Даже далёкому от темы строительства человеку ясно, что верхний слой почвы, превращающийся весной и осенью из-за обилия влаги в жижу, не может служить основанием для постройки. Необходимо обеспечить опирание на более надёжную поверхность, для чего здание оснащают заглубляемой частью — фундаментом. Но каким должен быть этот самый фундамент для дома? Вариантов существует не один и не два, давайте же подробно с этим вопросом разберёмся.
Содержание
Знакомство с разновидностями фундаментов будет более осмысленным, если предварительно определить критерии выбора данной конструкции. Итак, хороший фундамент должен:
Понимая это, можно переходить к изучению разновидностей этого конструктивного элемента.
Если прочный грунт залегает сравнительно неглубоко, обычно применяют столбчатые основания.
Самый дешёвый вариант, представляющий собой упорядоченную группу столбов. Они обязательно устанавливаются в углах постройки и в прочих местах пересечения несущих стен, а при необходимости — ещё и вдоль стен с определённым шагом, который зависит от конфигурации и веса строения.
Столбчатый фундамент применяется на прочных грунтах для небольших по весу строений
Площадь опирания столбчатого фундамента мала, поэтому возводится он только под лёгкими постройками: каркасными домами, деревянными либо построенными из пеноблоков (в этом случае на столбы укладывается пояс из железобетона или металлопроката). При значительной массе строения удельное давление на грунт окажется чрезмерно большим. Следует также учесть, что в доме с подобным основанием устроить подвал невозможно.
По используемому материалу столбчатые фундаменты делятся на:
Это устаревшая технология, но в силу своей дешевизны она может оказаться вполне уместной и сегодня, например, при строительстве дачного домика или сарая. Следует использовать нижнюю часть сосновых или дубовых деревьев диаметром от 25 см, которая устанавливается прикорневой частью (её называют комлем) вниз. В качестве биозащиты, предотвращающей гниение, применяют отработку, дёготь и современные антисептики.
Деревянные столбы необходимо обработать антисептическими пропитками
Полезно также обжечь наружную поверхность ствола газовой горелкой или паяльной лампой. Тогда она будет намного менее подвержена разрушению и поражению грибком. Однако нужно понимать, что даже при самых эффективных мерах защиты срок службы деревянного фундамента окажется сравнительно коротким.
Чтобы увеличить площадь опирания, под деревянный столб можно подложить крестовину из отрезков бруса длиной 70 см (для надёжности она соединяется со столбом в шип) или ЖБ-плиту. Эффективнее всего залить плиту прямо на месте и утопить столб сантиметров на 15 в ещё жидкий раствор — это обеспечит его надёжную фиксацию.
По завершении монтажа выемку, в которой установлен столб, засыпают песком с послойной трамбовкой (для хорошего уплотнения песок предварительно смачивают).
Более прочный и долговечный вариант, но при этом опять же имеющий вполне демократичную стоимость. Она обусловлена применением никак не обработанного природного камня — бутового (известняк, доломит, песчаник) или гранитного.
Используются фрагменты размером 20–30 см, которые складываются в столб с заполнением просветов щебнем и цементным раствором (бутобетонная кладка). При этом нужно помнить и о перевязке швов.
Вместо камня можно применить другой дешёвый материал — кирпичный бой.
При возведении такого фундамента особое внимание следует уделять выбору кирпича: он должен быть как можно более влагоустойчивым. Наилучшим образом этому требованию соответствует кирпич-железняк. В крайнем случае допускается применение и других видов, но только при условии обработки надёжной гидроизоляцией.
Кирпичные столбы уступают железобетонным по прочности, но превосходят деревянные по сроку службы
Особенность ЖБ-столбов состоит в том, что для их строительства не обязательно выкапывать большой котлован. Можно сделать одно или несколько отверстий садовым буром, затем установить туда асбестоцементную или пластиковую трубу и залить в неё бетон. На дне выемки перед установкой трубы нужно сделать песчано—гравийную засыпку, а в трубу перед заливкой бетона установить арматурный каркас (бетон плохо работает на растяжение). Пластиковая труба выступает не только формой для бетона, но и защищает его от воды. Асбестовую трубу перед установкой нужно обмазать битумом.
За неимением трубы можно использовать цилиндрическую оболочку, сшитую из рубероида.
Из-за опасности перекоса не допускается применение столбчатого фундамента на участках с большим уклоном.
