Основні види фундаментів

Будь-яке будівництво починається з аналізу геологічних даних місцевості і розрахунку навантажень, що дозволяє отримати технічне обґрунтування можливості будівництва будинку в умовах певної місцевості ще на етапі проектування. Самостійну перевірку можна провести, якщо на ділянці викопати яму до 2 м, можна буде визначити рівень ґрунтових вод і глибину промерзання грунту.

Процес зведення будівлі починається з фундаменту. Будучи основною опорною частиною всієї конструкції, фундамент витримує вагу всієї зовнішньої конструкції, розподіляє його і передає грунту. Саме якісно побудований фундамент здатний запобігти руйнівним процесам (перекіс стін, осідання будинку і т. д.), не дозволяючи будівлі зміщуватися або деформуватися під дією факторів навколишнього середовища. Тому, першочерговим завданням при будівництві будівлі, є йог захист від факторів, які призводять до пошкодження фундаменту. До таких факторів відносяться високі грунтові води, температурні деформації, агресивні кислоти і речовини в ґрунті, рельєф місцевості, сейсмічна активність і т. д. Отже, матеріали для гідроізоляції фундаменту повинні протистояти цим факторам, забезпечуючи тим самим надійний і тривалий захист.

Для початку коротко ознайомимося з існуючими видами фундаментів, основні відмінності яких, полягають в їх конструкції і технології закладки.

На сьогоднішній день в будівництві застосовуються:

Вид фундаменту

Особливості конструкції

Область застосування

Стрічковий фундамент

Являє собою залізобетонну смугу (монолітну або збірну з панелей, блоків), яка йде по периметру, замикаючи контур всієї споруди. По цій смузі зводяться всі несучі стіни будинку. Верхня частина фундаменту називається цоколем. При значній вазі конструкції проводиться облаштування піщано-гравійної подушки під фундамент, яка покривається гідроізоляцією. Глибина закладення фундаменту залежить від якості ґрунту та навантажень.

Найчастіше застосовується в приватному будівництві для заміських будинків і дач, стіни яких побудовані з бетону, цегли, дерева або каменю, а також в проекті, яких є підвал або гараж. Фундамент є популярним у будівництві завдяки простоті його технології та надійності конструкції. Однак фінансові та трудові витрати теж зростають. Цей фундамент не слід будувати на ділянці, де глибина промерзання грунту невелика.

Стовпчастий фундамент

Конструкція фундаменту складається з масивних стовпів, виготовлених з цегли, бетону, залізобетону або каменю, які розташовані по кутах споруди, а також в місцях підвищених навантажень (перетин стін). Нижня частина стовпів розширена, для розподілу і зменшення навантажень на слабких грунтах. Всі опори пов’язані між собою рамою (ростверком). Простір між стовпами заповнюється щебенем і накривається шаром бетону. Залежно від типу ґрунту, може вимагати споруди піщаної подушки.

Застосовується для будинків з невеликою масою, що володіють легкою конструкцією. Наприклад, дерев’яні, панельні або каркасні будинки з різних видів деревини. Відрізняється відносно невеликою вартістю і швидким зведенням, однак виключає наявність підвалу і цокольного поверху. Цей фундамент не слід будувати на пучинистих грунтах, так як у нього погана стійкість при рухомиому ґрунті.

Монолітний фундамент (різновидом є плитний фундамент, плаваючий фундамент)

В основі фундаменту використовують спеціальну монолітну залізобетонну плиту, яку укладають на шар щебеню. Виготовляються такі плити прямо на місці. Як правило, плита не заглиблюється.

На цю плиту спираються всі несучі елементи конструкції. Особливість його конструкції полягає в тому, що залізобетонна монолітна плита здатна зміщуватися разом із будовою, компенсуючи коливання ґрунту, через що її називають «плаваючою». Поверхня під основу фундаменту повинна бути ідеально рівною. Перевагою даного типу фундаменту є відсутність обмежень при плануванні конфігурації споруди та їх міцність. Слід врахувати, що облаштування гідроізоляційного шару є обов’язковою умовою для продовження терміну експлуатації будинку.

