Фундамент: Полное руководство для начинающих

Содержание:

• Что такое фундамент?
• Функции фундамента
• Виды фундаментов
  • Ленточный фундамент
  • Свайный фундамент
  • Плитный (монолитный) фундамент
  • Свайно-ростверковый фундамент
  • Столбчатый фундамент
• Сравнительная таблица основных видов фундаментов
• Факторы, влияющие на выбор типа фундамента
• Нормативные документы
• Этапы устройства фундамента
• Частые ошибки при строительстве фундамента и как их избежать

Что такое фундамент?

Фундамент — это основа любого здания, его несущая часть, которая передает нагрузку от всех вышерасположенных конструкций (стен, перекрытий, кровли, мебели, людей) на грунт. Представьте его как скелет дома, который удерживает все остальное на месте и не дает ему проседать или разрушаться.

С технической точки зрения, фундамент — это инженерное сооружение, подземная или заглубленная часть сооружения, изготовленная из прочных, долговечных материалов, таких как бетон, железобетон, камень или железо.

Функции фундамента

Передача и распределение нагрузки

Фундамент принимает на себя вес всего строения — от крыши до пола, включая мебель, людей и даже снеговую нагрузку на кровлю. Затем он распределяет эту огромную массу на значительно большую площадь основания, чем просто площадь стен. Это снижает давление на грунт до безопасного уровня, предотвращая проседание или неравномерную осадку здания.

Обеспечение устойчивости и предотвращение деформаций

Придает зданию стабильность и устойчивость. Он препятствует его смещению под воздействием ветровых нагрузок, сейсмической активности или движения грунта. Правильно спроектированное и смонтированное основание минимизирует риски деформаций, таких как:

• Трещины в стенах: Неравномерная осадка может вызвать растягивающие и сжимающие напряжения, приводящие к появлению трещин в несущих стенах.
• Перекосы оконных и дверных проемов: Движение основания может нарушить геометрию проемов, делая их трудно закрывающимися.
• Разрушение конструкций: В самых критических случаях, серьезные деформации могут привести к частичному или полному разрушению здания.

Защита от воздействия грунтовых вод и промерзания

Служит барьером между зданием и грунтом, защищая его от неблагоприятных воздействий:

• Влага: Он предотвращает проникновение грунтовых вод в подвалы и цокольные этажи, защищая от сырости, плесени и разрушения строительных материалов. Для этого обычно применяется гидроизоляция.
• Пучение грунта: Зимой вода в грунте замерзает и расширяется, вызывая «пучение» – подъем грунта. Это может оказывать значительное давление на основание и вызывать его подъем, а затем опускание при оттаивании. Он должен быть спроектирован так, чтобы противостоять этим силам, либо закладываться ниже глубины промерзания, либо быть утепленным, чтобы минимизировать промерзание грунта под ним.

Опорная конструкция для надземной части

Формирует ровную и прочную основу для возведения стен и других надземных конструкций. Он обеспечивает необходимую горизонтальность и вертикальность, что крайне важно для правильного строительства.

Повышение энергоэффективности

Утепленный фундамент играет важную роль в снижении теплопотерь здания. Через неутепленные стены подвала или плиту пола на грунте может уходить значительное количество тепла, что увеличивает затраты на отопление. Правильное утепление помогает создать «термос-эффект» и сохранить комфортную температуру внутри помещения.

Виды фундаментов

В настоящее время выделяют пять основных видов фундаментов:

• Ленточный
• Свайный
• Плитный (монолитный)
• Свайно-ростверковый
• Столбчатый

Выбор зависит от набора геологических, климатических и конструктивных условий:

• Тип и несущая способность грунта. Разные грунты (песок, глина, суглинок, торф, скальные породы) имеют разную способность выдерживать нагрузку и по-разному реагируют на влагу и мороз.
• Уровень грунтовых вод (УГВ). Высокий УГВ требует особых решений для гидроизоляции и дренажа, а иногда исключает определенные типы фундаментов.
• Глубина промерзания грунта. В холодных регионах фундамент должен быть заложен ниже этой отметки, чтобы избежать деформации по действием морозного пучения.
• Вес и конструкция здания. Легкие каркасные дома и тяжелые кирпичные или монолитные здания требуют разной несущей способности основания.
• Наличие подвала/цокольного этажа. Это существенно влияет на выбор типа.
• Бюджет и сроки строительства. Разные основания имеют разную стоимость и требуют разного времени на возведение.
• Сейсмическая активность. В сейсмоопасных районах применяются особые требования к прочности и конструкции.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент представляет собой замкнутую железобетонную полосу (ленту), которая проходит по всему периметру здания под всеми его несущими стенами – как внешними, так и внутренними. Эта лента равномерно распределяет нагрузку от вышестоящих конструкций на грунт, предотвращая неравномерную осадку и деформации.

По своей сути, ленточное основание является жесткой рамной конструкцией, которая воспринимает на себя весь вес дома и передает его на большую площадь основания. Он может быть заглублен на разную глубину, в зависимости от типа грунта, глубины промерзания и веса будущего строения.

Виды ленточных фундаментов

Ленточные фундаменты классифицируются по способу изготовления и глубине заложения.

Монолитный ленточный фундамент (из бетона) — это самый распространенный и надежный вид. Фундамент заливается на строительной площадке в заранее подготовленную опалубку. Внутри опалубки создается арматурный каркас из стальных стержней, который придает бетону прочность на растяжение и изгиб. Бетон заливается за один прием (или с минимальными перерывами) для обеспечения монолитности конструкции.

