Проектирование и устройство фундаментов – начальная стадия создания правильного основания дома

Несоответствующий характеристикам фундамент – главная и роковая ошибка в строительстве частных домов. Особое её коварство в том, что она часто не проявляется в начальном этапе. Дом продолжают возводить, хотя строить дальше уже не имеет смысла...

Ведь фундамент, это основание здания. От его прочности и надёжности зависит долговечность всей постройки. Он должен выдерживать вес дома, дополнительные нагрузки от жильцов, обстановки, осадков. Лишь правильное проектирование фундаментов исключает возможность оседания, перекоса, и как следствие – растрескивания стен.

Статья даст представление о видах фундаментов, оптимальном выборе под конкретные условия, и сделает посыл к удачному проекту фундамента под дом, а далее, строительству надёжного основания без лишних затрат.

Факторы, влияющие на проектирование фундамента

Всё дело в том, что важно не только правильно построить фундамент. До этого необходимо грамотно «придумать» – как это сделать, чтоб гарантированно получить отличный результат. Этим занимаются проектировщики, рассмотрим общие правила их работы, последовательность проектирования фундамента зданий.

Хотя устройство фундамента один из первых этапов строительства, но проектирование дома не может начаться сразу именно с него. Почему? Просто ещё до составления проектной документации необходимо подготовится:

• Определить назначение здания. Ведь требования к фундаменту, скажем, дачного домика, посещаемого в летний сезон – существенно отличаются от коттеджа для постоянного проживания.
• Просчитать общую площадь. Следовательно, учесть его хозяйственную часть, число жилых помещений – зависит от количества проживающих, постоянных гостей и ожидаемого пополнения. В итоге продумать количество этажей.
• Учесть занятость проживающих – профессию, увлечения, хобби. Это определит наличие кабинетов, мастерских, студий, спортзала. Либо спрогнозировать их появление, для понимания возможного повышения нагрузки на фундамент.
• Выбрать материалы строительства. Из чего будет возводиться дом: его стены, перекрытия, крыша, пристройки на общем с домом фундаменте. Это определит общий вес всей конструкции.
• Проверить наличие и близость внешних сетей и коммуникаций. По итогам определиться с вводом электричества, водопровода и канализации – для них в фундаменте потребуются «закладные», отоплением – возможно потребуется основание под печь.
• Учесть особенности грунта. Здесь важно знать состав почвы под домом и ближайшей прилегающей территории, наличие и глубину грунтовых вод. От достоверности и правильного применения этой информации зависит тип фундамента, его прочность и долговечность.

Это лишь то, что непосредственно касается самого дома. Дополнительно качество проектирования существенно улучшит информация об участке под строительство, размещению на нём вспомогательных построек.

Плюсы индивидуально проектирования

Когда речь идёт о фундаментах, сразу нужно оговориться – что в типовых проектах участок не учитывается. Так как предугадать его особенности в принципе невозможно. Конечно, разработка достоверна, но для конкретного типа грунтов – на участке для которого создавался проект. Применение её к другим территориям в какой-то степени абстрактно – желательно полное совпадение состава грунта, что в действительности бывает редко.

Именно поэтому желательны консультации специалистов, геологоразведка, индивидуальный расчёт основания, либо проверка правильности параметров фундамента для постройки дома на участке. Потратившись изначально, в дальнейшем можно сэкономить. Более того – уберечься от ошибок.

Итак, что даёт информация о предстоящем появлении гаража, бани, и о прочих строениях в пределах участка. Как она влияет на фундамент основного дома, какие предоставит возможности:

• Сразу и правильно спроектировать дренаж воды (с учётом доп. построек, исключая возможные переделки под них). О важен не только на период строительства, но и для дальнейшей сохранности фундамента.
• Рационально спланировать земляные работы по устранению или частичной компенсации неровностей участка (отсыпку ландшафта выбранным грунтом). С учётом организации площадок под надворные постройки.

После сбора всех данных, определившись с архитектурой дома, приступают к его проектированию: составляют планы, схемы и чертежи. Даются описания используемых материалов и хода работ. Делаются конкретные расчёты – для фундамента первостепенную важность имеют: масса конструкций, эксплуатационный вес, снеговое давление, состояние грунта под домом.