Застосовується для спорудження як невеликих заміських будинків, котеджів, в яких поверховість не перевищує 3 поверхи, так і для висотних будівель. Плита фундаменту виступає основою підлоги. Слід зазначити, що це достатньо надійний вид фундаменту, який витримує високі навантаження і температурні перепади. Його конструкція дає можливість будь-яких перепланувань будинку. Однак, зведення фундаменту даного типу супроводжується значними витратами фінансів, матеріалів, часу і трудових ресурсів. Виключена можливість будівництва підвалу і цокольного приміщення. Вибір даного виду фундаменту може бути обумовлений високим рівнем підземних вод або слабо-несучими властивостями ґрунту (пучинистих, просадних), а також підвищеною сейсмічною активністю. На болотистих грунтах споруджують плаваючий фундамент.

Пальовий фундамент (на забивних палях)

Є аналогом стовпчастого фундаменту. Має багато модифікацій способів закладки. Основу конструкції фундаменту складають підпірки – стовпи, які заглиблюють у землю до твердих шарів грунту, на які передаються всі навантаження конструкції. Палі можуть виготовлятися з бетону, сталі, дерева. Однак в якості опор (паль) може використовуватися і азбестова труба, яку заповнюють цементним розчином. Верхня частина паль з’єднується ланцюжком з балок. Труби добре протистоять пучінню грунту і можуть зменшити витрати бетону.

Використовується у великогабаритному будівництві будівель, мостів, ліній електропередач, завдяки підвищеній несучій здатності. До переваг фундаменту відносяться її надійність, довговічність, простота монтажу і мінімальна просадка по закінченню часу. Однак пальовий фундамент не широко застосовується в будівництві, оскільки є одним з найдорожчих і трудомістких фундаментів. Вибір даного фундаменту найчастіше відбувається із-за нестійкості грунту, високих грунтових вод вибраної ділянки, болотистій місцевості або нерівного ландшафту.

Пальово-гвинтовий фундамент

Зведення конструкції фундаменту здійснюється на гвинтових палях, на ділянках, де високий рівень грунтових вод або нестійкий верхній шар грунту. Гвинтова паля являє собою сталеву трубу зі спіральною лопастю навколо стовбура, яку угвинчують глибоко в грунт. Її наявність дозволяє ущільнити грунт навколо основи палі під землею. Наземна частина всіх паль зрізається на одному рівні, і заливається бетонною сумішшю. Характеризується високою несучою здатністю, швидкістю монтажу, і разом з тим, економічністю (витрати можуть бути на 40% менше, ніж при будівництві стрічкового).

Вибір пальово-гвинтового фундаменту часто обумовлений неможливістю зведення інших видів фундаменту з-за особливостей ґрунту (болотисті, торф’яні або обводнені). Даний вид фундаменту переважно застосовується при будівництві малоповерхових (каркасних дерев’яних заміських будинків на складних ландшафтах. Конструкція дозволяє будівництво цокольного поверху. Його можна побудувати в стислі терміни в будь-який час року.

Розглянуті вище типи фундаментів можна вважати основними. В будівництві застосовуються різні їх модифікації. Крім того, всі фундаменти розрізняються за ступенем глибини закладення і висоти наземної частини: мілкозаглубленний фундамент, сильнозаглубленный фундамент. На вибір глибини фундаменту впливають кілька важливих факторів: проект будинку, обсяг навантажень на основу, геологія ландшафту, показники надійності грунту і рівень грунтових вод.

Монолітний фундамент: особливості зведення, плюси і мінуси

Коли доводиться мати справу зі складними грунтами, вибір зупиняють на монолітному фундаменті. Така підстава здатне витримувати серйозні навантаження, може застосовуватися на ділянках з високим рівнем грунтових вод і дозволяє заощадити на облаштуванні чорнової підлоги першого поверху. Це універсальне рішення, але є у нього і недоліки. Давайте розглянемо всі плюси і мінуси монолітного фундаменту, а також ознайомимося з ключовими особливостями його зведення.

Що таке монолітний фундамент?

Вже одне тільки назва даного типу основи говорить про його ключовий особливості. Монолітний фундамент – це суцільна підстава, яка створюється безпосередньо на місці будівництва. Це і дозволяє говорити про численні переваги даного рішення.

Існує деяка плутанина в питанні, що ж називати монолітним фундаментом. У багатьох джерелах монолітне підстава ділять на два типу, виділяючи монолітно-стрічковий і монолітно-плитний види, але це не зовсім правильно.