Особенности: Высокая прочность и долговечность, отсутствие швов, что обеспечивает максимальную жесткость. Требует точного расчета, качественной опалубки и соблюдения технологии заливки и ухода за бетоном.

Сборный ленточный (из блоков ФБС) — этот вид основания собирается из готовых заводских железобетонных блоков (ФБС – Фундаментные блоки стеновые), которые доставляются на стройплощадку и укладываются на раствор с помощью подъемной техники (крана). Блоки укладываются в несколько рядов, формируя ленту.

Особенности: Более быстрый монтаж по сравнению с монолитным, так как не требуется время на набор прочности бетоном. Однако наличие швов между блоками делает его менее монолитным и жестким, чем литой. Требует тщательного устройства гидроизоляции швов.

Мелкозаглубленный ленточный (МЗЛФ) — заглубляется на небольшую глубину – обычно на 50—70 см от поверхности земли, то есть выше глубины промерзания грунта в данном регионе.

Особенности: Применяется на непучинистых или слабопучинистых грунтах (пески, крупные супеси) и для легких строений (каркасные дома, брусовые дома, небольшие бани). Для предотвращения воздействия морозного пучения грунта, МЗЛФ требует обязательного утепления (периметра и отмостки) и устройства дренажной системы. Это позволяет сдвинуть границу промерзания.

Заглубленный ленточный — заглубляется ниже расчетной глубины промерзания грунта в данном регионе. Глубина заложения может составлять от 1,2 до 2,5 метров и более.

Особенности: Это наиболее надежный вариант для пучинистых грунтов (глины, суглинки), так как его подошва находится в стабильном, непромерзающем слое. Обязателен для тяжелых каменных, кирпичных и бетонных домов, а также для зданий с подвалом или цокольным этажом, так как стены подвала являются частью фундамента.

Преимущества и недостатки ленточного фундамента:

Преимущества:

• Высокая несущая способность: Способен выдерживать значительные нагрузки от тяжелых стен и перекрытий.
• Надежность и долговечность: При правильном проектировании и монтаже служит десятилетиями.
• Возможность устройства подвала/цокольного этажа: Стены ленточного фундамента могут служить стенами подвала.
• Равномерное распределение нагрузки: Благодаря своей конструкции, эффективно распределяет вес здания на большую площадь основания.
• Универсальность: Подходит для большинства типов грунтов (кроме очень слабых и сильно обводненных) и для различных типов зданий.

Недостатки:

• Высокая трудоемкость: Требует значительных земляных работ (копка траншей), устройства опалубки, вязки арматуры, заливки бетона.
• Большой расход материалов: Требуется много бетона, арматуры, материалов для опалубки.
• Длительность строительства: Монолитному фундаменту требуется время для набора прочности (около 28 дней для основной прочности).
• Высокая стоимость: Один из самых дорогих видов оснований из-за объема работ и материалов.
• Требования к технике: Для сборной конструкции необходима подъемная техника.

Для каких строений подходит?

Ленточный фундамент является оптимальным выбором для следующих типов строений:

• Дома с тяжелыми стенами: Из кирпича, газобетона, пенобетона, керамзитобетона, монолитного бетона.
• Многоэтажные здания: В том числе и малоэтажные (2-3 этажа) с тяжелыми перекрытиями.
• Дома с подвалом или цокольным этажом: Стены фундамента образуют стены подземного помещения.
• Здания со сложной конфигурацией: Позволяет легко повторять контуры стен любой формы.
• На участках с относительно стабильными грунтами: Где нет сильных перепадов высот или очень слабонесущих грунтов.

Свайный фундамент

Свайный фундамент представляет собой систему отдельных опор, называемых сваями, которые заглубляются в грунт на значительную глубину. Основное отличие свай от обычных столбов заключается в их способности передавать нагрузку от здания на более глубокие, прочные и несущие слои грунта, проходя при этом через слабые или нестабильные верхние слои. Сваи могут работать как «стойки» (передавая нагрузку на твердый грунт под собой) или как «висячие» сваи (передавая нагрузку за счет трения о боковые поверхности грунта).

Верхние части свай обычно объединяются ростверком – железобетонной балкой или плитой, которая служит опорой для стен здания и равномерно распределяет нагрузку между всеми сваями.

Виды свайных фундаментов

Свайные фундаменты классифицируются по способу изготовления и материалу свай.

Винтовые сваи — это стальные трубы с одной или несколькими спиральными лопастями (винтами) в нижней части. Они вкручиваются в грунт, подобно гигантскому шурупу, с помощью специальной техники или вручную. После установки внутренняя полость сваи может быть заполнена бетоном для дополнительной прочности и защиты от коррозии.

Особенности:

• Быстрый монтаж: Один из самых быстрых способов устройства фундамента, часто занимает 1—2 дня.
• Минимальные земляные работы: Не требуется копка котлована или траншей.
• Универсальность: Подходят для сложных рельефов (склоны), обводненных участков, торфяников, а также для строительства в любое время года.
• Возможность повторного использования: В некоторых случаях сваи можно демонтировать и использовать повторно.

Буронабивные сваи — для их устройства сначала бурится скважина необходимого диаметра и глубины. Затем в скважину опускается арматурный каркас (для придания прочности), и после этого скважина заливается бетоном. Существуют разновидности, например, фундамент ТИСЭ, где в нижней части скважины создается уширение для увеличения площади опоры.