При значительной массе строения (кирпичный дом) либо низкой несущей способности грунта приходится увеличивать площадь опирания, поэтому фундамент строят в виде сплошных лент под всеми капитальными стенами. Затраты средств и труда по сравнению со столбчатым аналогом увеличиваются, но зато появляется возможность устроить в доме подвал — ленты фундамента станут его стенами. Кроме того, такое основание застраховано от перекосов даже при значительном уклоне строительной площадки.
Ленточный фундамент требует больших затрат, чем столбчатый, но зато он выдержит гораздо более тяжелый дом и позволит устроить в нем подвал
Существует несколько видов ленточных фундаментов:
Изготавливается непосредственно на стройплощадке путём заполнения опалубки жидким бетоном. В индивидуальном строительстве именно этот тип основания применяется чаще всего, поскольку для его возведения не требуется спецтехника.
Сегодня выпускаются специальные формы из пенопласта, которые можно использовать вместо деревянной опалубки. Выигрыш от такого решения получается двойной:
Несъёмная оплубка более удобна, чем деревянная: после заливки фундамента ее не надо снимать, потому что она является эффективным утеплителем
Пенопласт нужно как можно быстрее защитить при помощи отделочных материалов от содержащегося в солнечном свете ультрафиолетового излучения, которое его разрушает.
Строится из готовых железобетонных блоков, которые устанавливаются на бетонную плиту. Для объединения в одно целое фундаментные блоки имеют специальные пазы, которые после установки на место нужно заполнить раствором. Возводить фундамент из блоков проще и быстрее, но для их доставки и монтажа нужны грузовой автомобиль и подъёмный кран.
Для построек большой массы выпускаются блоки с увеличенной подошвой (изделие похоже на перевёрнутую букву «Т»), благодаря чему существенно уменьшается удельное давление на грунт.
Блоки с увеличенной подошвой способны выдерживать очень большой вес
Стыки между блоками подвержены промерзанию, поэтому сборный фундамент не очень хорошо подходит для домов с цокольным этажом.
Недорогой вариант ленточного фундамента, который сооружается так же, как и каменные столбы (см. выше). По прочности уступает железобетонному аналогу, поэтому допускается к применению только при высоте здания не более двух этажей. Ещё одно требование: ширина такого фундамента должна быть не менее 60 см.
Для устройства ленточных фундаментов под лёгкими деревянными домами, владельцы которых желают иметь подвал (столбчатый фундамент, как уже говорилось, такой возможности не даёт), выпускаются специальные панели из ячеистого бетона, поры которого заполнены утеплителем.
При их изготовлении в бетонную смесь добавляют гидрофобизирующие добавки, благодаря чему отпадает необходимость в проведении работ по гидроизоляции фундамента. Толщина панелей составляет 260 мм.
Самый дорогой вид основания. Это уже не узкие ленты, построенные только под несущими стенами, а полностью перекрывающая постройку монолитная ЖБ-плита. Дороговизна обусловлена не только её размерами, но и необходимостью применять усиленное армирование.
Монолитная железобетонная плита — самый дорогой из всех сущестующих типов фундаментов
К устройству плитного фундамента приходится прибегать в том случае, когда строительство ведётся на слабом, непредсказуемом грунте или в условиях высокого уровня грунтовых вод. Плита даёт следующие преимущества:
Если грунт с достаточной несущей способностью залегает слишком глубоко, любое из описанных оснований будет иметь чрезмерно высокую стоимость. В подобных ситуациях применяют ещё одну разновидность — свайный фундамент.
Сваи представляют собой длинные прочные железобетонные или стальные стержни, которые внедряются в грунт до нужной глубины.
Устройство свайного фундамента позволит построить дом на слабых грунтах и на плывунах
Существуют следующие разновидности свай:
Винтовая свая вкручивается в грунт как бур, поэтому ее можно установить самостоятельно. Но для этого понадобятся помощники
Две первые разновидности внедряются в грунт посредством ударного воздействия или вдавливания. Винтовые сваи не требуют применения сваебойной техники, их можно установить самостоятельно. Для этого понадобятся длинный рычаг и несколько помощников.
Этап проектирования всегда начинается с исследования грунта на участке строительства с целью оценки его несущей способности, сжимаемости и уровня грунтовых вод. Эту работу обязательно должны проводить специалисты лицензированной организации, которые вынесут своё решение после анализа несколько проб, взятых при помощи специального бура.
