Типы фундаментов для многоэтажных домов


Виды фундаментов многоэтажных зданий

Основные типы фундаментов многоэтажных каркасных зданий:

Ленточные фундаменты устраиваются в сборном или сборно-монолитном варианте для зданий с неполным или скрытым каркасом высотой до 16 этажей. Порядок выполнения работ состоит в: доборе грунта до проектных отметок, устройстве выравнивающей песчаной подготовки, укладке фундаментных плит, установке сборных траверс и стаканов или устройстве монолитных фундаментных балок, послойной обратной засыпке пазух фундаментов.

Столбчатые фундаменты устанавливаются в соответствии с ранее рассмотренными рекомендациями для монтажа одноэтажных промзданий.

Монолитные фундаментные плиты устраиваются в качестве фундаментов зданий с высокими нагрузками на колонны, что чаще имеет место в зданиях высотой более 16 этажей. Обычная толщина плоской плиты до 1,0…1,5 м, ребра ребристой плиты могут иметь высоту 2,0 м и более.

Армирование и бетонирование плоских плит ведется обычными методами, при минимальной номенклатуре арматурных сеток и каркасов и с применением высокопроизводительных бетононасосов с послойной укладкой и уплотнением смеси. При устройстве ребристых плит дополнительно возникают объемы работ по установке опалубки и арматуры ребристой части фундамента, что существенно повышает трудоемкость работ.

Фундаменты коробчатой конструкции за счет размещения в них «технических этажей» могут иметь высоту до 6 м. Технологическая последовательность выполнения работ состоит в устройстве нижней плиты, возведении железобетонных стенок и верхней плиты. Из-за высокой трудоемкости работ и большого расхода материальных ресурсов такие конструкции применяются реже, чем плоские и ребристые плиты.

Свайные фундаменты получили широкое распространение в практике строительства многоэтажных и высотных зданий. Последовательность производства работ при забивных сваях включает: забивку проектных и дублирующих свай, обрезку голов свай, устройство ростверка, приямков и каналов для инженерного оборудования и коммуникаций.

Буропабивные свайные фундаменты наиболее эффективны при возведении зданий повышенной этажности, когда грунты основания имеют невысокую несущую способность. Такие сваи выполняют функции глубинных опор с опиранием на более плотные грунты. Для повышения несущей способности свай используют методы бурения путем раскатывания и уплотнения стенок скважин, а также создания различного рода уширений.

Технология производства работ состоит в бурении скважин, армировании, укладке бетонной смеси с последующим устройством ростверка в виде поясов или монолитных железобетонных плит.