Монолітно-стрічковий фундамент облаштовують тільки по периметрі споруджуваного будинку і під його несучими стінами. Підстава отримує форму широкої стрічки, звідки і пішла його назва. Рішення відрізняється достатньою міцністю, відносною простотою створення та можливістю облаштувати цокольний поверх.

Говорячи про монолітному фундаменті, зазвичай мають на увазі монолітний плитний фундамент, тому в даному матеріалі робимо наголос саме на цей тип конструкції. Монолітна плита – найбільш міцний і універсальний варіант. Армування і заливка бетоном виконується під всім будинком, що вимагає достатніх фінансових вкладень, але вони окупаються сторицею. Монолітна плита дозволить збудувати надійний будинок на ділянці з здимистими грунтами та у місцях з високим рівнем грунтових вод. При будь-яких рухах грунту фундамент буде рухатися цілком, тому виключені деформації самого заснування і вдома.

Іноді до монолітних фундаментів відносять стовпчастий, маючи на увазі, що стовпи заливаються безпосередньо на місці будівництва. Такі опори проектують в тих місцях, де передбачається найбільша навантаження (зовнішні несучі стіни, кути, перетину стін). Ми ж під монолітним будемо розуміти виключно фундамент на основі монолітної плити.

Плюси і мінуси монолітного фундаменту

Незважаючи на те, що є куди більш прості і дешеві в облаштуванні типи підстав, технологія монолітного фундаменту активно застосовується по всій країні, так як володіє унікальним набором переваг:

• можливість облаштування на тих типах грунту, де будівництво іншого варіанту фундаменту неможливо. Це, наприклад, дрібнопіщані і пилові грунти, насипні та водонасичені, слабонесущие і глинисті грунти;
• довговічність вище, ніж у інших типів фундаменту, і досягає 150 років за умови дотримання всіх тонкощів його облаштування;
• рекордна несуча здатність. Монолітний плитний фундамент витримує величезні навантаження. Для приватного будівництва це означає, що на ньому можна звести 3-поверховий цегляний будинок;
• навантаження на підставу розподіляються рівномірно, адже воно монолітне. Відсутність швів і стиків вбереже конструкцію від появи деформацій і руйнувань при переміщеннях грунту, а значить, і будинок не перекосить і не покриється тріщинами;
• під час сезонних пучений грунту основу рівномірно піднімається разом з будинком, а потім так само рівномірно опускається, при цьому будь-якої деформації повністю відсутні;
• монолітне основа сильно спрощує облаштування чорнової підлоги. Після мінімальної підготовки на нього вже можна класти ламінат, плитку або лінолеум;
• монолітна плита стає відмінним захистом від ґрунтової вологи, яка може проникати в будинок, побудований, наприклад, на стрічковому підставі;
• мінімальна кількість земляних робіт, так як монолітний плитний фундамент заглиблюється приблизно на 2/3 своєї товщини і відноситься до мелкозаглубленним підстав. Тому підготовчі роботи зведені до мінімуму, що дозволяє скоротити часові і фінансові витрати;
• відносна простота і швидкість облаштування. Без спеціальної техніки буде складно обійтися, але часу на підготовку таких надійного підстави піде мінімум. До того ж, вирівняти майданчик, насипати піщано-гравійну суміш і утрамбувати її при наявності необхідної техніки зможе практично будь-майстер.

За підсумком у нас виходить унікальне підстава, яке можна застосовувати мало не завжди і скрізь, але, на жаль, без недоліків не обходиться:

• ціна. Щоб залити основу під всієї майбутньої спорудою, потрібно багато бетону і арматури, а це великі розтрати;
• заливку необхідно виконувати одномоментно, а щоб приготувати таку велику кількість бетону, доведеться скористатися спеціальною технікою (кращий варіант – автоміксер), а це додаткові витрати;
• зведення монолітного фундаменту краще довірити фахівцям. Звичайно ж, можна спробувати обійтися і своїми силами, але доведеться орендувати спеціальну техніку;
• облаштувати підвал або льох під будинком неможливо;
• при будівництві монолітного заснування в районах, де температура досягає рекордно низьких позначок, необхідно додатково облаштовувати шар теплоізоляції, що здорожує будівництво фундаменту;
• монолітний фундамент не підходить для місцевості, де часто спостерігаються зсуви. Також його краще не використовувати на грунтах з потужним мулистим або рослинним шаром. Ще одне обмеження – місцевість з великим ухилом;
• необхідно заздалегідь продумати розташування всіх комунікацій.

