Фундамент

Виды фундаментов

Фундаменты можно разделить на ленточные, плитные, столбчатые и свайные. Под тяжелый дом подходит ленточный или плитный фундамент. Столбчатый и свайные фундаменты могут подходить для лёгких домов: каркасных, деревянных, из СИП-панелей. В большинстве случаев фундаменты делают из бетона. Бетонные фундаменты бывают сборные и монолитные. Сборные строятся из готовых фундаментных блоков (ФБС), монолитные фундаменты льются на месте из покупного или самодельного бетона.

Плитный фундамент — это большая цельная монолитная железобетонная плита, которая находится под всем домом. Ленточный фундамент идет лентой определенной толщины по всему периметру дому плюс под другими несущими стенами внутри здания.

 

Выбор типа и расчёт фундамента

Фундамент — это самый важный вопрос при строительстве своего дома. Расчёт фундамента лучше доверить специалисту! Многие люди строят фундамент «под копирку», потому что так все делают или так посоветовал прораб, найденный по объявлению в газете. Некоторые копируют устройство фундамента из готовых проектов примерно похожих по размеру и массе домов. Иногда получается даже лишний запас прочности, но иногда совсем наоборот и появляются проблемы.

Крохотная трещина в фундаменте может дать трещину на втором этаже каменного дома толщиной в пару миллиметров: через неё даже улицу видно будет!

Расчёт фундамента производится с двух «сторон»: со стороны дома (нагрузки от него) и со стороны грунта (его сопротивления, уровня грунтовых вод). Про сопротивление грунта читайте ниже.

Можно строить свой дом без проекта, в ИЖС он не обязателен. Но при расчёте фундамента лучше всё же обратиться к специалисту (не путать с прорабами-специалистами на все руки). Конечно, огромное количество домов построено без всяких проектов, повторяя проверенный времен конструктив других домов. Но расчёт фундамента специалистом — это определённая гарантия надёжности дома.

Глубина заложения фундамента

Глубина промерзания грунта влияет на силы, которые воздействуют зимой на фундамент. Соответственно, глубина заложения фундамента (ленточного) может зависеть от глубины промерзания. Если фундамент заложить выше уровня промерзания грунта, то грунт под фундаментом, расширяясь из-за замерзшей воды, может серьезно повредить фундамент и, соответственно, стены. Глубина промерзания зависит от климата, в Москве это обычно 1,5 м, в Ростове-на-Дону обычно 0,9 м. Но многое зависит от конкретной зимы, которая может быть как теплой так и очень холодной. С другой стороны фундамент уже жилого дома и фундамент незаселенного неотапливаемого дома — разные вещи, т.к. в жилом доме фундамент и грунт под ним будут теплей, а значит шансов замерзнуть у воды меньше.

Конечно, есть различные типы фундаментов или способы его строительства, вполне допускающие его строительство выше уровня промерзания. И дома на таких фундаментах прекрасно стоят и не трескаются. Однако строительство фундамента ниже уровня промерзания — это некоторая гарантия его защиты от сил пучения (смотрите дальше про пучинистые грунты).

Строительство незаглубленного или малозаглубленного фундамента — это всегда определённый риск. Чаще всего так поступают для экономии денег. Особенно опасен риск для каменных домов (кирпич, пеноблоки и т.д.), в таких домах минимальная подвижка фундамента приводит к трещинам в стенах.

Однако стоит упомянуть, что у глубокозаглубленного фундамента увеличивается площадь боковой поверхности. Силы морозного пучения действуют не только снизу на подошву фундамента, но и сбоку, это так называемые касательные силы морозного пучения. Их действие может быть очень велико, поэтому для лёгкого дома, возможно, больше подойдёт мелкозаглубленный фундамент. Либо придётся делать противопучинистые мероприятия (замена грунта по периметру фундамента на непучинистый, утепление грунта под отмосткой).