Конструкции фундаментов многоэтажных зданий

Статья добавлена в Июне 2016 года

            0

Фундамент определяет прочность и надежность всего сооружения. От правильного и рационального его выполнения во многом зависят экономичность, трудоемкость и темпы возведения здания. Сложность выбора конструции фундаментов в каркасных зданиях повышенной этажности определяется необходимостью передачи на грунт высоких сосредоточенных нагрузок, достигающих 1500, 2000 Т и более. Практика фундаментостроения выработала ряд конструктивных решений фундаментов для каркасных зданий повышенной этажности: свайные фундаменты, применяемые в виде забивных свай квадратного или прямоугольного сечения, набивных свай различных систем, свай-оболочек; фундаменты на естественном основании: ленточные — в виде параллельных (не пересекающихся) или перекрестных лент; плитные — в виде ребристых или безбалочных плит. Выбор типа фундаментов зависит от величины и вида нагрузок, характера, несущей способности и деформативности грунтов основания. Анализ опыта применения обычных забивных свай прямоугольного сечения 30X30 см в многоэтажном каркасном строительстве показал, что вследствие малой расчетной нагрузки на такие сваи, не превышающей 50—60 Т, их не удается практически разместить под колоннами каркаса, несущими нагрузки более 600—800 Т. При конструировании таких фундаментов получается по существу сплошное свайное поле, по которому необходимо выполнить мощный ростверк (способный в ряде случаев без участия свай передавать нагрузку на грунты основания). Для многоэтажного строительства могут применяться сваи увеличенного сечения, например 35x35 см или 40Х40 см, расчетная нагрузка на которые в определенных грунтовых условиях может составить 120—150 Т и, таким образом, под опорами колонн будет относительно небольшое количество свай, что позволяет получить компактный, экономичный ростверк. Возможным решением является конструкция свай-оболочек диаметром до 2 м, используемых, в частности, в мостостроении в связи с возможностью передачи на одну такую сваю нагрузки до 500—600 Т. При этом создается возможность опирать колонну на одну сваю-оболочку. Опыт показывает, что цилиндрические оболочки диаметром до 3 м и длиной до 10—12 м достаточно легко погружаются вибропогружателями в любые сжимаемые грунты (со скоростью погружения порядка 0,5 м в минуту). При больших диаметрах свай-оболочек более целесообразно несколько утолщать стенки и не извлекать грунт изнутри оболочки, т. е. оболочка будет погружаться с открытым нижним концом и по мере погружения в ее полости будет образовываться грунтовая пробка (при относительно плотном грунте). Полые круглые сваи диаметром до 0,8 м при погружении их в слабые грунты должны иметь закрытые нижние концы, так как несущая способность таких свай вдвое больше, чем свай, погружаемых с открытым концом. Однако в гражданском строительстве в условиях городской застройки такие сваи-оболочки имеют серьезный недостаток— сильная вибрация при их погружении представляет опасность для окружающих зданий, а шум при погружении этих свай делает невозможным проживание около площадки строительства.  Рис. 11.1. Схема устройства набивных свай типа «Беното» > Перспективными типами свайных фундаментов являются набивные сваи и в первую очередь освоенные производством в московском строительстве сваи системы «Беното» (рис. 11.1). Сваи такого типа, получившие широкое распространение в зарубежном строительстве, выполняются специальной установкой, с помощью которой в грунте образовывается ствол диаметром около 100 см и в него с помощью этой же установки укладывается бетон. Процесс сооружения набивной сваи состоит из следующих операций (см. рис. 11.1): разработки и экскавации грунта с помощью ударного грейфера, крепления стенок скважины с помощью металлических обсадных труб и, наконец, укладки бетона. Расчетная нагрузка на такие сваи, опирающиеся на достаточно прочные грунты основания, может достигать 500—600 Т, т. е. под колонну многоэтажного здания высотой 16—25 этажей потребуется одна или две сваи. Применение набивных свай по сравнению с обычными забивными позволяет значительно (в 2—3 раза) сократить расход арматурной стали. Важнейшим преимуществом такого метода устройства набивных свай является комплексная механизация и высокие темпы работ. Верхняя часть сваи армируется заранее заготовленным пространственным каркасом только на высоту 5—6 м. В верхней торцовой части сваи может быть предусмотрено в случае необходимости гнездо для опирания колонны. Бетон для свай применяется марки 300; в зимних условиях бетон укладывают с противоморозными добавками.  Рис. 11.2. Конструкция набивных свай > Конструкция фундаментов из свай типа «Беното» применена впервые в московской практике строительства для 16-этажного каркасно-панельного жилого дома серии МГ-601, построенного на Воробьевском шоссе (рис. 11.2, а). Под колоннами каркаса, усилия на которые достигают 600 Т, выполнено по одной свае. Концы свай опираются на слой крупнозернистого песка, расположенный на глубине около 20 м от поверхности. Отдельные сваи объединены железобетонным ростверком, который имеет чисто конструктивный характер. Выбор такого решения свайных фундаментов для 16-этажного дома в данном случае вызван характером грунтов основания — залеганием материкового грунта на большой глубине, что исключило возможность применения обычных фундаментов или забивных свай. В настоящее время мощные глубинные опоры типа «Беното» успешно применяются для целого ряда каркасных зданий с высокими нагрузками на колонны, где необходима передача этих нагрузок на плотные прочные грунты, расположенные под слабыми напластованиями. Как показали проведенные технико-экономические расчеты, использование свай «Беното» с экономической точки зрения рационально при расположении плотных грунтов, имеющих достаточно высокую несущую способность, на глубине более 10—12 ж (рис. 11.3). Максимальная нагрузка, которая может быть принята для сваи «Беното» диаметром 1,18 м, не должна превышать 600 Т. Эффективность использования таких опор можно значительно повысить, применяя сваи с опорным уширением (см. рис. 11.2, б). В связных грунтах, плотных и средней плотности, как показал опыт, применение свай с опорным уширением позволяет полностью использовать несущую способность прочных ненарушенных грунтов, расположенных на значительной глубине. По форме нижняя часть сваи представляет собой усеченный конус; его образующая наклонена под углом ф к горизонтали. Угол ф выбирается с таким расчетом, чтобы опорное уширение было достаточно прочным без армирования (принимается φ> 45°). Установка разрабатывает полость по форме фундамента диаметром до 2 м, которая после удаления грунта заполняется бетоном. Расчетная нагрузка на такую сваю может достигать 1000 Т. Сваи типа «Беното» намечено в достаточно широких масштабах применять в московском строительстве. Особенность статической работы таких опор заключается в передаче ими давления на грунт, сохраняющий свою естественную структуру, причем давление передается на большой глубине в условиях, исключающих возможность выпирания грунта из-под подошвы опоры. При расчете несущей способности набивных свай большого диаметра по СНиП И-Б.1-62 и СН 200—62 нагрузки на сваи получаются сильно заниженными, так как нормы не учитывают специфических условий работы глубоких опор, в частности оставляют нераскрытыми значительные резервы сопротивления по боковой поверхности сваи в связи с ненарушенной структурой грунта (что совершенно исключается при забивных сваях). За рубежом разработаны инженерные методы расчета, дающие проектировщикам возможность допускать на глубине опоры значительно большие нагрузки (в 2,5—3 раза), чем разрешают наши нормы. Однако, как показывают испытания свай, существующие методы расчета несущей способности глубоких опор как у нас, так и за рубежом дают большие запасы прочности. Для определения несущей способности набивных свай необходимы данные о плотности грунтов ниже концов свай, что можно определить методом статического зондирования грунтов. До создания достоверной уточненной методики расчета определение несущей способности свай можно производить по формуле Терцаги: Напряжение в бетоне набивных свай рекомендуется ограничивать: 60 кГ/см2 для бетона марки 200; 80 кГ/см2 для бетона марки 300 (такие данные регламентированы, в частности, японскими и американскими нормами). Ленточные фундаменты применяются, как правило, для зданий высотой в пределах 16 этажей с нагрузкой на колонну не более 450—500 Т при грунтах, обладающих высоким нормативным сопротивлением порядка 3—3,5 кГ/см2. При однородных грунтовых условиях целесообразны фундаменты в виде параллельных лент — «шпал» (рис. 11.4, а); это решение требует значительно меньшего расхода бетона и стали (табл. 11.1).  