Фундамент будинку. Вибір типу фундаменту будинку

Автор:
mr.L

У цій статті розповімо про вибір фундаменту для будинку. Розглянемо як правильно зробити фундамент для приватного будинку при різних умовах. Окремо розглянемо основні типи фундаменту будинку, а так само відмінності конструкцій фундаментів цих видів.

Зміст: (приховати)

Існуючі типи фундаментів для приватного домаЛенточный фундаментСтолбчатый фундаментПлитный фундаментСвайный фундаментОбщие рекомендації по пристрою фундаментовОценка ґрунтів, глибини промерзання і наявність грунтових водОбщие характеристики грунтовОбщепринятая глибина закладення фундаментовТип конструкції будівлі і навантаження від несучих конструкцийОсновные фактори для підбору типу фундаменту

Існуючі типи фундаментів для приватного будинку

В будівництві необхідно відповідально і грамотно підійти влаштування фундаменту заміського будинку. Фундамент є одним з найважливіших конструктивних елементів будинку. Якщо закласти помилку на самому початку будівництва — заощадивши або невірно запроектувавши пристрій фундаменту під приватний будинок, отримаєш глобальні наслідки для всього будинку: перекоси фундаменту, перевитрата матеріалів, вертикальні і горизонтальні деформації, нерівномірні опади, тріщини в несучих конструкціях.

За конструктивними особливостями розрізняють такі основні типи:

Стрічковий фундамент

Стрічкові фундаменти виконані у вигляді заглиблених у землю стрічок на які передається навантаження від несучих конструктивних елементів будинку, таких як стіни, колони. Стрічки спираються на розподільчі подушки, так звані фундаментні плити. Це дає можливість передати зусилля від стін і колон на велику площу грунту і дозволяють використовувати ґрунт без особливих підготовок до роботи.

Стрічковий фундамент прийнятний як фундамент одноповерхового будинку або фундамент для двоповерхового будинку з підвалом або без, з несучими багатошаровими стінами або стінами з цегли та залізобетонними перекриттями. Тиск під підошвою фундаменту від 10 т/м2.

За типом виконання існують 2 виду стрічкових фундаментів:

• монолітні виконуються безпосередньо на будівельному майданчику;

• збірні виконуються із залізобетонних типових блоків (в народі звані «ФБСками»), вироблених на заводі і змонтованих на будівельному майданчику за допомогою крана. Складаються з декількох рядів блоків, нижній ряд блоків має трапецієподібну форму.

За типом матеріалу поділяються на:

• бутобетоні — з бетону з крупним заповнювачем — крупний гравій, цегельний бій, дрібні валуни;

• залізобетонні з бетону класів В15-В30 і арматури. Бутобетоні і залізобетонні види стрічкових фундаментів найбільш застосовні в наш час з-за того, що бетон, будівельний камінь і арматура — дуже ходовий товар і придбати його не складе проблеми. Такі види стрічкових фундаментів можуть бути застосовані під важкі будівлі з масивними несучими стінами з глиняної цегли (товщиною 380мм) і багатошарові стіни (товщиною від 400 мм);

• цегляні з повнотілої глиняної цегли марки М100-М200 на цементно-піщаному розчині марок М50-150. Застосовуються якщо немає можливості вести монолітно-опалубні роботи, під будівлі зі стінами з керамічної цегли, будівлі до 5 поверхів.

Види стрічкового фундаменту

Технологічна простота виконання стрічкових фундаментів, можливість використовувати як фундамент стіну підвалу, висока несуча здатність стрічкових фундаментів — це його позитивні сторони. Негативні сторони – необхідність використання спецтехніки (кран, самоскид, бетономішалка) для доставки на об’єкт і монтажу. Детальніше про стрічковому фундаменті у статті Пристрій стрічкового фундаменту. Про те як зробити самостійний розрахунок стрічкового фундаменту читайте у статті Розрахунок стрічкового фундаменту для будинку.

Стовпчастий фундамент

Являє собою стовп, занурений на потрібну по інженерних міркувань глибину або занурений у пробурену свердловину бетон. Зверху стовпи з’єднують залізобетонними фундаментними балками (рандбалками). Стовпчасті фундаменти характерні для невеликих індивідуальних будинків до 2 поверхів, виконані з дерева або зі стінами з легких матеріалів об’ємним вагою не більше 1000 кг/м3. Стовпчастий фундамент також застосовується для каркасних об’єктів і як фундамент для невеликого дачного будинку. Цей вид фундаменту використовують на ґрунтах, які не схильні до температурних деформацій (здимання).

