Фундамент загородного дома

Если Вы собрались строить дом, то, пожалуй, вторым вопросом, по поводу которого стоит озадачиться, после планировки самого дома – это фундамент здания. Фундамент – часть здания, конструкция, цель которой принять нагрузку от лежащей выше конструкции здания и перераспределить ее на грунт, обеспечив отсутствие просадки здания в грунт. Стоимость фундамента может составлять значительную часть от всего здания. По этой причине важно выбрать оптимальный вариант фундамента, чтобы он выполнял, возложенные на него функции, при этом имел минимальную цену.

Не правильно подобранный фундамент может привести к деформации здания вплоть до разрушения. Выбор зависит от веса здания и типа грунта, особенностей его залегания, склонности к процессам морозного пучения.

Рассмотрим основные разновидности фундамента: столбчатый, свайный, ленточный и плитный, а также существуют комбинированные виды фундаменты.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент применяется для легких конструкций, как правило, из дерева. Такой вид фундамента представляет собой столб из бетона, железобетона, кирпича или камня, высота которого незначительно превышает или равна его ширине. Он может быть круглой или квадратной формы. В ситуации с бетонным или железобетонным столбчатым фундаментом в качестве опалубки может выступать как традиционная деревянная опалубка – короб из досок, так и кирпичная или каменная кладка, а также опалубка из подручных средств, например, автомобильная покрышка.

Столбчатый фундамент прекрасно подходит для одноэтажных деревянных домов из бревна или бруса, но небольших размеров, когда влияние пучинистости грунта незначительна в разных частях фундамента. Столбчатый фундамент делается незаглубленным или мелкозаглубленным, то есть влияние морозного пучения на него велико, поэтому рекомендуется только на малопучинистых грунтах. Часто такой фундамент выступает как дополнительный для легких пристроек к основному зданию.

По стоимости столбчатый фундамент является одним из самых дешевых видов. Он достаточно прост в возведении. О том, как сделать столбчатый фундамент самостоятельно, будет рассмотрено в отдельной статье «Изготовление столбчатого фундамента своими руками».

Преимущества столбчатого фундамента:

• дешевый вариант фундамента
• прост в возведении
• можно применять для одноэтажных бревенчатых и брусковых домов

Недостатки столбчатого фундамента

• подвержен влиянию морозного пучения
• пучинистость приводит к перекосу столбов и, как следствие, деформации здания
• не подходит для зданий большой площади или длины (в том числе и из дерева)
• не подходит для зданий из камня, кирпича, легкого бетона (пенобетона, газобетона)
• необходимость заделки цоколя
• невозможность строительства подвала

Свайный фундамент

Как таковой свайный фундамент является вариацией столбчатого, с тем отличием, что он погружен до глубины промерзания и больше. Благодаря этому факту устраняются многие недостатки столбчатого фундамента. Преимущества при этом остаются.

Сваи различаются по технологии углубления в грунт и могут иметь разную форму (круглые или квадратные в сечении, с увеличенной опорой и т.д.). Различают забивные, буро-набивные и винтовые сваи.

Забивные сваи – это сваи заводского изготовления из железобетона. Арматура в таких сваях находится в натянутом состоянии, что позволяет свае выдерживать большие нагрузки. В землю готовые сваи забиваются специальными приспособлениями, что позволяет обеспечить быстрое возведение фундамента.

Буро-набивные сваи изготавливаются на месте строительства путем сверления отверстия под сваю в земле с последующим заполнением (набиванием) этого отверстия бетоном и армированием. Арматура в буро-набивных сваях находится в не натянутом состоянии. Монтаж буро-набивных свай не сложный, но требует соблюдение технологии. Порядок самостоятельного изготовления свайного фундамента из буро-набивных свай будет рассмотрен в отдельной статье «Свайный фундамент своими руками». Срок службы железобетонных свай забивного и буро-набивного типа достигает 100 и более лет.

Винтовые сваи представляют собой металлические трубы, на один из концов которых приваривается наконечник с лопастями. Благодаря наличию лопастей винтовые сваи можно вкручивать в землю подобно винтам. Полость трубы затем заливается бетоном с целью увеличения прочности сваи и предотвращения окисления железа. Заявленный срок службы таких свай, у многих производителей, составляет порядка 25 лет и более.

Фундамент из винтовых свай можно возвести самостоятельно, но срок службы будет серьезно зависеть от соблюдения технологии, а также расчетных норм.