В целом приходится изучить большой объём информации, но это оправдано. В дальнейшем, проектная документация позволит вести строительные работы с наименьшими затратами сил, средств и времени.

Грунт под фундаментом

Важно понимать, что именно грунт лежит в основании постройки, воспринимает нагрузки от веса дома. Понятно, что в каждой местности он индивидуален: разный состав, рельеф, глубина промерзания, насыщенность влагой.

Поэтому, лишь достоверная информация о геологии участка гарантирует правильный выбор подходящих типов фундаментов. В большинстве случаев достаточно опыта соседей и выборки грунта под основание дома минимум из четырёх шурфов на территории застройки – по углам будущего дома:

• Для деревянного – глубиной до 5 м.
• Для каменного – от 7 до 10 м.

Причём это актуально не только в проектировании свайного фундамента, но и для проектирования фундамента и основания любого типа. Кроме состава грунта, важно знать влияние на его влаги от дождей и таяния снега. Чтобы обезопасить здание, высокий уровень грунтовых вод понижают дренажной системой.

Несущая способность грунтов

Характеристики, влияющие на пригодность грунта в качестве основания под фундамент (связанность, пластичность, и т. д.), зависят не только от его структуры, но и от влажности. Следуя от сухого грунта к чуть более увлажнённому – связанность увеличивается, однако с дальнейшим повышением влаги – снижается, при полном насыщении грунта водой – он расплывётся. Создавая проект фундамента для дома, это необходимо учитывать. Ведь грунт, пригодный для естественного основания под здание, должен быть:

• достаточно прочным;
• сжиматься незначительно и равномерно;
• не размываться.

Его необходимая прочность – соотношение: вес дома, действующий на 1 м² площади основания и допустимое давление на 1 м² грунта. Поэтому, площадь «подошвы» фундамента планируется с тем расчётом, чтобы нагрузка не превышала критическое сопротивление грунта. Это особенно важно для проектов свайных фундаментов, ведь их «подошва» сравнительно невелика – всего лишь совокупная площадь оснований свай.

Таблица: расчетное сопротивление грунтов.

Грунт	Расчётное сопротивление грунтов кг/м²
	Плотных	Средней плотности
Пески гравелистые и крупные, независимо от их влажности	4,5	3,5
Пески средней крупности, независимо от их влажности	3,5	2,5
Пески мелкие: Маловлажные Очень влажные и насыщенные водой	3,0 2,0	2,0 2,5
Пески влажные Маловлажные Очень влажные насыщенные водой	2,5 2,0 1,5	2,0 1,5 1,0
Глины твёрдые Глины твёрдые и пластичные	6,0 3,0	3,0 1,0
Крупнообломочные, щебень, галька, гравий	6,0	5,0

Задача фундамента – распределить нагрузки на грунт максимально равномерно, чтобы и давление, и осадка всего дома, особенно отдельных его фрагментов (так и возникают трещины и перекосы) – не выходили за безопасные пределы.

Строение, состав и свойства, делят грунты на группы: скальные, конгломераты (это надёжные основания для фундаментов), и рыхлые – наиболее проблемные, это пески и глины. Их принципиальные различия:

• Высыхая, пески не уменьшаются в объеме, связанность частиц ничтожна.
• Намокая, глины увеличивают объем, влажность придаёт значительную связанность.

Практика показывает, что глиняные грунты (особенно с прослойками песка) легко разжижаются – их несущая способность невелика. Однако, слежавшаяся и уплотнившаяся за много лет глина может служить хорошим основанием для дома, это подтверждает большое количество удачно спроектированных свайных фундаментов. Но приходится считаться с её важной особенностью.