Строить наобум, даже располагая данными о грунтах на соседних участках (если кто-то из соседей уже заказывал такое исследование), крайне не рекомендуется, поскольку геологическая ситуация на вашей территории может отличаться от имеющейся поблизости.
Грунты бывают разными, но в целом все они представляют различные сочетания всего двух крайних форм:
Песчаник имеет рассыпчатую структуру и не разбухает при намокании
Глинистый грунт отличается большой подвижностью за счет расширения и сжатия при намокании и высыхании
А вот промежуточные формы:
Обе разновидности могут быть лёгкими, тяжёлыми и пылеватыми. Очевидно, что чем ближе грунт к глинистому, тем более проблемным он является с точки зрения строительства.
От содержания глины в грунте зависит такая важная его характеристика, как пучинистость. Она напрямую связана со способностью задерживать влагу: чем больше воды будет в грунте к наступлению морозов, тем сильнее он увеличится в объёме при замерзании этой самой воды. Если промерзание грунта распространится ниже подошвы фундамента, последний подвергнется выдавливающему воздействию снизу.
Таким образом, от пучинистости зависит глубина заложения фундамента:
На недостаточно заглубленный фундамент на пучинистом грунте действует выталкивающая сила. Такой фундамент будет будет постоянно деформироваться и может треснуть
Части фундамента, расположенные под внутренними стенами, можно заглублять на 0,5–0,6 м независимо от типа грунта.
При строительстве на пучинистом грунте глубину заложения фундамента можно уменьшить двумя способами:
Что касается несущей способности грунта, то она зависит от множества характеристик:
Несущую способность грунта определяют по специально разработанным методикам.
Всё вышесказанное относится к наиболее распространённым рыхлым грунтам. Кроме них встречаются скальные грунты, представляющие собой очень надёжное основание для строительства.
Скальные грунты отличаются высокой прочностью, поэтому на них устраивают незаглубленные ленточные или свайные фундаменты
Проектирование и расчёт фундаментов следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01–87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты». Перед выполнением расчётов необходимо определить ряд параметров.
Определяется по формуле: S = M / P, где M — масса всего строения, включая фундамент (кг); P — несущая способность грунта (кг/см2).
Применяется та же формула, но в несколько изменённом виде: П = М / Sф, где М — масса надфундаментной части строения (кг); Sф — площадь, которой строение опирается на фундамент (см2).
Запас по прочности целесообразно делать небольшим, так как чем более прочным является материал, тем дороже он стоит.
При выполнении расчётов определяется глубина заложения фундамента. О том, как это делается, мы уже говорили. Помимо этого выполняют:
Методика достаточно сложна, поэтому выполнять такую работу должны профессиональные инженеры-строители.
Для строительства фундамента используют тяжёлый бетон. При выборе нужно обращать внимание на следующие характеристики:
Фундамент всегда покрывается слоем гидроизоляции, поэтому для него можно применять бетон с невысокими показателями морозоустойчивости, например, марки F50
Оптимальными для заливки ленточного фундамента считаются бетоны с подвижностью П3 и П4. В первом случае при укладке обязательно следует использовать виброплиту, во втором — её использование очень желательно. Бетон с индексом подвижности П5 является слишком текучим и для подобных целей обычно не используется. Бетон П2 можно использовать только при условии редкого расположения арматуры, применение виброплиты является обязательным.
Сегодня существует достаточно много предприятий, занимающихся производством и доставкой бетонной смеси готовой (БСГ). Однако практика показала, что среди них немало недобросовестных, поэтому выбирать поставщика нужно очень тщательно. На всякий случай рекомендуется заказать бетон на 1–2 ступени выше по марочной прочности, чем требуется по расчёту.
Ну а самый надёжный вариант — изготовить бетон самостоятельно. Для этого нужно скрупулёзно изучить технологию (в сети есть множество публикаций на эту тему) и взять в аренду бетономешалку с приводом — раствор, приготовленный в корыте путём перемешивания лопатой, получается на 40% менее прочным.