Так же, как и столбчатый фундамент, свайный можно использовать для строительства деревянных домов в несколько этажей. Для этого дополнительно производится обвязка свай брусом, швеллером или двутавром, а при обвязке железобетоном допустимо и строительство легких «каменных» домов, например, из газосиликата. Но для этого необходимо правильно высчитать опорную площадь свай для здания, что сделать может только специалист. При этом нужно учитывать, что на боковые стенки сваи будут действовать силы морозного пучения, которые могут постепенно выталкивать фундамент из земли.

Преимущества свайного фундамента

• относительно дешевый вариант фундамента
• можно использовать для строительства деревянных домов до 3-х этажей
• относительно простой в изготовлении
• фундамент мало подвержен или не подвержен влиянию морозного пучения
• при создании свайного поля можно строить дома большой площади

Недостатки свайного фундамента

• требует обязательного точного расчета несущего основания с учетом веса здания
• требует утепления и отделки цоколя
• невозможно построить подвал

Сравнительный анализ разных типов свайного фундамента будет приведен в отдельной статье «Свайный фундамент»

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент является самым распространенным в силу универсальности. Такой фундамент прекрасно подходит для малоэтажного строительства на многих грунтах. При этом он относительно простой в изготовлении, но также требуется соблюдение требований по армированию, качеству бетона и другим параметрам. Полностью технология изготовления ленточного фундамента описана в статье «Ленточный фундамент своими руками».

По глубине залегания ленточный фундамент подразделяют на заглубленный и мелкозаглубленный фундамент, а по технологии: монолитный железобетонный, блочный, бутовый.

Заглубленный ленточный фундамент представляет собой ленту под несущими стенами с глубиной ниже глубины промерзания. Благодаря этому он мало подвержен морозному пучению (влияние морозного пучение возможно на боковые стенки ленты в зоне промерзания). Такой вариант фундамента дорогой, но позволяет строить достаточно тяжелые здания (в рамках малоэтажного строительства допустимо строительство дома из кирпича в 2-3 этажа). При легких конструкциях силы морозного пучения могут приподнимать заглубленный ленточный фундамент с легким деревянным домом, что может приводить к перекосу конструкции.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент также представлен лентой, но с глубиной заглубления в почву 20-40 см, общая высота ленты составляет 50-80 см. Такой фундамент находится в зоне промерзания и может быть подвергаться воздействию сил морозного пучения на основание, но воздействия на боковые стенки они оказывать уже не будут. По стоимости такой фундамент значительно дешевле заглубленного, трудоемкость существенно меньше.

Монолитный железобетонный ленточный фундамент представляет собой единую конструкцию монолитного бетона с маркой М300 – М400, которая армирована арматурой сечением 10-14 мм. Такой фундамент имеет наибольшие прочностные характеристики. Для его изготовления потребуется цемент, песок, щебень или гравий, арматура, а также желательно иметь специальное оборудование или технику для обеспечения заливки бетона без перерыва.

В отличие от монолитного фундамента блочный состоит из 3 слоев: монолитной бетонной подошвы, ряда блоков скрепленных раствором, верхнего бетонного выравнивающего слоя. Использование блочного ленточного фундамента нежелательно на пучинистых грунтах. Для изготовления блочного фундамента потребуется наличие крана для установки тяжелых бетонных блоков.

Бутовый фундамент, как и блочный, имеет несколько слоев, но вместо слоя блоков имеется монолитный слой из бутового камня залитый раствором бетона марки М200 – М250. Такой фундамент проще в изготовлении и не требует специальной техники. Как правило, применяется при самострое для легких строений на малопучинистых грунтах. Это самый дешевый вариант ленточного фундамента, так как в качестве бута может использоваться строительный бой, битые кирпичи, камень.

Преимущества ленточного фундамента:

• создает единый монолитный фундамент,
• позволяет строить подвал,
• упрощенная прокладка водопровода и канализации,
• фундамент менее требователен в соблюдении технологии и выполнению расчетов в силу своей монолитности.

Недостатки ленточного фундамента:

• необходим правильный расчет ширины основания фундамента,
• желательно заливку бетона производить за один прием без перерыва,
• часто требует наличие дополнительных устройств или техники,
• требует организации системы продухов для подпольной вентиляции
• значительно дороже столбчатого и свайного.

Плитный фундамент или «плавающая плита»

Плитный фундамент представляет собой монолитную железобетонную плиту толщиной 25 – 35 см. Главными особенностями такого вида фундамента являются: максимальная площадь основания фундамента и монолитность, благодаря чему он может нести очень тяжелые конструкции. Большая площадь основания при малоэтажном строительстве снижает риск неправильных расчетов. В тоже время плита имеет большой объем (требует много бетона), а также очень хорошее армирование – это приводит к дороговизне реализации плитного фундамента. В ряде случаем большая стоимость строительства плитного фундамента оправдывается, что в результате получается основание для пола – в конечном счете, стоимость в полом ленточного и плитного фундамента оказываются примерно одинаковые.