За типом виконання бувають монолітні із бетону класу В10-В20 і збірні.

Матеріалом для виконання стовпів може служити:

• дерево (оброблена сосна або дуб 1-2 класу), застосовуються під невеликі дерев’яні будівлі , дачних будиночків, бань;

• глиняна цегла на цементно-піщаному розчині, застосовні для цегляних будівлях до 2 поверхів;

• камінь (природний камінь високої міцності), цегляні будівлі з важким конструкціями;

• бетон класу В15-В25 з армуванням арматурними каркасами, самий масивний вигляд, що застосовуються під важкі будівлі вище 1-2 поверхів, безпідвальні будівлі, промислові споруди.

Види стовпчастого фундаменту

Позитивні сторони даного виду фундаменту — вартість нижча на 30-40 % через зниження витрат матеріалів і трудовитрат. Негативними рисами стовпчастого фундаменту є невисокі характеристики і виникають проблеми із зведенням цоколя або підвалу -необхідно додатково зводити стіни між стовпчастим фундаментом.

Детальніше про такому вигляді фундаменту читайте у статті Технологія пристрою стовпчастого фундаменту.

Плитний фундамент

Представляє з себе заглиблені, покладену на грунт армовану залізобетонну плиту. Товщина плити варіюється від 30 до 100 см, армується арматурою діаметром від 12 мм до 25 мм. Під плиту виконують підготовку з малопрочного бетону класу В7,5 або піску, для вирівнювання підстилаючого ґрунту. Плитний вид фундаменту дозволяє перерозподілити навантаження по всій площі плити і сприймати як вертикальні, так і горизонтальні деформації, застосовуватися на слабких грунтах, таких як водонасичені піски, пливуни, насипні грунти, при нерівномірності стисливості грунту і т. д. Характерний для будинків вище 2-3 поверхів із навантаженням під підошвою фундаменту від 20-25 т/м2. Виконується тільки в монолітному вигляді з бетону класу В15-В25. Також у разі якщо будинок має складну форму у плані або більшу довжину необхідно застосовувати деформаційні шви (шви якими розрізається плита на окремі шматки меншого розміру).

Схема монолітного плитного фундаменту

Таким чином, частини плити будуть працювати як одне ціле і при цьому у випадку нерівномірних осад плити у неї не виникне тріщин і не зменшиться несуча здатність. З мінусів такого фундаменту можна виділити те, що він є найбільш дорогим видом, так як значно підвищені витрату матеріалів і витрати на монтаж. Плюсом такого фундаменту є те, що Ваш будинок стоїть на єдиній і жорсткої плиті, що практично виключає можливість появи тріщин і деформацій.

Пальовий фундамент

Пальові фундаменти виконують з окремих паль або групи паль, об’єднаних зверху бетонною або залізобетонною плитою або балкою, званої ростверком. Пальові фундаменти влаштовують у випадках, коли необхідно передати на слабкий грунт значні навантаження або ж пронизати слабкий грунт і обперти на більш міцний. Пальові фундаменти доцільні якщо на значну глибину залягають слабкі грунти: пухкі піщані, водонасичені піски, просадні грунти (ґрунти під дією зовнішніх навантажень або власної ваги дають значну осадку). Палі застосовуються для великих і потужних будівель з навантаженням на обрізі фундаменту від 15-25 т/м2. Але також мають місце і в приватному будівництві, у вигляді дерев’яних або залізобетонних коротких паль, у разі якщо немає можливості пристрою інших видів фундаментів.

За матеріалом розрізняють такі види фундаментів:

• залізобетонні з армованого бетону класу В10-В20, для важких будівель з конструкціями із залізобетону;

• дерев’яні з захищеною і обробленої сосни, застосовуються для легких дерев’яних будівель до 2 поверхів;

• металеві з металевих труб, також для важких будівель при незручність і неможливості використання залізобетонних паль;

• об’єднані з металу і бетону, застосовуються для важких, громіздких будівель більше 3 поверхів у складних інженерно-геологічних умовах. Наприклад, у болотистих або рихлих грунтах.

За типом виготовлення палі бувають:

• забивні, забиваються спеціальними машинами — копер. Застосовні тільки коли будівництво ведеться на неосвоєній території, коли поруч немає існуючих будівель (ударні навантаження від забивання палі можуть зруйнувати конструкції сусідніх будівель);

• набивні, в пробурену свердловину подається бетон;

• вдавлювані, за допомогою гідравлічних насосів паля під високим тиском вдавлюється в ґрунт;

Набивні та вдавлювані палі призначені для пристрою в обмежених умовах, можна влаштовувати якщо поруч є старі будівлі, що застосовуються під великі важкі будівлі з залізобетонними та цегляними конструкціями.