Особенности:

• Высокая несущая способность: Позволяют заглубляться на значительную глубину и опираться на прочные слои грунта, проходя через слабые.
• Гибкость в размерах: Диаметр и глубина свай могут быть адаптированы под конкретные нагрузки и грунтовые условия.
• Отсутствие вибраций: Процесс бурения и заливки не создает сильных вибраций, что важно при строительстве вблизи существующих зданий.
• Требуют буровой техники: Для бурения глубоких и широких скважин необходима специализированная техника.

Забивные сваи — это готовые железобетонные сваи заводского изготовления (могут быть квадратного, круглого или прямоугольного сечения). Они доставляются на строительную площадку и забиваются в грунт с помощью специальной техники – копра (сваебойной установки), которая использует ударные или вибрационные методы.

Особенности:

• Очень высокая несущая способность: Самый прочный и надежный вид свай, способный выдерживать колоссальные нагрузки.
• Контроль качества: Заводское изготовление обеспечивает высокое качество свай.
• Быстрота монтажа: При наличии спецтехники процесс забивки достаточно быстр.
• Шум и вибрации: Процесс забивки создает значительный шум и вибрации, что может быть проблемой в жилых районах.
• Требуют спецтехники: Необходим доступ для крупногабаритной сваебойной установки.

Преимущества и недостатки свайного фундамента:

Преимущества:

• Эффективность на слабых грунтах: Идеальны для строительства на пучинистых, обводненных, торфяных или слабонесущих грунтах, так как позволяют передать нагрузку на глубокие, более прочные слои.
• Минимальные земляные работы: Значительно сокращают объем земляных работ по сравнению с ленточными или плитными.
• Быстрота монтажа: Особенно винтовых и забивных свай.
• Подходит для сложных рельефов: Позволяют строить на склонах или участках с большим перепадом высот без дорогостоящего выравнивания.
• Меньшее воздействие на ландшафт: Сохраняется естественный дренаж участка.
• Экономичность: Часто более экономичен, чем другие типы фундаментов на сложных грунтах, так как позволяет избежать дорогостоящей замены грунта или глубокого заглубления.

Недостатки:

• Невозможность устройства подвала: Свайный фундамент сам по себе не формирует стен подвала. Для его создания потребуются дополнительные работы по возведению стен между сваями.
• Требует объединения ростверком: Для равномерного распределения нагрузки и обеспечения жесткости конструкции сваи обязательно должны быть объединены ростверком.
• Чувствительность к горизонтальным нагрузкам: Отдельные сваи менее устойчивы к боковым смещениям, чем сплошная лента или плита, но ростверк компенсирует этот недостаток.
• Необходимость спецтехники: Забивные и буронабивные сваи требуют использования дорогостоящей специализированной техники.
• Проблемы с шумом и вибрацией: Забивные сваи создают значительный шум и вибрации, что может быть неприемлемо в некоторых условиях.

Для каких строений подходит?

Свайный фундамент является оптимальным выбором для следующих типов строений и условий:

• Легкие и средние постройки: Деревянные дома (брусовые, бревенчатые), каркасные дома, бани, беседки, террасы, небольшие гаражи.
• На участках со сложными грунтовыми условиями: Слабонесущие, пучинистые, обводненные, торфяные грунты.
• На участках с большим перепадом высот или на склонах: Позволяет легко выровнять уровень пола.
• В условиях, где требуется минимизировать земляные работы: Например, на плотно застроенных участках или при ограниченном доступе.
• Для тяжелых и многоэтажных зданий: (с использованием забивных или мощных буронабивных свай) на очень слабых грунтах, где другие типы фундаментов не справятся.

Плитный (монолитный) фундамент

Плитный (монолитный) фундамент представляет собой сплошную железобетонную плиту, которая располагается под всей площадью будущего здания. Эта плита служит единой жесткой основой, которая «плавает» на поверхности грунта или заглубляется на небольшую глубину, равномерно распределяя нагрузку от всего строения на максимально большую площадь. Благодаря своей конструкции, плитные основания эффективно противостоит деформациям грунта, таким как морозное пучение или неравномерная осадка.

Виды плитных фундаментов

Плитные фундаменты могут иметь различные конструктивные особенности.

Монолитная плита (классическая) — это наиболее простой вариант, представляет собой сплошную железобетонную плиту, которая заливается на месте в подготовленную опалубку. Внутри плиты обязательно укладывается двойной арматурный каркас (верхний и нижний пояса) для придания ей прочности на изгиб и растяжение.

Особенности:

• Высокая несущая способность: Отлично распределяет нагрузку на большую площадь.
• Простота конструкции: Относительно проста в исполнении, но требует большого объема бетона и арматуры.
• Подходит для слабых грунтов: Эффективна на пучинистых, слабонесущих и обводненных грунтах.
• Требует утепления пола: Если плита служит основанием пола первого этажа, потребуется дополнительное утепление сверху.

Утепленная шведская плита (УШП) — это современное решение, которое объединяет в себе функции фундамента, утепления и готового основания для пола с интегрированными инженерными коммуникациями. УШП представляет собой монолитную железобетонную плиту, которая укладывается на слой экструдированного пенополистирола (ЭППС) – утеплителя высокой плотности, расположенного под всей плитой и по ее периметру. Внутри плиты, до заливки бетона, монтируются системы теплого пола, водоснабжения и канализации.