Види монолітного плитного фундаменту

Залежно від особливостей грунту, споруджуваного будинку і клімату регіону вибирають один з наступних видів монолітного фундаменту:

• суцільний або класичний. Технологія будівництва передбачає виїмку родючого шару грунту, засипання котловану піском і гравієм, подальше облаштування армованого бетонної основи. Товщина останнього в приватному будівництві, як правило, становить 20-50 см, але залежить від типу ґрунту та особливостей будівлі, що зводиться. При необхідності проводиться теплоізоляція. Такий варіант фундаменту відмінно підходить для сильно пучинистих грунтів, де можливі зрушення і у вертикальній, і в горизонтальній площині;
• російська, або монолітна плита з ребрами жорсткості. Додатково до монолітної плити знизу або зверху облаштовуються ребра жорсткості. Їх роблять у місцях розташування несучих стін, щоб підсилити конструкцію, але при цьому складність зведення фундаменту підвищується, адже доводиться виконувати заливку не тільки плити, але і ребер жорсткості, зате плиту можна буде зробити більш тонкої, заощадивши на бетоні і не втративши на міцності. Ребра жорсткості – це, по суті, аналог стрічкового фундаменту. Вони можуть заливатися з бетону або виконуватися з блоків. Перший варіант кращий, так як в цьому випадку конструкція буде повністю монолітною. Використання готових блоків, до того ж, потребує залучення спеціальної техніки;
• утеплена шведська плита (УШП). Технологія рекомендована для територій з суворим кліматом, відмінно підходить для північних районів нашої країни. Особливість полягає у використанні системи теплої підлоги, яка ховається в бетонній плиті. Крім того, використовується незнімна опалубка з пінополістиролу, яка служить в якості теплоізоляції, та поліетиленова плівка для гідроізоляції. Виходить, що основа прогрівається, але при цьому витоку тепла мінімізовані за рахунок наявності теплоізоляції. Природно, вартість зведення буде вище, ніж у класичного варіанту.

Звернемо вашу увагу, що плитний фундамент може бути монолітним, так і збірним. Про всі переваги і нюансах монолітного підстави сказано вище. Збірний фундамент створюється на основі дорожніх плит або блоків ФБС, які після монтажу заливаються шаром стяжки. Збірні плитні основи вимагають залучення спеціальної техніки для монтажу важких плит, бо це більш тривала і витратна рішення, але при цьому експлуатаційні якості поступаються монолітного плитному фундаменту.

Проектування монолітного фундаменту

Питання розрахунку та проектування фундаменту краще довірити фахівцям. Важливо врахувати не тільки параметри будівлі (площа, матеріал зведення, вага покрівлі, стін та інших елементів), але і особливості грунту, в т. ч. її несучу здатність, водонасиченість і т. д. Для цього необхідно провести геологічні вишукування, а правильно це може зробити тільки фахівець. Крім того, необхідно враховувати снігові і вітрові навантаження.

Важливо, щоб навантаження на грунт, створювана будівлею, не була більше несучої здатності грунту. Нехай всі розрахунки робить фахівець, а ми вкажемо лише приблизну логіку їх проведення:

• найважливіший показник, який необхідно розрахувати, — це товщина бетонної плити. Для цього і необхідно знати несучу здатність грунту, а також вага будівлі;
• оцінити несучу здатність грунту повинен геолог. В крайньому випадку, можна скористатися усередненими даними з таблиць. Припустимо, будинок необхідно побудувати на пластичному суглинку, несуча здатність якого становить 3 кг/см2;
• важливо правильно оцінити вагу будівлі, множачи площа кожної конструктивної частини (покрівля, стіни, перекриття і т. д.) на питому вагу;
• припустимо, ми зводимо цегляний 2-поверховий будинок розміром 10*10 м, площа необхідна для побудови 10 м2 = 100 000 см2;
• несуча здатність грунту на даній ділянці буде 100 000 см2*3 кг/см2 = 300 000 кг, або 300 т. Це і є необхідна навантаження на грунт. Якщо вона буде більше, будівля може просісти, якщо менше – сили пученія можуть виштовхувати будівництво;
• розрахунок ваги будинку складний, так як треба врахувати вагу стін, покрівлі, оздоблювальних матеріалів, меблів і т. д. Наша мета – показати логіку розрахунку, тому припустимо, що вага споруди становить 225 т;
• вага бетонної плити складе 300-225 = 75 т, з яких приблизно 15 т складе арматура. 60 т – це вага самого бетону, а при площі 100 000 см2 і питомій вазі бетону 2,7 т/м2 товщина плити складе 27,7 див.
• У більшості випадків достатньо буде плити завтовшки 15-35 див.