 
Види пальового фундаменту

• гвинтові, палі мають різьбу на кінці у вигляді лопаті (діаметр лопаті 3-3,5 діаметра палі) і спеціальною машиною загвинчуються в грунт, як шуруп. Гвинтові палі застосовують для опор мостів, фундаментів щогл, веж, опор ліній електропередачі. Гвинтові палі можуть бути закладені в будь-які грунти.

Схема пальового фундаменту з гвинтових паль

Досить дорогий вид фундаменту з-за необхідності залучення спеціальної техніки для транспортування та пристрої палі. Позитивна сторона — зменшуються обсяги земляних робіт, зменшується матеріалоємність.

Більше інформації у статтях Застосування пальового фундаменту і Влаштування пальового фундаменту

Загальні рекомендації по влаштуванню фундаментів

Ці рекомендації застосовні для всіх типів фундаментів, і стрічкового в тому числі, так як описують основні фактори, що впливають на вибір типу фундаменту.

Починати необхідно з інженерно-геологічних вишукувань ділянки, на якому буде стояти будинок. На вибір типу фундаменту впливають безліч факторів, до яких відносяться:

Стан і тип ґрунту на відведеній ділянці;

Глибина промерзання грунту;

Наявність грунтових вод;

Конструкція і навантаження від несучих конструкцій будівлі;

Використання підвалів;

Термін служби будівлі;

Матеріали для будівництва фундаменту;

Наявність підземних комунікацій на ділянці, призначеній для будівництва.

Оцінка грунтів, глибини промерзання і наявність грунтових вод

Оцінка може бути виконана на основі наявних у дослідницьких організаціях результатів геологічних досліджень. При відсутності таких даних і при необхідності самостійного дослідження грунту на ділянці забудови слід вирити шурф або пробурити свердловину. Під час обстеження виробки (шурфу або свердловини) необхідно заміряти висоту ґрунтового або насипного шару, оскільки їх, як правило, не використовують в якості основи, з-за низької несучої здатності та неоднорідності (включення уламків каменів, залізобетонних конструкцій, сміття в насипних грунтах) таких видів грунтів. При будівництві його зазвичай прибирають (для цього і заміряють висоту насипного шару) і служать підставою несучі шари ґрунту (глини, суглинки, піски, супіски) перебувають під грунтово-рослинним шаром або насипним ґрунтом.

Як правило, грунт спучується взимку завжди. Необхідно, щоб спучування було однаковим по всьому фундаменту, тобто, щоб взимку фундамент разом з будинком рівномірно піднявся, а навесні рівномірно опустився або щоб фундамент з будинком не порушувалося взагалі. Всім зрозуміло, що сухий ґрунт спучується менше, ніж вологий. Глинистий грунт спучується сильніше, ніж піщаний, з-за його структури. Наявність глинистих включень в піщаному грунті призведе не тільки до нерівномірності сезонного спучування, але і до виникнення горизонтальних сил, діючих на фундамент, що призводить до деформації фундаменту. У разі якщо пучиністий грунт на всій будмайданчику, то необхідно пристрій так званої противопучинистой подушки — тобто повної заміни пучинистого грунту на пісок середньої крупності з трамбуванням і поливанням водою при укладанні кожного шару. Якщо на будівельному майданчику є незначна кількість пучинистих грунтів (до 20 % від загального обсягу або висота пухкого шару до 50 см), то необхідно замінити їх на пісок середньої крупності або гравійну підсипку.

Питання про глибину промерзання теж досить складний. Ця величина може коливатися від півметра до двох метрів. Такий розкид пояснюється різною щільністю ґрунту, ніж грунт щільніше, ніж зима суворіше, тим грунт сильніше промерзає. Також грунт, насичений вологою, промерзає сильніше, ніж сухий, відповідно якщо на майданчику будівництва високий рівень грунтових вод або поруч знаходиться водойма, то такі грунти будуть промерзати сильніше і необхідно або робити фундамент ширше або збільшувати глибину закладення фундаменту.