Рис. 11.4. Конструкция ленточных фундаментов > Применение перекрестных фундаментных лент может быть оправдано только для случаев недостаточно однородных грунтов, когда структурная система этих фундаментов дает возможность уменьшить вероятность неравномерных осадок. Применение (в основном по требованию строителей для каркасных зданий фундаментов из сборных железобетонных блоков, поверх которых выполняется монолитная железобетонная лента (рис. 11.4, б), ни в коей мере нельзя считать оправданным. Здесь нижняя часть фундамента, состоящая из отдельных блоков, не участвует в работе фундаментной ленты; изгибающие моменты и перерезывающие силы воспринимает только монолитное ребро относительно малой высоты. Такое решение применено в 16-этажном жилом доме на ул. Мясковского. Повышенный расход бетона и стали (см. табл. 11.1) убедительно доказывает нерациональность такой конструкции. Отдельно стоящие фундаменты при развитых их габаритах целесообразно объединять в ленты («шпалы») либо превращать в общую плиту.  Рис. 11.5. Плитные ребристые фундаменты > Фундаменты в виде плит используются обычно в зданиях большой этажности (выше 16 этажей), т. е. с более высокими нагрузками на колонны или в случаях, когда грунты основания обладают относительно невысокой несущей способностью. Так, например, фундаменты такого типа выполнены в здании Общесоюзного телецентра, в 25-этажных жилых домах на проспекте Калинина, в 22-этажной гостинице «Националы», в 20-этажных гостиницах на Смоленской площади и др. При этом нашли применение две разновидности: фундаменты в виде ребристой плиты и в виде плоской (безбалочной) плиты. Ребристая плита фундаментов под 25-этажные дома на проспекте Калинина выполнена толщиной 60 см с ребрами общей высотой 200 см. В плане плита развита на участках расположения связевых диафрагм жесткости, где сконцентрированы усилия от ветровых нагрузок, передаваемых железобетонными диафрагмами на фундамент (рис. 11.5). Фундаменты в виде плоской (безбалочной) плиты выполнены в здании Общесоюзного телецентра (плита толщиной 70 см) и в гостинице «Националы» (плита толщиной 140 см) (рис. 11.6). Сопоставительные расходы бетона и стали в примерно однотипных условиях (по конструктивным схемам зданий, величине нагрузок на колонны, характеру грунтов) приведены в табл. 11.2. Полученные данные показывают, что простота конструкции плоской (безбалочной) плиты достигается относительно небольшим увеличением расхода бетона и стали. В то же время значительное сокращение построечной трудоемкости этой конструкции определяется резким уменьшением объема опалубочных работ(плиту можно выполнять по существу вообще без опалубки), большим упрощением арматурных работ, возможностью выполнять бетонирование высокомеханизированными способами, например с помощью бетононасосов, и т.д. Поэтому в целях уменьшения трудоемкости возведения представляется целесообразным применение безбалочного решения фундаментных плит. Естественно, что такой вывод не может быть сделан безотносительно к величине действующих нагрузок. Он справедлив для сосредоточенных усилии от колонн в пределах до 1000—1500 Т при расстоянии между колоннами до 9 м. В местах опирания колонн с большими сосредоточенными нагрузками рекомендуется выполнять банкеты (как бы опрокинутую капитель) либо, чтобы не осложнять опалубку, применять усиленное армирование плиты на участке опирания колонн. При проектировании фундаментных плит следует предостеречь от стремления к излишнему уменьшению толщины плит, что снижает их изгибную жесткость, приводит к увеличенным деформациям и, следовательно, к образованию и значительному раскрытию трещин, способствующему развитию коррозии арматуры и одновременно к увеличению расхода стали, как на фундаменты здания Общесоюзного телецентра (см. табл. 11.2). Помимо этого, повышенная гибкость плиты вызывает концентрацию напряжений под ребрами или в зоне опирания колонн (в безбалочных плитах). Базируясь на опыте проектирования, а также на специально проведенном в Моспроекте статистическом обобщении вариантного проектирования с помощью электронной вычислительной машины, можно рекомендовать толщину плиты при ребристых фундаментах примерно 1/8—1/10 пролета, в безба-лочных 1/6—1/8 пролета. Применение в московском строительстве каркасов только связевой системы с относительно слабыми рамными узлами, отличающимися значительной податливостью, позволяет не ставить чрезмерных требований к увеличению жесткости фундаментов.  Рис. 11.7. Фундамент в виде полой железобетонной коробки здания СЭВ > Высказываемое рядом проектировщиков на первом этапе строительства многоэтажных зданий предложение выполнять фундаменты в виде полой железобетонной коробки высотой 5—6 м, в пределах которой размещаются помещения подвала, по примеру высотных домов, построенных в 1948—1953 гг., нельзя признать целесообразным и оправданным. Такая конструкция фундаментов была применена для зданий института Гидропроекта и СЭВ (рис. 11.7). Опыт возведения этих конструкций показал не только высокий расход бетона и стали по сравнению, например, с фундаментами в виде плит, но и крайне высокую трудоемкость. Из табл. 11.2 видно, что в первом случае расход бетона выше в 2 раза, а стали — почти в 3 раза, чем во втором. При конструкции фундаментов в виде плит следует обратить внимание на решение опирания связевых диафрагм, передающих на фундамент значительные нагрузки с концентрацией усилий в краевых фибрах диафрагм. В этом случае полезно развивать сечение диафрагм в пределах подвала или нижнего этажа путем образования своего рода траверс, снижающих концентрацию усилий и распределяющих их более равномерно на плиту.  Рис. 11.8. Конструкция гидроизоляции > Значительно усложняется возведение фундаментов наличием напорных грунтовых вод. В этом случае гидроизоляция устраивается под несущей плитой. Она выклеивается по армированной бетонной подготовке, выводится на заранее выполненную прижимную вертикальную стенку, затем по готовой изоляции, защищенной бетонной стяжкой, выполняется сама несущая конструкция фундаментов (рис. 11.8). Конструкцию наружных стен подвалов или технических подполий каркасных зданий повышенной этажности наиболее целесообразно выполнять в виде крупных железобетонных панелей (типа «забирки»), передающих горизонтальные усилия от давления грунта на колонны или на поперечные стены подвала (рис. 11.9).  Рис. 11.9. Конструкция стен подвалов > Рассматривая вопрос о конструкции фундаментов на естественном основании, нельзя не остановиться на выборе метода их расчета, что является важным резервом снижения стоимости фундаментов. Теория и практика расчета фундаментов, лежащих на податливом грунтовом основании, в настоящее время недостаточно разработана. Так, в действующих нормах вообще отсутствуют методы расчета фундаментов на упругом основании. Сложность задачи заключается в том, что характер деформации грунтов под нагрузкой зависит от вида грунтов, размеров фундаментов, методов производства земляных работ, характера напластования грунтов и других факторов. Кроме того, деформация грунтов является процессом/протекающим в течение более или менее длительного времени, в связи с чем происходит перераспределение напряжений в грунте и в фундаментах. Все эти обстоятельства создают известную неопределенность как в величине напряжений, так и в осадке грунтов в основании зданий. Для расчета ленточных и плитных фундаментов применяются методы расчета, основанные на теории расчета балок и плит на упругом основании: методика коэффициента постели (способ Винклера); методика упругого полупространства; методика упругого слоя. Каждый из этих методов расчета гибких фундаментов имеет свою область применения, в которой данный метод дает хорошую точность расчета. Так, метод коэффициента постели дает хорошие результаты для грунтов, подстилаемых скальным основанием, расположенным на относительно небольшой глубине от подошвы фундаментов. Метод упругого слоя занимает промежуточное положение между методом коэффициента постели и методом расчета на упругом полупространстве. Недостатком способа Винклера является неопределенность величины коэффициента постели, меняющегося в широких пределах. Несмотря на это, метод коэффициента постели может быть использован для практического расчета гибких фундаментов, для чего необходимо в расчете принять такую величину коэффициента или такие его крайние пределы, которые близко соответствуют фактической работе конструкции. Здесь в значительной мере требуется искусство, интуиция и опыт проектировщика. Кроме того, теория, базирующаяся на способе Винклера, тщательно разработана, составлены многочисленные таблицы и графики, дающие возможность просто и с наименьшими затратами времени рассчитать плиту или балку.