Особенности:

• Энергоэффективность: За счет комплексного утепления минимизируются теплопотери через фундамент, что значительно снижает затраты на отопление.
• Готовый пол: После заливки и набора прочности плита является готовым основанием для финишного напольного покрытия.
• Интегрированные коммуникации: Системы отопления, водоснабжения и канализации уже встроены в плиту, что упрощает дальнейшие работы.
• Быстрый монтаж: Относительно быстрый процесс возведения, так как множество этапов объединено.
• Высокая стоимость на начальном этапе: Требует точного проектирования и квалифицированного монтажа, что может быть дороже классической плиты, но компенсируется экономией на дальнейших работах и эксплуатации.
• Сложность ремонта коммуникаций: В случае аварии или необходимости ремонта коммуникаций, расположенных внутри плиты, доступ к ним затруднен.

Ребристая плита — это разновидность монолитной плиты, которая имеет дополнительные ребра жесткости, направленные вниз (или реже, вверх). Эти ребра увеличивают жесткость и несущую способность плиты, позволяя ей эффективно распределять нагрузку и противостоять изгибающим моментам.

Особенности:

• Повышенная жесткость: Лучше сопротивляется деформациям по сравнению с обычной плоской плитой той же толщины.
• Экономия материалов: За счет ребер жесткости можно уменьшить общую толщину плиты и, соответственно, расход бетона и арматуры, сохраняя при этом высокую прочность.
• Сложность опалубки: Устройство опалубки для ребристой плиты более трудоемко.

Преимущества и недостатки плитного фундамента:

Преимущества:

• Высокая несущая способность: Равномерно распределяет нагрузку от здания на большую площадь, что делает его идеальным для тяжелых строений.
• Эффективность на сложных грунтах: Лучшее решение для пучинистых, слабонесущих, обводненных грунтов, а также для участков с неравномерной несущей способностью, так как плита «плавает» вместе с грунтом.
• Простота конструкции: В отличие от ленточных, не требует глубоких траншей и сложной геометрии.
• Защита от влаги: Сплошная плита хорошо защищает от проникновения грунтовых вод в подвал или цокольный этаж (если он есть).
• Готовое основание для пола: В случае УШП, плита сразу служит готовым черновым полом первого этажа.
• Устойчивость к морозному пучению: Благодаря большой площади опоры и возможности утепления, плита меньше подвержена воздействию сил морозного пучения.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Требует большого объема бетона и арматуры, что делает его одним из самых дорогих.
• Значительные земляные работы: Требуется копка котлована по всей площади застройки.
• Длительность строительства: Монолитной плите требуется время для набора прочности бетоном.
• Невозможность устройства полноценного подвала: Если плита лежит на поверхности или заглублена неглубоко, полноценный подвал под ней невозможен без дополнительных конструктивных решений.
• Сложность ремонта коммуникаций: В случае УШП, коммуникации, заложенные в плиту, труднодоступны для ремонта.
• Не подходит для участков с большим уклоном: Требует значительных работ по выравниванию участка.

Для каких строений подходит?

Плитный (монолитный) фундамент является оптимальным выбором для следующих типов строений и условий:

• Тяжелые капитальные строения: Дома из кирпича, газобетона, пенобетона, монолитного бетона, многоэтажные коттеджи.
• На участках со сложными грунтовыми условиями: Слабонесущие, пучинистые, обводненные грунты, торфяники, а также при высоком уровне грунтовых вод.
• В качестве готового пола первого этажа: Особенно актуально для УШП, где в плиту интегрированы все коммуникации и система отопления.
• При необходимости минимизировать осадку здания: Плита обеспечивает максимальную стабильность и равномерность осадки.
• Для зданий без подвала: Если наличие подвала не является приоритетом, плитное основание может быть очень эффективным решением.

Свайно-ростверковый фундамент

Свайно-ростверковый фундамент представляет собой гибридную конструкцию, которая сочетает в себе элементы свайного и ленточного. Он состоит из двух основных частей:

• Сваи — вертикальные опоры, которые заглубляются в грунт (проходя через слабые слои) до достижения более плотных, несущих слоев. Сваи воспринимают основную вертикальную нагрузку от здания.
• Ростверк — горизонтальная железобетонная балка или плита, которая объединяет верхние части всех свай в единую жесткую систему. Ростверк служит опорой для несущих стен здания и равномерно распределяет нагрузку между сваями, а также предотвращает их горизонтальное смещение.

Эта конструкция позволяет передавать нагрузки на глубокие слои грунта, минуя нестабильные верхние, при этом обеспечивая непрерывную опору для стен.

Виды ростверков

Ростверк является ключевым элементом свайно-ростверкового фундамента и может быть выполнен в нескольких вариантах, влияющих на его взаимодействие с грунтом и общую конструкцию:

• Высокий (висячий) ростверк. Ростверк располагается над уровнем земли, с зазором между его нижней поверхностью и грунтом (обычно 10—15 см и более). Этот тип ростверка полностью исключает контакт с пучинистым грунтом, предотвращая воздействие сил морозного пучения на саму балку. Пространство под ростверком остается вентилируемым. Идеален для сильнопучинистых грунтов.
• Заглубленный ростверк. Нижняя часть ростверка заглубляется в грунт, обычно на 20—50 см, но выше глубины промерзания. Требует более тщательной подготовки основания под ростверком (песчано-щебеночная подушка) и эффективной гидроизоляции. Применяется на слабопучинистых или непучинистых грунтах. Менее подвержен горизонтальным смещениям, чем висячий, но может быть подвержен воздействию касательных сил пучения.
• Наземный ростверк (поверх земли). Ростверк располагается непосредственно на спланированной поверхности грунта, без заглубления. Применяется на непучинистых, стабильных грунтах. Требует тщательной подготовки основания и защиты от влаги. Редко используется для жилых домов из-за риска воздействия пучения и необходимости качественной отмостки.