Морозное пучение грунтов и его влияние на фундамент

Проблема в том, что из-за капиллярного эффекта, характерного глиняным грунтам, в природе они почти всегда влажные. Но опасны они не просто влажностью, а её неравномерной концентрацией. Ущерб фундаменту наносится при замерзании грунта – он примерзает к фундаменту, вспучивается, приподнимая его вместе с собой. Причем из-за неравномерной влажности грунта, на отдельные участки фундамента вспучивание действует с разной силой – где-то больше, где-то меньше, что провоцирует разрушения. Это необходимо учитывать, ещё создавая проект фундамента под дом.

Пренебрежение этим свойством грунтов приводит к аварийному состоянию, а иногда и к разрушению зданий. Что неудивительно, ведь у одного явления проявляются два вида прилагаемых к фундаменту сил:

• Вертикальные, когда грунт действует снизу на его подошву, при недостаточной глубине заложения.
• Касательные, когда примёрзший по бокам грунт поднимает фундамент, провоцируя его расслаивание.

Причём силы эти значительны – достигают 5-7 тонн на боковой поверхности. Поэтому, бытующее мнение, что сравнительно лёгким домам можно строить менее «серьёзный» фундамент – ошибочно. Тяжёлым зданиям силы морозного пучения как раз менее опасны. Когда вес дома компенсирует «подъёмную» силу замороженного грунта – фундамент не поднимается.

Последствия вспучивания грунта усугубляются тем, что под самим домом грунт не промерзает, и внутренних фрагментов фундамента эти силы не касаются. Хотя в это же время в полной мере действуют на наружные (причём тоже неравномерно, благодаря разнице влажности грунта, южной либо северной стороне дома). Это влечёт перекосы, деформации, разрушения конструкций.

В итоге, для простоты подачи информации – грунты условно классифицируются как пучинистые и непучинистые.

Планирование разных типов фундамента

По результатам расчётов основных параметров дома, на основании исследования состава почвы и данных о грунтовых водах – делаются выводы о возможности строительства капитального строения на участке. Под эти конкретные условия и задачи выбирается один из основных типов фундаментов:

• ленточный;
• свайный;
• плита.

Все остальные разновидности фундаментов, что встречаются в описаниях – либо модификации, либо производные от них. При этом в строительстве домов для постоянного проживания используются далеко не все.

Внимание: тип фундамента не для дома

Как это понимать? Простой пример – в перечислениях часто фигурирует столбчатый фундамент. Причём позиционируется как самодостаточный для строительства домов, однако:

• Основная идея прозрачна – это «жёсткая» экономия.
• Материалы и способы его устройства разнообразны: бетон, кирпич – в дело пускается всё.
• Принцип его устройства: незначительно заглубленные столбы по периметру постройки, либо сосредоточенные «кустами».
• Поверх столбов укладывается так называемая обвязка. Она же – нижний венец сруба, либо внешний периметр перекрытия каркасного дома.

Но само понятие «столб» подразумевает, что надземная часть опоры больше подземной. Вся эта конструкция отдалённо похожа на свайно-ростверковый фундамент, который сам по себе – отличный вариант для жилого дома. Но столбчатый фундамент, упрощён до такой степени, что его прямое назначение – хозяйственные постройки. Даже с оглядкой на экономию, для строительства жилого дома планировать его не желательно, более разумно рассмотреть вариант проектирования свайного фундамента.

Ленточный фундамент – популярная классика

Это непрерывная, углубленная в грунт стена под несущими стенами. По завершению обратной засыпки, её надземная часть похожа на ленту – отсюда и название. Фундамент завоевал успех благодаря своей надёжности, практичности и основательности. Оправдывает себя в домах с отапливаемым подвалом. Мелкозаглубленный вариант, хорош приемлемыми затратами на возведение.

Ленточный фундамент закладывается на сухих, непучинистых грунтах, либо для компенсации действующих на него сил морозного пучения устраивается влагоотведение. При этом он отсыпается гравием, либо песком. Может строится тремя разными методами:

• Монолитный – популярен в индивидуальном строительстве возможностью строительства без использования спецтехники. Алгоритм строительства: копка траншеи, устройство опалубки, вязка арматуры, укладка бетона.
• Железобетонный сборный – заводские железобетонные блоки (блок-подушки и стеновые), согласно плану ленточного фундамента, укладываются подъёмным краном.
• Условно монолитный. Используется нестандартный материал – бутобетон. Готовые проекты для него вряд ли найдутся – технологии старинные. А современные специалисты скорее всего откажутся работать над проектом ленточного фундамента такого типа. Хотя он иногда практикуется в частном домостроении, «под свою ответственность». Но – тип фундамента «не для жилого дома».