В основу метода расчета с учетом упругого полупространства положены предпосылки, что грунт представляет собой идеально упругий, однородный по глубине неограниченный массив, на который действует нагрузка от фундамента. Однако, как показали обширные экспериментальные исследования, а также теоретический анализ, модель линейно-деформируемого полупространства переоценивает влияние сцепления и внутреннего трения в грунте на распределение реактивных давлений под подошвой фундамента и на его осадку и во многом противоречит фактической работе грунтового основания, в частности усилия в фундаментах и величины осадки получаются намного больше фактических; под концами фундамента теоретические напряжения на грунт получаются бесконечно большими (что и вызывает завышенные величины изгибающих моментов в фундаменте). Достаточно напомнить, что в фундаментах первых высотных домов, рассчитанных по этой теории, расход арматуры достигал 300 кг/м3 бетона. Поэтому применение этого метода должно быть ограничено в практике проектирования.

В последние годы значительное развитие получила новая модель упругого основания, так называемая «модель упругого слоя». Она состоит в том, что основание представляется в виде однородного идеально упругого слоя ограниченной мощности. Глубина сжимаемой толщи выбирается равной расстоянию от подошвы фундаментов до скального несжимаемого основания или от подошвы фундаментов до нижней границы сжимаемой толщи (при весьма малой толщине упругого слоя решение задачи по этому методу практически совпадает с теорией Винклера, при толщине упругого слоя, большей, чем длина фундамента, решение совпадает с моделью упругой полуплоскости). Результаты, которые получаются по «модели упругого слоя», неплохо соответствуют фактическим данным.

В частности, для оценки достоверности этого метода были проведены измерения осадок и прогибов фундаментных плит ряда многоэтажных зданий в Москве, которые сопоставлялись с расчетными. Представляют интерес полученные величины осадок: осадки фундаментной плиты строящегося здания гостиницы «Интурист» на Смоленской площади при среднем давлении на основание 1 кГ/см2 составляют 3—7 см, здания гостиницы «Националь» при давлении на основание 2 кГ/см2 — в пределах 7—13 мм; максимальные осадки в центральной части плиты с удалением от центра плиты к краям осадки уменьшаются. Эпюры осадок плит с ростом нагрузок параллельно смещаются вниз, приближаясь к расчетным, полученным с использованием модели основания в виде слоя конечной толщины.

Эти результаты, полученные при анализе осадок фундаментных плит, свидетельствуют о том, что ближе всего реальным свойствам грунтового основания соответствует модель упругого слоя конечной толщины. На основании исследований, проведенных НИИ оснований и подземных сооружений, сжимаемая толща для песчаного основания составляет около 1/3 ширины плиты, для глинистого основания — 1/2 ширины плиты. В настоящее время этот метод наиболее достоверный, и поэтому его можно рекомендовать для использования при расчете плитных и ленточных фундаментов. Он представляет шаг вперед по сравнению с гипотезой упругого полупространства и позволяет исключить (или снизить) излишние запасы прочности в конструкции фундаментов. Недостатком этой модели является известная неопределенность в выборе модуля деформации грунта и глубины сжимаемой толщи. Кроме того, применение модели в практических расчетах пока ограничивается из-за отсутствия разработанных таблиц. В Моспроекте за последние годы проведены работы по созданию простых, удобных в практическом применении способов расчета фундаментов в виде параллельных и пересекающихся лент с помощью таблиц, которые составлены для унифицированных схем отдельных поперечных лент. Эти таблицы дают возможность выполнить за короткое время довольно сложные расчеты. Таким образом, как показывает проведенный анализ, решения фундаментов каркасных зданий повышенной этажности в московском строительстве развиваются в двух основных направлениях — применения глубоких опор в виде мощных набивных свай и применения сплошных безбалочных фундаментных плит. В грунтах с ограниченной несущей способностью, подстилаемых более прочными грунтами, целесообразны, а в ряде случаев и необходимы глубинные опоры, т. е. свайные фундаменты. Как показывает практика проектирования и строительства, применение свайных фундаментов, особенно в виде забивных свай, целесообразно в глинистых и суглинистых грунтах, где в этом случае удается получить экономически выгодное и более индустриальное решение и одновременно обеспечить меньшие деформации здания. Для грунтов с относительно низкой несущей способностью, подстилаемых на глубине более 12—15 м скальными породами, наиболее рациональны набивные сваи типа «Беното».

В песчаных грунтах с достаточно высокой несущей способностью, характеризуемой нормативным сопротивлением 3—3,5 кГ/см2 и однородной структурой, можно рекомендовать фундаменты ленточные или в виде сплошной плиты в зависимости от величины действующих нагрузок.

Понравилась ли вам эта публикация?