Ну, а якщо у Вас спостерігається нестача фінансових ресурсів, можна визначати характер грунту «старим дідівським методом». Що при цьому треба зробити. Бажано в квітні – травні, як тільки зійде сніг з ділянки під забудову подивитися на під’їзні шляхи до нього. Якщо під’їзна дорога асфальтована, то зверніть увагу на тріщини і провали під асфальтом. Наявність тріщин в асфальті говорить про неоднорідність грунту. При промерзанні відбувається спученні грунту, тобто він піднімається нерівномірно щодо горизонталі поверхні грунту. Провали ґрунту під асфальтом говорять про наявність сильно стискуваних місць при низьких температурах, причиною цього, як правило, можуть бути підземні водні потоки і нерівномірності грунту за складом.

Відвідайте ближніх сусідів і попросіть оглянути підвали і фундаменти їх будинків. Постарайтеся дізнатися про проблеми, що виникли з їх фундаментами. Також бажано оглянути старі споруди в найближчому оточенні. Якщо підвали сухі, фундаменти без тріщин, то значить, стрічковий фундамент Вам підходить.

Загальні характеристики грунтів

Скельні і уламкові грунти. Вони являють собою камінь, який не піддається ніякому впливу вологи і морозу, не змінюють своїх властивостей в будь-яких погодних умовах. Це ідеальний фундамент і основа самі по собі. В основному, вони представлені в гірських районах України (Крим, Карпати);

Піщані грунти (крім дрібнозернистих і пилуватих) – відносяться до непучиністим, можуть служити відмінним підставою. Вони добре пропускають воду, ущільнюються, трамбують. У таких грунтах фундаменти не замокают, так як вода швидко йде далі вниз крізь пори між піщинками;

Дрібнозернисті і пилуваті піски. Їх можна використовувати в якості підстави, проте вони часто володіють властивостями пливунів. Відносяться до пучиністих грунтах;

Глинисті грунти (глини, суглинки, супіски). У сухому стані ці грунти служать гарним підставою і відносяться до умовно непучиністих. Але, якщо вони насичені водою, то з-за їх малої щільності ці ґрунти можуть перебувати в текучем стані. Також, при насиченні водою, вони сильно спучуються при промерзанні. Причинами такого водонасичення можуть бути: високий рівень грунтових вод вище глибини закладення фундаменту), протікання комунікацій, що знаходяться поруч.

Загальноприйнята глибина закладення фундаментів

• на пучинистих грунтах — не менше розрахункової глибини промерзання грунтів;
• на умовно непучиністих (крупнообломочних з пилувато-глинистих заповненням, дрібних і пилуватих пісках і всіх видах глинистих грунтів твердої консистенції) при нормальній глибині промерзання до 1 м — не менше 0,5 м, до 1,5 — не менше 0,75 м, від 1,5 до 2,5 м — не менше 1 м;
• на непучиністих грунтах (крупнообломочних, а також пісках гравелистих, великих і середньої крупності) незалежно від глибини промерзання — не менше 0,5 м.

При всіх варіантах закладення фундаменту вище рівня промерзання грунту необхідно забезпечити відведення поверхневих та атмосферних вод, щоб захистити базу від зволоження.

Тип конструкції будівлі і навантаження від несучих конструкцій

Навантаження — це сума ваги всіх конструкцій і корисного навантаження (від людей, меблів, обладнання), які знаходяться вище проектованого фундаменту. Даний показник буде вирішальним у виборі площі фундаменту. Не можна робити фундамент більшим, ніж він потрібен, це зробить його, що зовсім не у Ваших інтересах. Це завдання допоможе вирішити інженер-проектувальник.

Зрозуміло, навантаження на фундамент легкої каркасної конструкції будинку зі стінами в 2,5-3 цегли з перекриттями з бетонних плит значно відрізняються. Також вибір типу фундаменту залежить від того, чи планується в будинку підвал або цокольний поверх. Тому перш ніж вибрати якийсь тип фундаменту, необхідно визначитися і з самою будовою.

Збираємо інформацію для пристрою фундаменту. Необхідно розуміти: наскільки правильно і в повному обсязі проектувальник отримає умови будівництва будинку, настільки він зможе проаналізувати де потрібно економити ресурси, а де краще залишити запас міцності.

Основні фактори для підбору типу фундаменту

Дані фактори наведені в порядку важливості.

Дослідження інженерно-геологічної ситуації

Першим за важливістю критерієм для вибору типу фундаменту є геологічні характеристики грунтів ділянки будівництва. Для цього необхідно замовити дослідження. Геологи пробурять свердловини, візьмуть проби грунтів або ж на підставі вже наявних результатів попередніх досліджень складуть звіт. Ці дослідження показують товщину шарів грунту і їх якісні характеристики, близькість грунтових вод, можливість їх підняття навесні, пучинистість і просадочность грунтів, сейсмічність району будівництва. На даному етапі не може бути й мови про економію, вибирайте хороших і широко відомих фахівців з великим досвідом подібних робіт.