По материалу и способу изготовления:

• Монолитный ростверк — заливается на месте из бетона с армированием, образуя единое целое со сваями (если сваи буронабивные) или опираясь на оголовки других типов свай. Наиболее прочный и надежный.
• Сборный ростверк — собирается из готовых железобетонных балок, которые укладываются на оголовки свай и соединяются между собой. Менее распространен в частном строительстве.

Преимущества и недостатки свайно-ростверкового фундамента:

Преимущества:

• Высокая несущая способность: Сочетает преимущества свай (опора на глубокие слои) и ленты (равномерное распределение нагрузки). Подходит для тяжелых зданий на сложных грунтах.
• Эффективность на сложных грунтах: Идеален для пучинистых, слабонесущих, обводненных грунтов, а также для участков с большим перепадом высот.
• Минимальные земляные работы: Значительно меньше объем земляных работ по сравнению с ленточным или плитным.
• Экономичность: Часто более выгоден, чем полноценный заглубленный ленточный или плитный на проблемных участках, так как позволяет избежать дорогостоящей замены грунта.
• Устойчивость к морозному пучению: Особенно при использовании высокого (висячего) ростверка, так как он не контактирует с промерзающим грунтом.
• Быстрота монтажа: Особенно при использовании винтовых свай.

Недостатки:

• Невозможность устройства подвала: Как и свайный фундамент, сам по себе не создает стен подвала. Для его обустройства потребуются дополнительные работы.
• Требует точного расчета: Проектирование должно учитывать множество факторов: тип свай, шаг свай, размеры ростверка, нагрузки.
• Необходимость спецтехники: Для бурения или забивки свай может потребоваться специализированное оборудование.
• Сложность утепления пола: Требует отдельного утепления пола первого этажа, так как ростверк может быть холодным.
• Требует качественной забирки/цоколя: Пространство между ростверком и землей необходимо закрывать забиркой (цоколем) для защиты от ветра, снега и животных.

Для каких строений подходит?

Свайно-ростверковый фундамент является оптимальным выбором для следующих типов строений и условий:

• Тяжелые и средние постройки: Дома из кирпича, газобетона, пенобетона, бруса, каркасные дома, где требуется надежная опора на глубокие слои грунта.
• На участках со сложными грунтовыми условиями: Сильнопучинистые, слабонесущие, обводненные, торфяные грунты.
• На участках с большим перепадом высот или на склонах: Позволяет легко выровнять уровень пола без значительных земляных работ.
• В условиях, где необходимо минимизировать земляные работы: Например, на плотно застроенных участках.
• При необходимости обеспечить высокую устойчивость к морозному пучению: Особенно с использованием высокого ростверка.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент представляет собой систему отдельных опор (столбов), которые заглубляются в грунт и располагаются в наиболее нагруженных точках будущего строения: по углам, в местах пересечения несущих стен, а также по периметру с определенным шагом (обычно 1.5—2.5 метра). Эти опоры передают локализованную нагрузку от здания на грунт.

В отличие от ленточного, который создает непрерывную опору, столбчатый фундамент опирается на грунт точечно. Верхние части столбов могут быть объединены железобетонной балкой или плитой (ростверком) для равномерного распределения нагрузки и обеспечения жесткости конструкции, но это не является обязательным для всех легких строений.

Виды столбчатых фундаментов:

Столбчатые основания различаются по материалу и способу изготовления столбов.

Столбы из кирпича. Столбы выкладываются из полнотелого керамического или силикатного кирпича на цементном растворе. Они могут быть квадратного, прямоугольного или круглого сечения. Особенности:

• Доступность материалов: Кирпич – широкодоступный материал.
• Простота монтажа: Не требует сложной опалубки или спецтехники.
• Требует гидроизоляции: Кирпич гигроскопичен, поэтому необходима тщательная гидроизоляция для защиты от влаги и разрушения.
• Ограниченная несущая способность: Подходит только для легких строений.

Столбы из бетона (монолитные). Столбы заливаются на месте в заранее подготовленную опалубку (из дерева, металла или асбестоцементных труб) с обязательным армированием стальными стержнями. Особенности:

• Высокая прочность: Монолитный бетон с армированием обеспечивает высокую несущую способность.
• Долговечность: При правильном уходе за бетоном и гидроизоляции служит очень долго.
• Гибкость в размерах: Можно изготовить столбы любого необходимого диаметра и высоты.
• Требует времени: Бетону необходимо время для набора прочности.

Столбы из камня. Столбы выкладываются из природного камня (бутового камня, щебня) на цементном растворе. Особенности:

• Эстетичность: Может иметь привлекательный внешний вид, если камень остается видимым.
• Долговечность: Камень – очень прочный и долговечный материал.
• Трудоемкость: Каменная кладка требует определенных навыков и времени.
• Большой расход раствора: Необходимо много цементного раствора для связки камней.