Пучинистые грунты

Пучинистые грунты — грунты, которые могут расширяться при замерзании в них воды. Насколько каждый конкретный грунт пучинистый сказать трудно. Вообще, в интернете трудно найти нормальную строительную информацию, поискав нашел информацию про некоего немца по имени Ч. А. Гогентоглер (C.A. Hogentogler), который изучал грунты и в 1937 году написал книгу «Engineering properties of soil». Смотреть на год издания с опаской не стоит, физические свойства природных материалов не меняются со временем. В СССР книгу перевели и переиздали, так что информация оттуда.

Грунты делят на 5 категорий: сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые, условно непучинистые и непучинистые.
 

• Сильнопучинистые грунты: пылеватые супеси, суглинки и пылеватые глины пластичной консистенции при расположении УГВ (уровня грунтовых вод) в слое сезонного промерзания или ниже нормативной глубины промерзания в супесях не более чем на 0,5 м, а в суглинках и глинах не более 1 м.
• Среднепучинистые грунты: пески пылевые, супеси, суглинки и глины с природной влажностью, превышающей показатель консистенции 0,5, при стоянии УГВ, превышающем нормативную глубину промерзания в пылеватых песках не более чем на 0,6 м, в супесях — не более чем на 1 м, в суглинках — не более чем на 1,5 м и в глинах — не более чем на 2 м, по степени морозной пучинистости.
• Слабопучинистые грунты: пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины тугопластичной консистенции, а также крупноблочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при стоянии УГВ, превышающем нормативную глубину промерзания: в пылеватых и мелкозернистых песках не более чем на 1 м, в супесях — не более чем на 1,5 м, в суглинках(с числом пластичности меньше 0,12) — не более чем на 2 м, в суглинках (с числом пластичности более 0,12) — не более 2,5 м и в глинах (с числом пластичности меньше 0,28) — не более чем на 3 м.
• Практически непучинистые грунты: крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые и все виды глинистых грунтов твердой консистенции с природной влажностью в период промерзания меньшей, чем влажность на границе раскатывания при УГВ ниже нормативной глубины промерзания: в крупнообломочных, пылеватых и мелкозернистых песках более чем на 1 м, в супесях — более чем на 1,5 м, в суглинках (с числом пластичности меньше 0,12) — более чем на 2 м, в суглинках (с числом пластичности более 0,12) на 2,5 м и в глинах с числом пластичности меньше 0,28 — более чем на 3 м.
• Непучинистые грунты: скальные, крупнообломочные грунты, содержащие менее 30% по массе частиц диаметром меньше 0,1 мм, пески гравелистые крупные и средней крупности независимо от их природной влажности и УГВ.

Классификация отчасти нелегкая для понимания, но нас интересует именно последний пункт. Подушка под фундаментом (если она требуется) должна быть сделана на основе непучинистого грунта: «крупнообломочный» грунт, т.е. щебень или песок крупной фракции без пылевых примесей. Подушку очень важно хорошо утрамбовать! Для этого используется виброплита (работает на бензине, можно взять в аренду).

Несущая способность (сопротивление) грунта показывает, какую максимальную нагрузку выдерживает грунт. Вычисляется как масса, делённая на площадь; измеряется в кг/см2 или т/м2.
 

Во время рытья котлована или траншеи под бетонный фундамент нужно учитывать размеры не только фундамента, но и опалубки для него. Котлован обычно роют экскаватором и лишь в конце рабочие завершают его вручную с помощью лопат. Ширину траншеи выбирают ширина ленты плюс рабочее пространство для установки и последующего снятия опалубки и поддерживающих распорок.

Часть вынутого грунта используется для обратной засыпки (если она требуется). Грунт, вынутый из траншеи под ленточный фундамент обычно не вывозится и весь расходуется на участке. Грунт из котлована под дом с цокольным этажом, конечно, нужно вывозить. Обычно цена на вывоз грунта включена в стоимость работ по котловану, но лучше сразу обсуждать этот вопрос.