Статьи по теме

Выбор правильного фундамента – задача еще более важная и ответственная, чем возведение самого дома. Ведь от прочности, устойчивости и надежности основания будет зависеть долговечность всей постройки. Именно поэтому мы подробно остановимся на том, какие бывают виды фундаментов, в каких случаях они используются и на каких грунтах.

Чтобы правильно подобрать фундамент для дома, необходимо учитывать ряд факторов:

  • Структура и состояние грунта на участке. Какой фундамент выбрать, во многом определяется исходными условиями  участка. Существуют пучинистые грунты, которые при промерзании или другом изменении атмосферных условий, могут перемещаться и расширяться, выдавливая из себя строение. К пучинистым грунтам относятся глина, супеси, суглинок, торфяные болота. Также существуют непучинистые грунты, которые могут служить достаточно прочным основанием для фундамента. Это песок, щебенка и горные породы.

  • Уровень залегания грунтовых вод. Если вода близко, она может оказывать сильно негативное влияние на многие виды фундаментов.
  • Вес дома, материал, из которого будут возводиться стены.
  • Особенности архитектуры дома: наличие подвала или цокольного этажа.
  • Особенности ландшафта: ровная местность или с уклоном.

Немаловажным нюансом также является финансовая составляющая. Обычно на возведение надежного фундамента тратится не менее 25% от стоимости возведения всего дома. И это вполне оправданно, учитывая, насколько важна прочность и долговечность основания. Настоятельно не рекомендуется экономить на материалах для фундамента, в дальнейшем это может привести к плохим последствиям.

Итак, ниже представлены наиболее распространенные виды фундаментов для дома, дачи, бани, гаража, пристройки и других сооружений.

Ленточный фундамент

Самым распространенным на данный момент видом фундамента является ленточный фундамент. Он представляет собой ленту, которая проходит под всеми несущими стенами. Помимо того, что лента фундамента располагается по всему периметру дома, она также может быть под внутренними простенками или важными тяжелыми элементами, например, колоннами.

По виду используемых материалов ленточный фундамент может быть:

  • Бутовый.
  • Бетонный.
  • Бутобетонный
  • Железобетонный.
  • Кирпичный.

Также он может быть монолитным или сборным. Например, фундамент из бетонных или железобетонных блоков заводского изготовления используется в том случае, если возведение дома планируется завершить в краткие сроки за летние месяцы до наступления дождливой осени или зимы. В таком случае нет необходимости дожидаться, когда бетон наберет прочности. Фундамент из готовых блоков может сразу после обустройства служить основанием для возведения стен.

Но также хотелось бы отметить, что немонолитный ленточный фундамент обладает меньшей прочностью, так как места стыков бетонных блоков является слабым местом. В них может просачиваться вода, стыки плохо выдерживают напряжения на изгиб, даже в случае армирования сеткой, так что вполне вероятно может произойти разрыв фундамента в месте примыкания блоков.

Монолитный фундамент обустраивается с использованием опалубки. Бутовые и бутобетонные фундаменты делают в регионах, где бут – местный дешевый распространенный материал. Ширина бутового фундамента обычно 0,6 м, если кладка из рваного бута, и 0,5 м – если кладка из бутовой плиты. Кладка бутовых фундаментов производится на бетонный раствор с обязательной перевязкой вертикальных швов с помощью армирующей сетки.

Монолитный бетонный и железобетонный фундамент – самые распространенные. Их ширина может быть меньше, чем у бутовых, от 35 до 50 см в зависимости от толщины стен здания и несущей способности грунта. Обычно ширина фундамента берется на 20% больше ширины стены.

Ленточный фундамент может служить основанием для таких строений:

  • Кирпичный дом (из красного или силикатного кирпича).
  • Железобетонный дом средней тяжести.
  • Дом из камня.
  • Бревенчатый дом.
  • Дом из газобетона.
  • Блочные строения.
  • Гаражи, бани, пристройки, заборы и др.

Преимущества ленточного фундамента:

  • Возможность обустройства подвала или цокольного этажа.
  • Выдерживает довольно большие нагрузки от тяжелых 2-3-х этажных строений.
  • Можно обустраивать тяжелые перекрытия из бетонных плит.
  • Относительная простота возведения, все работы можно выполнить самостоятельно.

К недостаткам ленточного фундамента можно отнести затраты на материалы: цемент, щебень, песок и арматуру. Но конечный результат того стоит.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Существует два варианта ленточных фундаментов по глубине заложения: мелкозаглубленные и заглубленные.

Глубина заложения мелкозаглубленного фундамента обычно не превышает 50 – 60 см. Его можно обустраивать на грунтах, которые могут служить прочным основанием. Это неподверженные пучению песок, щебеночный грунт и каменные породы.

Также важно знать уровень залегания грунтовых вод. Если он ниже уровня промерзания грунта, то также можно обустраивать мелкозаглубленный фундамент на глинистой почве и суглинке.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент прекрасно подойдет в качестве основания под легкие каркасные сооружения, гаражи, пристройки, заборы, деревянные дома. Хотя для одноэтажного кирпичного дома также можно сделать незаглубленное основание.

Технологию обустройства мелкозаглубленного фундамента можно описать так:

  • Копается траншея глубиной 70 – 80 см и шириной 50 – 60 см.
  • Дно траншеи утрамбовывается.
  • На дно засыпается слой щебня 30 см и трамбуется, а затем слой песка 10 см и тоже трамбуется.
  • Внутрь траншеи устанавливается опалубка, верх которой должен возвышаться над уровнем земли на 30 – 50 см.
  • Стенки будущего фундамента необходимо защитить от влияния воды, поэтому на дно траншеи и на стенки опалубки крепится гидроизоляционный материал – рубероид, стеклоизол или любой другой рулонный материал.

  • Внутрь опалубки ставится арматурный каркас из прута 8 мм толщиной.
  • Сверху заливается бетонный раствор.
  • Бетон утрамбовывается с помощью вибратора.

Не стоит пренебрегать щебеночным слоем, так как он служит своеобразным амортизатором. Хорошо подготовленная подушка из щебня и песка исключит появление локальных просадок.