Процесс возведения рассмотрим на примере самой популярной разновидности — ленточного фундамента. Вот из каких этапов он состоит:
Разметка будущего фундамента производится при помощи шнура и колышков (или специальных стульчиков)
Подушка под фундамент представляет собой совокупность тщательно утрамбованных слоев песка и гравия (или щебня)
Деревянная опалубка перед заливкой бетона обязательно укрепляется боковыми подпорками
В углах арматурного каркаса используются цельные пруты, согнутые под необходимым углом
В каркасе фундамента устраиваются специальные отверстия—продухи. Они нужны для вентиляции и удаления мзбыточной влаги, просачивающейся из почвы
Заливку бетона лучше всего производить в умеренную погоду — нежаркую и сухую. В период обильных дождей эту операцию лучше отложить. Но нередко случается досадный казус: заполнение опалубки бетонной смесью в самом разгаре, а с неба начало лить как из ведра. В таком случае заливку лучше не прерывать, но траншею надо накрыть полиэтиленовой плёнкой. Открываем поэтапно отдельные небольшие участки, заливаем бетон — и тут же возвращаем укрытие на место.
Специалисты настоятельно рекомендуют защищать от сильного дождя и свежую заливку.
Особенно важно исключить попадание осадков в бетонную смесь глубокой осенью, когда ночные заморозки вполне реальны. Если допустить заливание бетона дождевой водой, результат будет плачевным: монолит превратится в хрупкую субстанцию, которая будет рассыпаться от несильного удара.
Как мы уже знаем, после монтажа опалубки подушка застилается рубероидом. Это горизонтальная гидроизоляция, которая защитит от влаги подошву фундамента. Этот же материал или аналогичный (толь, полимерная плёнка) следует наклеить при помощи мастики на боковые стороны, причём не только снаружи, но и внутри.
Внутренняя и наружная поверхности фундаментной ленты обязательно покрываются гидроизоляционым материалом
Наружную боковую (вертикальную) гидроизоляцию нужно защищать от механических повреждений, поскольку на неё будут оказывать давление грунт (при промерзании и сезонных подвижках) и грунтовые воды. Кроме того, она может быть повреждена при засыпке траншеи. Такой защитой может выступать утеплитель или стенка из кирпича. Если они по каким-либо причинам не могут быть установлены, нужно хотя бы наклеить гидроизоляцию в несколько слоёв.
Вместо отделки рулонным материалом можно применить оштукатуривание.
Места прокладки инженерных коммуникаций сквозь фундамент необходимо герметизировать при помощи жидкого стекла или мастики.
Сегодня выпускаются специальные составы на основе силикона, которые делают поверхность бетона несмачиваемой. Они устраняют капиллярный эффект в порах, благодаря которому происходит впитывание воды. Называются они гидрофобизаторами. Водорастворимые разновидности можно добавлять в состав бетона, производя объёмную гидрофобизацию.
Материалы на основе органических растворителей наносят на поверхность, при этом они пропитывают бетон на 1 – 2 см. Правда, нужно учитывать, что гидрофобизированный бетон имеет низкую адгезию, поэтому наклеить на него что-либо будет невозможно.
Утеплять все строительные конструкции кроме кровли следует снаружи, иначе, будучи изолированными от тёплого внутреннего пространства, они будут чаще промерзать и оттаивать. В случае с фундаментом нужно подбирать такой утеплитель, который мог бы выдерживать давление со стороны грунта при его промерзании или подвижках. Таким требованиям удовлетворяют:
Листы пенополистирола устанавливаются очень просто: они приклеиваются к гидроизоляции, а затем ещё и прикручиваются тарельчатыми дюбелями (шляпка имеет увеличенный диаметр). Следует применять специальные листы с такой конфигурацией торцов, которая позволяет производить бесшовную укладку. Если же используются обычные листы, швы между ними нужно заделывать монтажной пеной.
Листы экструдированного пенополистирола хорошо удерживает тепло и надежно защищает слой гидроизоляции от разрушения
Чтобы атмосферная влага не проникала в примыкающий к фундаменту грунт, вокруг дома устраивается бетонированная полоса шириной 1 м. Делается она так:
Схема устройства отмостки вокруг ленточного фундамента
Для отделки надземной части фундамента выпускаются специальные материалы, которые отличаются от стеновых повышенной прочностью. Наиболее популярными являются:
Цокольный сайдинг может быть стилизован под камень, кирпич или дерево ценных пород
Цокольные панели и сайдинг прикручиваются к обрешётке, каменные плиты крепятся на раствор или клей.
Необходимо помнить о том, что фундамент относится к числу наиболее ответственных частей постройки. Поэтому весьма желательно, чтобы его проектированием и строительством занимались специалисты. Если вы всё-таки намерены делать его самостоятельно, выполняйте каждый этап с предельным старанием и тщательностью, уделяя особое внимание технологии приготовления бетона.