Збір навантажень на фундамент

Другий важливий фактор — це навантаження на фундамент. Інженер збирає навантаження на фундамент. Це сума ваги всіх конструкцій і корисного навантаження (від людей, меблів, обладнання), які знаходяться вище проектованого фундаменту. Це значення буде вирішальним у виборі площі фундаменту, так як ми знаємо, що чим більше площа, тим менше сила, що передається через цю площу. Але не можна ж робити фундамент величезним, це здорожить фундамент. Ось це і є завдання інженера-проектувальника найбільш ефективно використовувати матеріал, конструкцію фундаменту і характеристики ґрунту.

Глибина закладення фундаменту

Третім основним етапом є вибір глибини залягання фундаменту і необхідність влаштування дренажу і гідроізоляції. Якщо ділянка знаходиться поблизу річки чи озера, або ж він просто перебувати в низині, то часто спостерігається підвищений рівень грунтових вод. Тобто вода, яка повинна бути глибоко у ґрунті, підходить високо до поверхні і може порушити структуру фундаменту. Що страшного може зробити вода з нашим фундаментом? Взимку, вода, що знаходиться в порах ґрунту, збільшується в обсязі і грунт прагне виштовхнути фундамент із землі. Причому це відбувається нерівномірно по периметру фундаменту і може спричинити за собою його деформацію і навіть поява тріщин, а ті — руйнування. Боротися з цим можна шляхом влаштування дренажу ділянки — заходом по відведенню води нижче відмітки низу фундаменту. Також дієвим заходом в даному випадку є пристрій гідроізоляції фундаменту.

Навантаження від поруч розташованих будівель

Грунт під зведеним будинком вже деформований і отримав певне навантаження і, зводячи поруч нашу будівлю ми доповнюємо цю навантаження.

Можливість техногенних аварій (аварії комунслужб)

При аваріях водних комунікацій відбуваються величезні вытеки води, які після йдуть під землю і змінюють структуру грунтів, що залягають під підошвою фундаменту. Це може послужити причиною додаткової опади фундаменту.

Неякісне виконання робіт і вибір неякісних матеріалів будівництва

Необхідно бути дуже уважним при виборі будівельної бригади. Користуйтеся рекомендаціями знайомих, форумів, проектних бюро з яким дані будівельники вже працювали. Необхідно дотримуватися матеріалів, які закладені в проекті і при зміні консультуватися з проектувальником.

Добру основу — вже пів будинку.

Підставою називають масив грунту, розташований під обрізом фундаменту і сприймає навантаження від всього будинку. Від навантаження підстава деформується. Підстави з хорошою несучою здатністю забезпечують міцність будівель. Ґрунти зі слабкою несучою здатністю вимагають зведення дорогих і громіздких фундаментів — палевого або плитного.

Що краще не робити:

• Не застосовуйте стрічкові і стовпчасті фундаменти на подмываемых територіях, на мулистих, просадочних, пучинистих грунтах. Для таких видів грунтів краще пройти ці грунти палями і спертися на більш міцний грунт.

• На таких грунтах є можливість застосування плитних фундаментів, що дозволить розглядати навантаження від будівлі як розподілену на прямокутний ділянку і скоротить витрати на заміну або поліпшення підстав. Будівля буде як на великій і міцній подушці.

• Не можна і зловживати такими типами фундаментів сваї, адже якщо є хороша підстава-грунт з великим розрахунковим опором, то чому не заощадити час і гроші і не зробити досить звичний для всіх стрічковий фундамент.

• І найголовніше — нульовий цикл зведення будівлі (підготовка підстави, спорудження фундаментів) — це досить дорогий процес (до третини вартості будівництва). Якщо Ви не впевнені у собі, як у фахівця по фундаментам краще замовте проект. У проекті інженер грамотно і обгрунтовано вибере Вам тип і матеріал фундаменту, доведе Вам економічну обґрунтованість проекту й покаже потребу в матеріалах. Ну і Вам не доведеться посилювати (додатково збільшувати площу фундаменту, армування, що спричинить за собою додаткові витрати коштів і часу) фундамент, коли половина будинку буде готова.

Робіть правильні висновки і нехай у Вас буде міцний фундамент під ногами!