Самый беспроигрышный вариант – ленточный фундамент, заложенный ниже глубины промерзания грунта. Наиболее бюджетный – мелкозаглубленный вариант фундамента. Заблаговременное проектирование ленточных фундаментов оптимизирует расходы в первом случае, и гарантирует надёжность во втором.

Свайный фундамент: способ экономно компенсировать неровности рельефа.

В зависимости от назначения фундамента, сваи в нём располагаются определённым образом:

• Под ленту – так закладывается свайно-ростверковый фундамент для стен с распределёнными по всей длине нагрузками. Расположение свай может быть в один и более рядов.
• Кустами – когда сваи сконцентрированы удалёнными друг от друга группами.
• Сплошным свайным полем – для тяжёлых, сравнительно негабаритных зданий. С распределёнными по всей площади нагрузками. Поверх устраивается железобетонное перекрытие: сборное, либо монолитная плита.

Свайные фундаменты возводятся на суглинках, местностях с высоким уровнем грунтовых вод, сырых и заболоченных участках. Адаптивны к уклонам рельефа.

Способы устройства определили несколько основных типов свай:

• Железобетонные, погружаемые в грунт спецтехникой.
• Деревянные – не удивляйтесь, их описание тоже есть в сп проектирования свайных фундаментов.
• Железобетонные сваи-оболочки.
• Буронабивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте на месте.
• Буроопускные – готовые железобетонные, погружаемые в заранее пробуренные скважины.
• Винтовые, со стальным или железобетонным стволом. Причём проекты фундамента с винтовыми сваями особенно востребованы для каркасных домов.

В частном домостроении широко распространены буронабивные и винтовые сваи со стальным стволом. Неудивительно, что в основном под эти виды опор и проектируются свайные фундаменты. Они характерны сравнительной простотой исполнения, возможностью монтажа без использования спецтехники.

Плитный фундамент – оптимален на «слабых» и «неоднородных» грунтах

Монолитная плита под всей площадью дома, толщиной от 0.2 до 0.4 м. Закладывается на поверхности, либо частично заглубляется в грунт. Что влечёт ограничение по рельефу – участок должен быть без значимых уклонов.

Большая площадь опоры плиты снижает давление на грунт, поэтому плитный фундамент не требователен к геологии. Он успешно эксплуатируется на большинстве проблемных видов грунтов: слабонесущих, пучинистых, горизонтально-подвижных, с высоким уровнем грунтовых вод и вечномёрзлых. На чрезмерно пучиныстых грунтах под плиту готовятся подушки из непучинистых материалов.

Кроме того, его устройство влечёт дополнительные выгоды:

• Сравнительно легко строится – несложная разметка и устройство опалубки, просто армируется и бетонируется.
• При этом достигается высокая прочность – металлоёмкая конструкция бетонируется одним заливом.
• Возможно заблаговременное устройство коммуникаций, контуров тёплого пола. По окончанию – поверхность плиты уже готова под монтаж чистовых полов.
• Во время эксплуатации надёжно изолирует здание от воды, исключат теплопотери в грунт.

Но при всех преимуществах, монолитная плита – довольно материалоёмкая конструкция. Стали и бетона потребуется много. Поэтому не стоит строить «на удачу», в проекте фундамента для дома их расход будет заранее просчитан и оптимизирован.

Какой фундамент для дома обойдется дешевле

Для адекватной оценки нужно рассматривать несколько совокупных факторов: стоимость постройки, цена эксплуатации и обслуживания, долговечность. Для изначально правильного баланса между ними и создаётся проект фундамента – чтоб получить наилучший результат при оптимальных затратах.

Только надёжный и долговечный фундамент обойдётся дешевле всего, ведь не секрет, что именно переделки «съедают львиную долю» бюджета.