Важно! Данный вариант фундамента не подходит в случае, если участок неровный и имеет перепады высот, а также для тяжелых каменных строений.

Кирпичный мелкозаглубленный ленточный фундамент представляет собой обычную кирпичную кладку из обожженного кирпича, который не впитывает влагу. Его можно обустраивать под деревянные дома, пристройки, гаражи и другие нетяжелые сооружения.

Заглубленный ленточный фундамент

Глубина заложения так называемого заглубленного фундамента ниже уровня промерзания грунта. В разных регионах эта глубина отличается и бывает от 70 см до 1,5 м и более. Его можно обустраивать на любом прочном грунте, если уровень залегания грунтовых вод находится ниже уровня промерзания грунта.

Заглубленный ленточный фундамент можно делать на таких грунтах:

  • Песок.
  • Глина.
  • Суглинок.
  • Супесь.
  • Каменистая почва.

Нельзя делать ленточный фундамент если:

  • Грунтовые воды находятся высоко. Фундамент будет промерзать и разрушаться.
  • Большие перепады высот.
  • Заболоченная почва. Хотя здесь есть исключение. Если слой торфа не слишком большой, до 1 м, то в таком случае его удаляют на всю глубину до прочного подстилочного основания.
  • Сыпучий непрочный грунт.
  • Почва промерзает слишком глубоко. Нецелесообразно тратить средства на возведение такого глубокого фундамента. Например, если глубина промерзания превышает 2 м, имеет смысл подобрать другой тип фундамента.

На недостаточно прочных грунтах можно делать ленту шире и глубже. Но это только в том случае, если почва средней текучести и на дне траншеи все же прочный грунт.

Технология возведения заглубленного ленточного фундамента ничем не отличается от обустройства мелкозаглубленного фундамента. Разница лишь в глубине траншеи и в том, что расход материала намного больше: потребуется больше арматуры и больше бетона. Также в стенках фундамента предусматриваются технологические отверстия для трубопроводов и продухи.

Заглубленный фундамент достаточно прочен, чтоб выдержать тяжелые каменные строения: кирпичные, бетонные и др. Именно поэтому он так популярен среди жителей нашей страны.

 

Столбчатый фундамент

Столбчатые фундаменты применяют в тех случаях, когда обустройство более тяжелого ленточного фундамента нецелесообразно. Например, если здание легкое и нагрузки на основание меньше нормативных. Столбчатый фундамент представляет собой столбы с шагом 2,5 – 3 м, расположенные по всему периметру здания под несущими стенами и под внутренними простенками и местами пересечения стен. Сверху столбов обязательно выполняется ростверк, который может быть из бетона, бруса или швеллеров.

Сами столбы могут быть бетонными, бутовыми, бутобетонными, кирпичными и деревянными. Глубина заложения столбов обычно берется равной глубине промерзания грунта.

Столбчатые фундаменты можно использовать под:

  • Деревянные дома.
  • Каркасные и щитовые дома.
  • Пристройки.
  • Легкие дома из газобетона.

Важно! Столбчатое основание не подходит, если планируется делать подвал, цокольный этаж или гараж в доме. Зато это идеальный вариант, если участок имеет уклон. Тогда столбы заглубляют до плотного грунта.

Также обратите внимание, что столбчатый фундамент можно использовать в тех случаях, когда заложение ленточного фундамента нецелесообразно экономически. Например, если глубина промерзания грунта 4 – 5 м. В таких случаях обустраивают столбчатое основание с железобетонным ростверком.

Деревянные столбы используются для строительства фундаментов крайне редко, так как они недолговечны. Перед тем, как установить их в скважину, древесину обрабатывают различными гидроизоляционными материалами и пропитками против плесени. После обработки деревянные столбы могут прослужить максимум 30 лет. Обычно деревянное основание обустраивают под легкие деревянные сооружения, как например, бани, сараи, беседки.

Технологию возведения столбчатого фундамента можно описать так:

  • Бурят скважины под столбы на необходимую глубину плюс 20 – 30 см. Диаметр скважины 25 см.
  • На дно засыпают слой щебня 20 см и слой песка 10 см.
  • После чего в скважину опускают свернутый в рулон рубероид, который будет служить и опалубкой, и гидроизоляцией для столбов. Также иногда используют заготовки в виде стальных или асбестоцементных труб. Верхний край такой опалубки должен возвышаться над землей минимум на 30 см.
  • Внутрь скважины опускают арматурный каркас из прута 10 – 12 мм для вертикальных несущих и 6 мм для горизонтальных. Арматура должна возвышаться над опалубкой на 20 – 30 см, если планируется выполнять железобетонный ростверк.
  • Затем в скважины заливается бетон и утрамбовывается вибратором.

Сверху столбов можно обустраивать ростверк из бетона, деревянного бруса или стальных швеллеров. В технологии обустройства столбчатого фундамента крайне важный момент обеспечить горизонтальность верхних граней столбов, чтобы они образовывали ровную плоскость.

Размеры столбчатого фундамента зависят от материала, из которого они изготовлены. Для кирпича ширина столбов должна быть 50 – 55 см. Для железобетона достаточно 25 см. Деревянные бревна берутся 25 – 28 см в диаметре. При обустройстве бутобетонного столбчатого фундамента берется ширина 50 – 60 см.

Столбчато-ленточный фундамент по технологии ТИСЭ

Разновидностью столбчатых фундаментов, а точнее комбинированным видом фундаментов является столбчато-ленточный фундамент по технологии ТИСЭ. Его еще называют свайно-ростверковым или свайно-столбчатым фундаментом.

В последнее время этот вид фундамента приобрел повсеместную популярность, его обустраивают даже под тяжелые каменные дома в регионах с холодными зимами и глубоким промерзанием грунта. Насколько они долговечны, покажет время. А пока их рекомендуют использовать в тех случаях, когда обустройство ленточного фундамента слишком затратно.