Грунт из котлована можно использовать для выравнивания участка. Также, если требуется, можно сохранить плодородный слой земли.

Не надо копать траншеи под ленточный фундамент, если фундамент будет литься нескоро. Если траншеи оставить надолго, то будут обвалы стенок, затопление траншей.

Ленточный бетонный фундамент

В ленточном фундаменте из-за давления дома сверху на фундамент нижняя часть фундамента испытывает нагрузку на растяжение, верхняя часть — на сжатие. Также, если возникнут силы морозного пучения (например, если фундамент заложен выше уровня зимнего промерзания грунта), то эти силы могут давить на фундамент снизу, тогда возникнет растягивающая нагрузка в верхней части ленты.

Отдельная большая статья: ленточный бетонный фундамент.

Плитный бетонный фундамент

Фундамент-плиту многие заливают на поверхности без глубокого «закапывания» ее в землю, предпринимая, разумеется, меры против пучинистости грунта под фундаментом. Для дома с полноценным цокольным этажом подходит плита, но заложенная вглубь земли на глубину 1,6-1,7 метра. Думаю, делать ленточный фундамент для дома с цокольным этажом неразумно: полы цокольного этажа все равно придется заливать бетоном, а материалоемкость схожая получится.

После тщательной утрамбовки подушки из щебня и песка заливается так называемая подбетонка. Это небольшой слой бетона прямо поверх подушки. Она служит ровным, прочным и удобным основанием для гидроизоляции. На подбетонку настилается оклеечная гидроизоляция в два слоя.

На гидроизоляцию уже заливается фундаментная плита. Важно во время вязки арматурного каркаса не повредить арматурой гидроизоляцию. Бетонную смесь необходимо уплотнить вибратором.

Отмечу, что в некоторых схемах «пирога» монолитного плитного фундамента (так называемая «утеплённая шведская плита», см. ниже) под плитой находится утеплитель, чаще всего ЭППС. Но устанавливать утеплитель можно и поверх плиты. По-моему, так даже надёжней: хоть ЭППС и имеет значительный срок службы, он всё равно меньше срока службы железобетона.

«Классическая» фундаментная плита состоит из бетона и двух горизонтальных слоёв-сеток из арматуры. Варьируется толщина плиты, диаметр арматуры, шаг в квадратной сетке. Чем больше толщина плиты, чем толще арматура, тем больший вес дома может выдержать фундамент. Все данные о диаметре и сорте арматуры, шаге, толщине плиты должны быть указаны в проекте дома.

Если нет проекта, наиболее разумно расчёт параметров плиты доверить специалистам, а не какому-нибудь прорабу а-ля «да я так уже много домов построил и не треснули». В сложных грунтах также иногда делаются рёбра жёсткости — это выходящие вниз бетонные выступы, дополнительно удерживающие плиту на грунте.

Плитный фундамент необходимо утеплять, причём не только плиту, но и отмостку и цоколь. Это защищает грунт от промерзания и соответственно пучения. Причём подушка под плитой может не спасти: замёрзший влажный грунт под подушкой вполне может приподнять/сдвинуть/треснуть плиту, «не взирая» на саму подушку.

Кстати, плитный фундамент — это недорогой фундамент: под один и тот же дом монолитная плита обычно получается дешевле заглубленной монолитной ленты.

Стоит сказать, что если вырыли котлован и залили плиту на глубине (если хочется цокольный этаж), то мы «опустили» уровень земли и, даже если подушка под фундаментом сделана максимально качественно из непучинистого грунта, оставлять такой фундамент зимовать без утепления нельзя. Построить дом лучше все-таки за один теплый сезон. Если же вдруг так получится, что нужно оставить плитный фундамент стоять на зиму, то его надо максимально утеплить. Хотя я считаю, лучше не рисковать и желательно построить коробку дома и вставить окна до зимы, а зимой включить отопление и поддерживать плюсовую температуру хотя бы на цокольном этаже. Можно включить даже электрическое отопление, если пока нет возможности включить газовый или другой котел.