Преимущества и недостатки столбчатого фундамента:

Преимущества:

• Экономичность: Значительно меньше расход материалов (бетона, арматуры) и земляных работ по сравнению с ленточным или плитным, что снижает общую стоимость.
• Быстрота монтажа: Относительно быстрый процесс возведения, особенно для кирпичных или бетонных столбов.
• Минимальные земляные работы: Не требуется копка котлована или длинных траншей, только ямы под столбы.
• Подходит для сложных рельефов: Идеален для участков с небольшим перепадом высот, где можно легко выровнять уровень столбов.
• Меньшее воздействие на окружающий ландшафт: Сохраняется естественный дренаж участка.

Недостатки:

• Ограниченная несущая способность: Классические столбчатые основания подходят только для легких строений. Для тяжелых домов потребуется либо очень большое количество столбов, либо их объединение мощным ростверком, что приближает его к свайно-ростверковому.
• Невозможность устройства подвала: Подземное помещение невозможно без дополнительных затрат на устройство стен подвала между столбами.
• Чувствительность к горизонтальным нагрузкам: Отдельные столбы менее устойчивы к боковым смещениям, чем сплошная лента или плита.
• Подверженность морозному пучению: Если столбы не заглублены ниже глубины промерзания или не защищены от сил пучения, они могут быть выдавлены из грунта.
• Необходимость забирки/цоколя: Пространство между столбами и землей необходимо закрывать (забирка или цоколь) для защиты от ветра, снега, животных и для улучшения эстетики.

Для каких строений подходит?

Столбчатый фундамент является оптимальным выбором для следующих типов строений:

• Легкие постройки: Деревянные дома (брусовые, бревенчатые), каркасные дома.
• Хозяйственные постройки: Бани, беседки, террасы, веранды, легкие гаражи.
• На относительно стабильных грунтах: Где нет сильного пучения или высокого уровня грунтовых вод.
• На участках с небольшим перепадом высот: Позволяет выровнять уровень пола без значительных земляных работ.
• При ограниченном бюджете: Является одним из наиболее экономичных вариантов.

Сравнительная таблица основных видов фундаментов

Факторы, влияющие на выбор типа фундамента

Выбор правильного типа фундамента – это критически важный этап проектирования и строительства, который определяет долговечность и надежность всего здания. Этот выбор должен основываться на анализе приведенных ниже факторов.

Тип грунта

Характеристики грунта на участке являются одним из ключевых факторов, определяющих несущую способность фундамента и его поведение.

• Глинистые грунты: Глины и суглинки являются пучинистыми грунтами, то есть они расширяются при замерзании и сжимаются при оттаивании из-за содержания воды. Это может вызывать подъем и опускание основания, приводя к деформациям. Для таких грунтов часто требуются заглубленные (ниже глубины промерзания), свайно-ростверковые или плитные фундаменты, которые способны противостоять силам пучения.
• Песчаные грунты: Пески (особенно крупные и средней крупности) являются непучинистыми или слабопучинистыми, хорошо пропускают воду и обладают высокой несущей способностью. Для них подходят практически все типы фундаментов, включая мелкозаглубленные ленточные или столбчатые, при условии достаточной плотности.
• Суглинки: Промежуточный тип между глиной и песком, обладают средней пучинистостью. Выбор оптимального вида зависит от конкретного состава и влажности.
• Скальные грунты: Самые надежные и прочные. На них можно строить практически любые фундаменты, включая столбчатые или мелкозаглубленные, так как они не подвержены пучению и обладают очень высокой несущей способностью.
• Торфяники и слабые насыпные грунты: Обладают очень низкой несущей способностью и высокой сжимаемостью. Требуют специальных решений, таких как свайные (опирающиеся на более плотные слои ниже торфа) или плитные фундаменты, которые распределяют нагрузку на большую площадь.

Уровень грунтовых вод (УГВ)

Уровень грунтовых вод (УГВ) – это глубина, на которой постоянно или сезонно находится вода в грунте.

• Высокий УГВ: Если УГВ находится близко к поверхности, это значительно усложняет строительство. Вода может подтапливать котлован, снижать несущую способность грунта, вызывать морозное пучение и проникать в подвал. Для высокого УГВ часто применяют плитные (с хорошей гидроизоляцией), свайно-ростверковые (где ростверк находится выше УГВ) или заглубленные фундаменты с мощной дренажной системой и гидроизоляцией.
• Низкий УГВ: Упрощает выбор основания, так как риск подтопления и сильного пучения (связанного с водой) значительно снижается.

Вес и конструкция будущего строения

Общий вес здания и его конструктивные особенности напрямую влияют на требуемую несущую способность основания.

• Материал стен:
  • Кирпич, бетон, газобетон — это тяжелые материалы, требующие мощных оснований — заглубленных ленточных, плитных или свайно-ростверковых.
  • Дерево (брус, бревно), каркасные конструкции — это более легкие материалы, для которых могут подойти более экономичные варианты – мелкозаглубленные ленточные, столбчатые или свайные.
• Этажность: Чем больше этажей, тем выше общая нагрузка на основание. Многоэтажные дома требуют более массивных и прочных фундаментов.
• Наличие подвала/цокольного этажа: Если планируется подвал, то фундамент (как правило, заглубленный ленточный или плитный) должен формировать его стены и быть рассчитан на боковое давление грунта и грунтовых вод.

Климатические условия

Температурный режим региона, особенно глубина промерзания грунта, оказывает существенное влияние на выбор и конструкцию основания.