Суть столбчато-ленточного фундамента заключается в том, что столбы опускаются ниже глубины промерзания грунта, а в верхнем слое грунта обустраивается ростверк в виде ленточного фундамента.

Правильный фундамент по технологии ТИСЭ возводится так:

  • Снимается верхний плодородный грунт, затем копается траншея как для ленточного фундамента глубиной 50 см.
  • На расстоянии 1,5 – 2 м друг от друга бурятся скважины диаметром 25 см для столбов. Глубина 1,5 м или равная глубине промерзания грунта в регионе. Столбы обязательно должны располагаться под всеми углами здания и местами примыкания стен.
  • Внизу каждой скважины выполняется расширенная пята диаметром 40 см.
  • Пята заливается раствором бетона.
  • Затем внутрь скважины опускают опалубку в виде рулона рубероида или асбестовой трубы.

  • Внутрь вставляют армирующий каркас, его верхний край должен возвышаться над землей на всю высоту будущего фундамента.
  • По периметру траншей обустраивают деревянную опалубку, в которой предусматривают технологические отверстия для труб и коммуникаций.
  • Внутрь вставляют армирующий каркас и связывают его с каркасом, торчащим из скважин.
  • После того, как все элементы армирования связаны между собой, можно начинать заливать бетонный раствор.

  • Сначала заливают столбы и тщательно уплотняют бетон глубинными вибраторами.
  • Затем без перерыва заливают ленту и также уплотняют бетон.

После заливки бетон набирает прочность в течение 28 – 30 дней. После этого времени можно продолжать строительство.

Столбчато-ленточный фундамент не рекомендуют обустраивать в болотистой местности, на торфяниках. В процессе эксплуатации вероятен отрыв бетонных столбов от ленты фундамента или перекос всей опоры. Зато если грунт плотный, фундамент такого типа может сэкономить немалые деньги.

Свайный фундамент

Если на участке слабый легко сдавливаемый грунт, то обустраивают свайный фундамент. Также если достижение твердых грунтов естественной основы под торфяниками нецелесообразно по причине их большой глубины заложения – 4 – 6 м, в качестве основания под здание забивают свайный фундамент.

Помимо всего прочего свайные фундаменты разрешено обустраивать под здания на твердых грунтах, если это экономически обоснованно.

По способу передачи и распределения нагрузок на грунт различают два вида свай:

  • Висячие сваи не достигают твердого грунта естественной основы. Они как бы висят в легкой сдавливаемой породе и передают нагрузки на нее по всей своей вертикальной поверхности. Обычно их конец представляет собой винтовую резьбу, которая хорошо удерживается в грунте.
  • Стоячие сваи или сваи-стояки проходят сквозь слабые грунты до твердого основания и опираются на него своими концами.

По способу обустройства винтовые сваи подразделяют на забивные и набивные. Забивные сваи «забивают» в грунт с помощью специальной тяжелой техники, одновременно с забиванием сваи происходит уплотнение грунта вокруг нее, что обеспечивает большую надежность.

Набивные сваи обустраивают на стройплощадке по такой же технологии, как и столбы для столбчатого фундамента.

Сваи могут быть бетонными, железобетонными, металлическими и деревянными.

Винтовой фундамент, как правило, изготавливают из стальных свай с резьбой на конце, их вкручивают в легкий грунт. Сверху обустраивают ростверк, материал которого зависит от тяжести строения и материала стен. Для деревянного дома достаточно ростверка в виде закладного бруса.

Свайные и свайно-винтовые фундаменты можно обустраивать на торфяных грунтах, в случаях, когда участок имеет сильный уклон, на плывунах, болотах, просадочных грунтах. Показателем для использования свай в качестве опоры служит низкая прочность, пористость и излишняя влажность грунта на участке.

Плитный фундамент для дома

Сплошной или плитный фундамент представляет собой плиты под всей площадью строения. Его обустраивают в тех случаях, когда нагрузка от здания значительная, а грунт основания слабый и не способен ее выдержать. Например, если участок на осушенном болоте, мягкий пористый торф не способен выдержать вес дома, он будет сжиматься, перемещаться под его тяжестью. Если обустроить ленточный фундамент, велика вероятность, что его просто разорвет или перекосит, часть дома может провалиться.

Плитный фундамент хорош тем, что он будет перемещаться и «путешествовать» вместе с грунтом основания. Дом останется целым.

Технологию обустройства плитного фундамента можно описать так:

  • Выкапывается котлован по всей площади здания. Глубина котлована зависит от того, планируется ли делать цокольный этаж и подвал. Рассмотрим вариант без подвала. В таком случае глубина котлована должна быть 50 см.
  • Дно котлована тщательно утрамбовывается.
  • Затем насыпают слой щебня 20 см, трамбуют.
  • Затем слой песка 10 см и тоже трамбуют.
  • Сверху расстилают слой гидроизоляционного материала, края которого заводят на стенки котлована.
  • Обустраивают опалубку по периметру котлована. Высота обычно не более 20 см над уровнем грунта.
  • Внутри котлована обустраивается армирующий каркас из прута 12 – 16 мм. На его изготовление уходит немало материала.

  • Арматурный каркас должен располагаться в толще бетона, поэтому под него подкладывают стульчаки высотой 3 см.
  • Заливается бетон. Обязательно без перерывов, поэтому на участок заказывается миксер с готовым бетоном.
  • Бетон уплотняется с помощью вибраторов.

Плитные фундаменты иногда называют плавающими, так как они способны перемещаться вместе с грунтом. Их можно обустраивать на таких основаниях: глина, просадочные грунты, болотистая местность, плывуны, торфяные почвы, пучинистые грунты. На твердых основаниях плитный фундамент нерентабелен.

В завершение хотелось бы дать несколько рекомендаций. Если на участке высокие грунтовые воды, лучше обустроить плитный фундамент, ленточный мелкозаглубленный или свайный. Если уровень воды настолько высок, что велика вероятность намокания даже незаглубленного фундамента, то необходимо выполнить качественный дренаж вокруг дома и отвести воду в сточную канаву или колодец. Крайне нежелательно, чтобы железобетонный фундамент намокал. Сухим грунт считается, если уровень грунтовых вод ниже уровня промерзания грунта. Как правило, в таких случаях можно обустраивать любой фундамент.

