Разметка котлована или траншеи на месте возведения сооружения. Разметка наносится строго в соответствии с планом возводимого объекта со всеми привязками и отметками. Разметка - это ряд геометрически расположенных линий, которые определяют границы фундамента в соответствии с чертежами;

Разбивка границ фундамента на участке

2. Копка траншеи ведется строго по разметки в соответствии с проектными чертежами. Глубина траншеи должна соответствовать глубине промерзания по климатическому району (СНиП 2.01.01-82). Копка траншеи ведется вручную или механизированным способом, если выбирается механизированный метод, то доработка грунта до основания подошвы фундамента ведется также вручную;

Копка траншеи ручным методом

3. Следующим этапом при возведении ленточного монолитного фундамента является устройство песчаной подушки. Песчаная подсыпка ведется ручным методом. На дне траншеи устраивается уплотненный песчаный слой, который тщательно проливается и уплотняется, что способствует равномерной усадки фундамента;

Песчаная подушка с уплотнением

4. После того как песчаная подушка выполнена в соответствии с технологией начинается устройство арматурного каркаса. Данная конструкция устраивается для придание фундаменту прочности восприятия изгибающему моменту на пучинистых грунтах. В мелкозаглубленных фундаментах (глубина до 50см) на песчаных грунтах, арматура не требуется, так как бетон работает на сжатия и не возникает изгибающего момента;

Устройство арматурного каркаса

5. Следующим очень важным этапом является установка щитов опалубки. В основном в монолитных фундаментах применяют щитовую сборную съемную опалубку, выполненную из композитных материалов или обрезных досок необязательно первого сорта. После того как щиты опалубки установлены отбиваю уровень фундамента, что бы бетон был строго в горизонтальной плоскости;

Съемная сборная композитная опалубка (многоиспользуемая)

Съемная опалубка из доски

6. Заключительным этапом в устройства фундамента является заливка сооружения из опалубки и арматуры бетонной смесью. Бетонную смесь укладывают в конструкцию равномерными слоями с последующим уплотнением. Уплотнение проводят глубинным вибратором или простой лопатой. Лучше покупать бетон на заводах, во избежание нарушения химических свойств бетона, что отрицательно скажется на его прочности.

После того как все пошаговые действия выполнены и фундамент набрал свою марочную прочность (28 суток), можно снимать опалубку и использовать сооружение по назначению.

Применение ленточных фундаментов:

• Для домов с бетонными, каменными и кирпичными стенами;
• Для домов с тяжелыми перекрытиями (монолитные, сборные железобетонные, металлические);
• Для домов с подвальным или цокольным этажом.

Срок службы ленточных фундаментов:

• Монолитные бетонные и бутовые на цементном растворе до 150 лет;
• Кирпичные ленты 30-50 лет;
• Сборные ленты 50-75 лет.

Плюсы ленточного монолитного фундамента:

• Очень долговечный до 150 лет;
• Достаточно простота в изготовлении;
• Дает равномерную усадку по всему периметру, что уменьшает риск трещин в кирпичных стенах;
• Универсальность в использовании под любые тяжелые конструкции;
• Получение дополнительных площадей (подвальные и цокольные этажи).

Недостатки ленточного фундамента:

• Дороговизна материалов и трудозатрат;
• Требует дополнительных мероприятий на слабых грунтах;
• Высокий уровень энергозатрат.

Фундаменты на винтовых сваях.

Такие фундаменты заслужили последнее время очень широкое применение в малоэтажном строительстве за счет простоты в изготовлении и сравнительной дешевизне. Данный вид фундамента в основном применяется для легких (деревянных) конструкций, которые не боятся трещин и изменения геометрии в стенах. Основной материал в таких фундаментах – новая стальная труба, обработанная антикоррозийной защитой. При покупке свай надо учитывать, что сваи бывают трех видов:

• Литые – наконечники для свай льют по точным, газифицируемым моделям. Такие сваи не боятся сломанных лопастей, так как они довольно прочные;
• Комбинированные – они состоят из двух частей – конуса и лопасти, и могут выдерживать большие нагрузки до 50 тонн;
• Сварные – на тело сваи с заостренным концом приваривают лопасти.

Винтовые сваи с антикоррозийной защитой

Свайный фундамент под деревянный сруб дома

Применение свайных винтовых фундаментов:

• В малоэтажном деревянном домостроении до трех этажей;
• На слабых грунтах;
• В труднодоступных местностях (при большой влажности и текучести грунтов).

Плюсы свайных винтовых фундаментов:

• Простота в изготовлении;
• Сравнительно дешевый по материалам и работам;
• Возможно возведение в любой местности без лишних работ и затрат;
• Можно монтировать на слабых грунтах;
• Высокая несущая способность (так как при закручивании свай грунт уплотняется)
• Такие фундаменты не дают усадки
• Работы по установке могут вестись в любое время года
• Возможность монтажа вблизи инженерных коммуникаций
• Очень долговечный (100 лет).

Главный недостаток – это материал из которого сделаны сваи. Металл как известно подвержен коррозии, поэтому очень важно правильно выбрать производителя, который с точностью выполняет технологический процесс по изготовлению материала.