• Глубина промерзания грунта — это максимальная глубина, на которую промерзает грунт зимой. В холодных регионах фундамент должен быть заложен ниже этой отметки (для заглубленных типов), чтобы его подошва находилась в непромерзающем слое. Если фундамент заложен выше, он должен быть защищен от сил морозного пучения (например, утеплением или дренажом).
• Количество осадков — осадки могут влиять на УГВ и влажность грунта, что усиливает пучение.

Бюджет

Стоимость фундамента может составлять значительную часть от общих затрат на строительство дома. Примерные затраты:

• Самые экономичные: Столбчатые и винтовые свайные фундаменты (для легких строений).
• Средняя стоимость: Мелкозаглубленные ленточные, буронабивные сваи с ростверком.
• Самые дорогие: Заглубленные ленточные и плитные (особенно УШП), из-за большого объема земляных работ, расхода бетона и арматуры.
• Соотношение «цена-качество-надежность». Важно найти баланс между экономией и необходимой надежностью. Экономия на основании может привести к гораздо большим расходам на ремонт в будущем.

Нормативные документы

Общие нормативные документы для всех типов фундаментов

Для обеспечения надежности и долговечности фундаментов в строительстве необходимо руководствоваться действующими нормативными документами. Вот основные из них:

Нормативные документы для конкретных типов фундаментов

Ленточный

Плитный (монолитный)

Свайный и свайно-ростверковый

Столбчатый

Инженерные изыскания обязательны для всех типов фундаментов (СП 22.13330.2016, п. 1.4). Без геологии проектирование запрещено!

Этапы устройства фундамента

Возведение фундамента – это сложный и многоэтапный процесс, требующий строгого соблюдения технологий и последовательности работ. Каждый этап имеет критическое значение для долговечности и надежности всего строения.

Изыскания и проектирование

Этот этап является отправной точкой и одним из самых важных, так как ошибки здесь могут привести к катастрофическим последствиям.

1. Геологические изыскания (определение типа грунта, УГВ). На этом этапе специалисты проводят бурение скважин на участке, отбирают пробы грунта и воды. Цель – определить состав и физико-механические свойства грунтов (несущая способность, пучинистость), а также уровень залегания грунтовых вод (УГВ) и его сезонные колебания. Эти данные критически важны для выбора подходящего типа фундамента и его параметров.
2. Расчет нагрузок. Инженеры-проектировщики рассчитывают все возможные нагрузки, которые будет испытывать основание: постоянные (вес стен, перекрытий, кровли, мебели), временные (снеговая, ветровая, вес людей), а также динамические (если применимо).
3. Проектирование: На основе данных геологических изысканий и расчетов нагрузок разрабатывается проект фундамента. Он включает в себя выбор типа, его размеры (глубина заложения, ширина), схему армирования, марку бетона, а также решения по гидроизоляции и дренажу.

Подготовка участка

После завершения проектирования и получения всех разрешений начинается подготовка строительной площадки.

1. Разметка. Согласно проекту, на участке производится точная разметка осей будущего здания и контуров основания. Используются геодезические приборы, рулетки, шнуры и колышки. Точность разметки критически важна, так как от нее зависит геометрия всего дома.
2. Выемка грунта (котлован/траншеи). В зависимости от типа фундамента, выполняется копка котлована (для плитного или заглубленного ленточного с подвалом) или траншей (для ленточного) под будущую конструкцию. Глубина и ширина выемки должны строго соответствовать проектным данным. Грунт может удаляться с участка или использоваться для обратной засыпки.

Устройство основания

Подготовка основания под фундамент обеспечивает его стабильность и защиту от воздействия грунта.

1. Песчаная подушка. На дно вырытой траншеи или котлована укладывается слой песка (обычно 10—20 см). Песок тщательно трамбуется послойно с увлажнением. Песчаная подушка служит для выравнивания основания, создания дренажного слоя и равномерного распределения давления.
2. Щебень. Поверх песчаной подушки часто укладывается слой щебня (10-20 см), который также трамбуется. Щебень улучшает дренажные свойства, предотвращает капиллярный подъем влаги и создает прочное основание для бетона.
3. Гидроизоляция (подбетонка/пленка). На подготовленное основание (песок/щебень) укладывается слой гидроизоляционного материала – чаще всего плотная полиэтиленовая пленка или специальная геотекстильная мембрана. Иногда перед гидроизоляцией заливают тонкий слой «подбетонки» (тощий бетон) для создания ровной и чистой поверхности. Гидроизоляция предотвращает уход цементного молочка из свежего бетона в грунт и защищает от капиллярного подъема влаги из земли.

Армирование

Армирование придает железобетонному фундаменту прочность на растяжение, изгиб и сжатие, делая его монолитным и устойчивым к деформациям.

1. Расчет арматуры. Согласно проекту, определяется диаметр, количество и расположение стальных стержней (арматуры) в фундаменте. Расчеты учитывают нагрузки, тип основания и свойства грунта.
2. Вязка каркаса. Из арматурных стержней создается пространственный каркас. Стержни связываются между собой специальной вязальной проволокой в местах пересечений. Сварка арматуры в ответственных конструкциях обычно не рекомендуется, так как может изменить свойства металла. Важно обеспечить защитный слой бетона для арматуры (расстояние от поверхности каркаса до края фундамента), чтобы предотвратить коррозию.