Описание типов фундаментов под жилой дом

Вопрос выбора фундамента – один из первых при проектировании любого строения. Даже самый простой забор – и тот на что-то опирается. И если с ним разобраться не так сложно, то для постройки дома (в котором будете жить ближайшие 5-30 лет точно), согласитесь, легкомысленно не подойдешь. А еще необходимо учесть миллион факторов: тип грунта, высоту залегания грунтовых вод, климатическую зону, доступные стройматериалы. Если не разобраться, то можно «влететь» на приличную копейку: как при неоправданно завышенной стоимости, так и при ремонте просевшего элемента. Рассмотрим все возможные типы фундаментов для дома, чтобы определиться, какой лучше.

По глубине залегания различают фундаменты:

  • Глубокого залегания
  • Неглубокого залегания

Фундаменты неглубокого залегания используются для небольших сооружений, отличаются относительной простой расчета. Как правило, такие виды фундамента для дома имеют ряд сходных характеристик: небольшой вес, простота проекта и монтажа, низкая стоимость. Могут использоваться в различных климатических зонах. Возможно их возведения из широкого ряда конструктивных материалов.

Основания глубокого залегания разнятся очень сильно:

  • Во-первых, по причине их применения (толи необходимость бить сваи на большую глубину, то ли большая глубина промерзания, а может быть и просто огромный вес конструкции или спецтребования, например, к бомбоубежищу);
  • Во-вторых, самые разнообразные типы зданий: из единообразных монолитных блоков или сложно-комбинированных вариантов;
  • В третьих, по стоимости. Варианты: вылить монолитный коробчатый базис для здания или застолбить традиционные сваи, очень разнятся по затратам как по времени, так и по средствам.

Конструкция оснований — главные особенности

Ленточные

Чаще всего применяют ленточные фундаменты. Но другие виды тоже возникли не просто так: особенности почвы или объектов привели к развитию и других типов оснований. Рассмотрим, какие по типу конструкции бывают фундаменты для дома:

  • Ленточные (традиционны для климатических зон с небольшой глубиной промерзания).
  • Свайные (делятся по типу материала: железобетонные, буронабивные бетонные, деревянные, для тяжелых конструкций, неустойчивых почв, зон с высоким уровнем грунтовых вод).
  • Плитные (монолитные, сборные, ребристые, коробчатые, все для сейсмически опасных зон и высокопучинистых почв).
  • Столбчатые (для легких строений).

Ленточные основания (без учета мелких недостатков, по сравнению с другими фундаментами) являются самыми распространёнными по простым причинам:

  1. Способны держать большие нагрузки, долговечны.
  2. Готовая конструкция для цокольного или подвального помещения.
  3. Идеальны практически для любых климатических зон и грунтов.
  4. Традиционная проверенная технология строительства, используется повсеместно.
  5. Формируется из самых разнообразных материалов (бетон, железобетонные «конструкторы», песчано-гравийные смеси, бутовый камень).

Ленточные фундаменты являются традиционными и применяются повсеместно для жилищного строительства деревянных и кирпичных домов, домов из газобетона или других блоков.

Сваи

Свайные основания возводят из отдельных элементов – свай, перекрытых балками либо плитами. Они относятся к типу фундаментов глубокого заложения. Применяется на непрочных грунтах (свая загоняется в землю до более твердой почвы) для зданий с большим весом. Либо для строений с неравномерным распределением нагрузки по основанию, либо при высоком уровне залегания грунтовых вод. Сооружение дорогое, поэтому в индивидуальном строительстве практически не применяется.

Главное преимущество свай – минимальная усадка по сравнению с другими видами. Второе преимущество – он обеспечивает возможность возведения на склонах без большого объема земляных работ. Третье – эксплуатация сразу после установки. Недостатки тоже есть. Один из них – необходимость применения специализированного оборудования для забивания свай и стоимость – экономить на нем не то что не рекомендуется, а просто запрещено.

По принципу проектирования фундаменты на сваях делят на два типа: свайный опирающийся на твердый грунт и «висячий свайный», который держится за счет сил трения между сваями и грунтом (безопорный). Их в свою очередь делят по типу конструкции на:

  • Забивные (спецтехника просто забивает сваю в грунт)
  • Буронабивные (для них бурят сначала отверстия, а потом отливают из бетона).
  • Винтовые. В качестве свай применяют железные трубы с винтовой резьбой (или бетонные сваи с винтовыми железными наконечниками), которые просто ввинчиваются в почву. Чаще всего применяется для суглинков.

Столбчатые фундаменты применяются для легких построек и относятся к конструкциям мелкого заложения. Одни из самых недорогих и простых решений для домов без подвалов, для каркасных домов. Столбы располагают по периметру несущих стен и в местах их пересечения, где сосредоточены основные нагрузки постройки. Между элементами устанавливают обвязочные или рандбалки, то есть ростверк. По расходам средств и времени столбчатые обойдутся в 1,5-2 раза дешевле ленточных оснований. Недостаток – фундамент столбчатого вида нельзя применять на склонах. «Потребительские» недостатки – невозможность обустройства подвального помещения.

Плита

Плитные фундаменты – одна из самых простых конструкций, используется в сейсмически активных районах и высокопучинистых грунтах. Преимущество – равномерное распределение нагрузки на почву под домом. Самый популярный способ для строительства на песчаных почвах.

Плитный фундамент может быть как дешевым, так и дорогим удовольствием. Например, для строительства в пустыне легкого здания, его стоимость может не превышать и 10-15% от стоимости всех затрат (достаточно плиты высотой 200 мм). Но возвести подобный объект на участке с высокими грунтовыми водами может стоить до 70% от стоимости всего дома – придется делать монолитную коробку с шириной плиты и боковых стен от 400 мм.


Смотрите также