На плитный фундамент похожа технология полов по грунту, правда, она значительно «слабее» плиты, т.к. полы по грунту не являются несущими.

Утеплённая шведская плита

УШП — это один из вариантов монолитного бетонного плитного фундамента. УШП в России стала известна благодаря форуму Forumhouse (см. раздел ссылки), там она получила много сторонников.

Две основные особенности утеплённой шведской плиты:

• под плитой находится ЭППС, т.е. вся бетонная плита лежит на утеплителе — экструдированном пенополистироле
• применяются «тёплые полы» — в плиту до заливки бетона укладываются отопительные трубы тёплого пола

Из особенностей видно, что вся плита постоянно находится в тёплой зоне, не промораживается, это хорошо. Грунт под плитой также не промораживается зимой.

По-моему, возможное слабое место здесь — ЭППС. Что будет с плитой и соответственно домом через 20, 30, 50 лет? Срок службы даже качественного ЭППС ограничен, а здесь он под постоянной нагрузкой и в грунте. С другой стороны, если ЭППС будет равномерно разрушаться, то и плита будет равномерно оседать. Для каркасных, деревянных (ОЦБ, клееный брус и др.) домов риски меньше, для каменных (ККБ,ЯБ, КББ и др.) риски больше.

Бетон для фундамента

Согласно СНиП 2.03.01-84*, класс бетона по прочности на сжатие обозначается латинской буквой B и далее идёт число, показывающее давление в мегапаскалях, которое выдерживает бетон с гарантированной вероятностью 95%. Например, бетон класса B15 в 95 случаях из 100 выдерживает давление 15 МПа.

 

Другое про фундаменты

Многие полагают, что арматуру фундамента лучше вязать, а не варить. Сварка истончает металл, да и цельно-сваренный каркас арматуры в бетоне, насколько я понял, не повысит прочность бетона. Вяжут арматуру проволокой или пластиковыми хомутами. Вообще, арматуру вяжут лишь для того, чтобы при заливке она никуда не съехала. Однако существует арматура с таким классом стали, которую можно сваривать (А500С, В500С).

Народ также пугает электрохимической коррозией арматуры монолита, поэтому при вязке лучше все-таки использовать пластиковые хомуты, причем так, чтобы отдельные «арматурины» не соприкасались друг с другом — «блуждающим токам» негде будет гулять.

Обязательно нужно помнить про защитный слой бетона, который защищает от ржавления арматуру и соответственно железобетон от снижения прочности.

Фундамент крыльца может быть как общим с домом, так и отдельным. Крыльцо на отдельном фундаменте может незначительно «гулять» относительно дома, поэтому стык крыльца и дома не должен быть жёстким, иначе могут пойти небольшие трещинки. Поэтому проще сразу залить фундамент крыльца вместе с фундаментом дома и не мучиться потом.

Для защиты фундамента от талых и дождевых вод строится отмостка.

При изучении заказанного проекта фундамента нужно к каждой детали задавать вопрос: зачем это. В фундаментах у всего есть смысл: П- и Г-образная гнутая арматура усиливает углы ленты, дополнительные распорки позволяют максимально надёжно фиксировать опалубку, песчано-щебёночная подушка позволяет нивелировать зимнее пучение грунта и т.п.

К сожалению, проектировщики могут оказаться совсем не такими профессионалами, как кажутся. Могут выбрать странный тип фундамента, либо сделать очень дорогое армирование, либо сделать слабенькую ленту для сложного грунта. Ещё раз: фундамент выбирается и рассчитывается с двух сторон — сверху масса дома, снизу несущая способность грунта. Если фундамент нарисовал проектировщик, то он должен показать детальный расчёт всех нагрузок.