Сморите также материалы:

• Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию
• Арматурные работы
• Как рассчитать количество арматуры для заливки фундамента?
• Как рассчитать арматуру на ленточный фундамент?
• Как рассчитать арматуру на столбчатый фундамент?
• Как правильно вязать арматуру?
• Онлайн калькулятор арматуры
• Классы арматуры
• Арматура — ГОСТ'ы, ТУ, СНИП'ы
• Площадь поперечного сечения арматуры

Заливка бетона

Этап заливки бетона требует оперативности и соблюдения технологических норм.

1. Марка бетона: Выбор марки бетона (например, М200, М250, М300) зависит от проектных нагрузок, типа грунта и климатических условий. Бетон должен обладать необходимой прочностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью.
2. Правила заливки: Бетон заливается в опалубку равномерно, послойно, без больших перерывов, чтобы избежать образования «холодных швов». Важно обеспечить непрерывность процесса.
3. Уплотнение бетона: Свежезалитый бетон обязательно уплотняется с помощью вибраторов. Вибрирование удаляет воздушные пузырьки, улучшает сцепление бетона с арматурой и повышает его плотность и прочность.
4. Уход за бетоном: После заливки бетон необходимо защитить от быстрого высыхания (накрыть пленкой, периодически увлажнять) и от перепадов температур (особенно в жаркую или морозную погоду). Это обеспечивает правильный процесс гидратации цемента и набор проектной прочности. Основную прочность бетон набирает в течение 28 дней.

Гидроизоляция и утепление

Эти меры обеспечивают защиту фундамента от влаги и снижение теплопотерь.

1. Горизонтальная гидроизоляция. Устраивается по верху основания (между фундаментом и стенами) для предотвращения капиллярного подъема влаги в стены. Обычно это два слоя рулонного битумного материала (рубероид, гидроизол).
2. Вертикальная гидроизоляция. Наносится на внешние боковые поверхности  (если он заглублен) для защиты от прямого контакта с грунтовой влагой. Может быть обмазочной (битумные мастики), оклеечной (рулонные материалы) или проникающей.
3. Утепление фундамента (ЭППС). Утепление снаружи экструдированным пенополистиролом (ЭППС) предотвращает промерзание грунта под фундаментом (снижая силы морозного пучения) и значительно уменьшает теплопотери через подземную часть здания. Это особенно важно для заглубленных фундаментов и УШП.
4. Дренаж. Система дренажных труб, уложенных вокруг основания, собирает избыточную грунтовую воду и отводит ее в специальный колодец или ливневую канализацию. Это снижает гидростатическое давление и предотвращает его подтопление.

Частые ошибки при строительстве фундамента и как их избежать

Ошибки, допущенные на этапе строительства фундамента, являются наиболее дорогостоящими и сложными для исправления. Избежать их можно только при соблюдении технологии.

Недооценка геологических изысканий

Игнорирование или проведение неполных геологических изысканий участка. Строительство «на авось», без понимания типа грунта, его несущей способности и уровня грунтовых вод.

• Последствия: Выбор неподходящего типа фундамента, неравномерная осадка, трещины в стенах, разрушение конструкций, подтопление подвала.
• Как избежать: Обязательно заказывайте полноценные инженерно-геологические изыскания у квалифицированных специалистов. Это инвестиция, которая окупится многократно, предотвратив дорогостоящие проблемы.

Экономия на материалах

Использование бетона более низкой марки, чем требуется по проекту, уменьшение количества или диаметра арматуры, применение некачественных гидроизоляционных материалов.

• Последствия: Снижение прочности и долговечности, появление трещин, коррозия арматуры, проникновение влаги, сокращение срока службы здания.
• Как избежать: Строго следуйте проектной документации. Закупайте материалы у проверенных поставщиков, требуйте сертификаты качества. Не экономьте на марке бетона и арматуре – это несущие элементы.

Нарушение технологии заливки/ухода за бетоном

Заливка бетона при неподходящих погодных условиях (сильный мороз без противоморозных добавок, жара без увлажнения), отсутствие или недостаточное вибрирование бетона, несоблюдение сроков распалубки, отсутствие ухода за бетоном в период набора прочности.

• Последствия: Образование пустот и раковин в бетоне (снижение прочности), появление «холодных швов» (нарушение монолитности), трещины усадки, снижение морозостойкости и водонепроницаемости бетона.
• Как избежать: Заливайте бетон в соответствии с рекомендациями производителя и проекта. Обязательно используйте глубинные вибраторы для уплотнения. В жаркую погоду увлажняйте поверхность бетона и накрывайте пленкой. В холодную – применяйте противоморозные добавки и укрывайте бетон. Соблюдайте сроки набора прочности перед нагружением.

Отсутствие или неправильная гидроизоляция/утепление

Полное отсутствие гидроизоляции, использование некачественных материалов, нарушение технологии укладки гидроизоляции (например, плохая проклейка швов), отсутствие или недостаточное утепление.

• Последствия: Проникновение влаги в подвал/цоколь (сырость, плесень, грибок), разрушение бетона основания из-за циклов замерзания-оттаивания, повышение теплопотерь здания, воздействие морозного пучения.
• Как избежать: Проектируйте и выполняйте комплексную гидроизоляцию (горизонтальную и вертикальную) с использованием качественных материалов. При необходимости предусматривайте дренажную систему. Утепляйте фундамент (особенно в пучинистых грунтах и холодных регионах) материалами с низкой теплопроводностью (например, ЭППС).