Якщо розрахунки заводять в глухий кут, і навантаження від будівлі ніяк не стикується з несучою здатністю грунту, то доведеться вносити корективи. Наприклад, вибрати для будівництва більш легкий матеріал, прибрати один з поверхів або розширити площу фундаменту.

Технологія зведення монолітного фундаменту

У загальних рисах процес зведення плитного монолітного фундаменту виглядає так:

• підготовчі роботи;
  • ділянку очищають від сміття, по контуру майбутнього фундаменту встановлюють кілочки, натягають шнур. У позначеній зоні виймають родючий шар грунту, щоб утворилася яма глибиною 20-30 см, максимум 50 см (точний параметр дасть розрахунок). Сильно заглиблювати плитний фундамент не можна, в іншому випадку грунт буде сильно тиснути на бічні стінки, провокуючи руйнування. Зверніть увагу, що яма повинна бути ширше (приблизно на 3-5 м) майбутнього фундаменту для зручності робіт;
  • по контуру котловану в поглибленні прокладають дренажні труби, щоб захистити фундамент дії поверхневих та ґрунтових вод;
  • дно ями вирівнюють, позбавляючись від ям і горбів, стелять геотекстиль, який буде захищати піщану подушку від коренів рослин і запобігати вимивання піщаного шару;
  • укладають шар піску товщиною близько 15-30 см, ретельно трамбують віброплитою, поливають водою. Потім насипають шар щебеню близько 20 см (фракція не більш 40 мм), розрівнюють і утрамбовують ручним катком. Між шаром піску і гравію деякі фахівці вважають за краще укладати ще один шар геотекстилю;
  • у утрамбованій шарі піщано-гравійної суміші роблять канави для монтажу комунікацій (труби водопроводу і каналізації, електричні кабелі в гофре і т. д.);
  • створення підготовчого бетонного шару товщиною 100 мм. Цей етап, в принципі, можна пропустити, але на таку підставу легше укладати гідро — і теплоізоляцію. Все починається з виставлення опалубки з дощок товщиною 40 мм – вони повинна витримати вагу бетону. Висота опалубки відповідає товщині всіх наступних шарів. Щоб заощадити час на даному етапі, можна виставити опалубку тільки для підготовчого шару бетону. Підійдуть марки бетону В7,5-В10;
  • в якості гідроізоляції можна використовувати рулонні і обмазувальні матеріали, але найкраще себе зарекомендувала армована поліетиленова плівка. Її розстеляють поверх гравію або бетону, окремі частини з’єднують між собою будівельним скотчем, або ж склеюють газовим пальником або бітумом. Плівку необхідно вивести за межі фундаменту, щоб потім ізолювати торці плити. Якщо була зведена підготовча бетонна основа, можна використовувати обмазувальну гідроізоляцію. У будь-якому випадку підстава спочатку знепилюють і просочують праймером;
  • для теплоізоляції використовують пінополістирол високої щільності. Середній шар – 15 см, більш точне значення залежить від клімату регіону. Укладають плити у два шари так, щоб другий шар перекрив всі шви першого. Таким чином вдається позбутися від містків холоду. Також необхідно утеплити і стінки фундаменту, а виступаючий за межі котловану утеплювач фіксують до опалубки. Через пінополістирол будуть проходити труби комунікацій, всі утворюються щілини необхідно запінити;

  За умови правильного розрахунку і грамотного виконання всіх робіт з монтажу плитковий монолітний фундамент стане чи не найкращим підставою для дому. Він відмінно витримує значні навантаження, буде незамінним на складних типах грунту, а теплоізоляція і система «тепла підлога» роблять це рішення ще більш універсальним, надійним і комфортним.