Другой особенностью плитного фундамента является его «поведение» при морозном пучении. Грунты промерзают только по периметру плиты. Если в какой-то части силы пучения приподнимают плиту, то она вся приходит в движение по принципу плота на волнах, целостность здания при этом не нарушается. По этой причине плитный фундамент также называют плавающей плитой.

Различают несколько видов плавающей плиты:

• обычный вариант реализации – это монолитная плита одинаковой толщины около 300 – 400 мм;
• ячеистая плавающая плита – плавающая плита с ребрами усиления 150 – 200 мм (общая толщина также 300 – 400 мм), благодаря ребрам прочностные характеристики плавающей плиты сохраняются, но объем бетона уменьшается (в этом случае уже требуется расчет площади основания ребер с учетом веса здания);
• утепленная плавающая плита – фундамент утепляется снизу, торцы по периметру и около 1 метра грунта по периметру плиты (благодаря этому воздействие морозного пучения сводится к минимуму), а сверху в плиту монтируется «теплый водяной пол». Такой фундамент дополнительно несут функцию аккумулятора тепла.

Преимущества плитного фундамента (плавающей плиты)

• сводится к минимуму ошибка по расчету несущего основания
• сводится к минимуму влияние сил морозного пучения
• можно на свой риск обойтись без геологических изысканий грунта
• при изготовлении фундамента сразу получается черновой пол

Недостатки плитного фундамента

• сложность и объем работ для самостоятельного строительства
• большой объем бетона и арматуры приводит к дороговизне
• большой объем бетонных работ требует покупки заводского бетона
• требование бесперебойной подачи бетона вынуждает дополнительно использовать бетононасос
• сложности с прокладкой водопровода и канализации (должны закладываться до изготовления фундамента)
• необходимо выравнивать поверхность под фундамент с перепадом высот по диагонали не более 2 см
• невозможно построить подвал.

Особенности изготовления плавающей плиты будет рассмотрено в отдельной статье «Плитный фундамент своими руками».

Комбинированные виды фундамента

К комбинированным фундаментам относятся варианты реализации основных видов фундамента вместе (в единой конструкции). К таким фундаментам можно отнести свайно-ростверковый и свайно-ленточный фундамент, плиту на сваях, плиту на грунтах (на песчаной подушке). Это конструктивно сложные варианты фундамента признаны свести к минимуму недостатки, а использовать только преимущества разных видов фундамента. Но они являются сложными конструкциями, поэтому самостоятельное их строительство без специальных расчетов не желательно.

При этом в «самострое» с целью экономии используются именно такие варианты, что часто заканчивается плачевно.

Подробнее о комбинированных фундаментах будет рассказано в специальных статьях.

Подведем итоги по выбору фундамента для строительства малоэтажного дома.

Столбчатый фундамент можно использовать на малопучинистых грунтах под легкие пристройки к дому, если грунты пучинистые – лучше использовать сваи.

Свайный фундамент рационально использовать под одноэтажные деревянные дома из бревна или бруса, но с обеспечением правильных расчетов.

Ленточный фундамент прекрасно подойдет под двухэтажное здание, как из камня, так и из дерева. При этом можно использовать мелкозаглубленный вариант, если нет надобности в подвале.

Плавающая плита прекрасно подойдет под любой малоэтажный дом. Выбор будет разумен, если планируется теплый пол.

2. ОСНОВАНИЯ

Основания – это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и одной или нескольких гидроксогрупп (ОН-).

С точки зрения теории электролитической диссоциации это электролиты (вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток), диссоциирующие в водных растворах на катионы металлов и анионы только гидроксид — ионов ОН-.

Растворимые в воде основания называются щелочами. К ним относятся основания, которые образованы металлами 1-й группы главной подгруппы (LiOH, NaOH и другие) и щелочноземельными металлами (Са(ОН)2, Sr(ОН)2, Ва(ОН)2). Основания, образованные металлами других групп периодической системы в воде практически не растворяются. Щелочи в воде диссоциируют полностью:

NaOH ® Na+ + OH-.

Многокислотные основания в воде диссоциируют ступенчато:

Ba(OH)2 ® BaOH+ + OH-,

Ba(OH)+ Ba2+ + OH-.

Cтупенчатой диссоциацией оснований объясняется образование основных солей.

Номенклатура оснований.

Основания называются следующим образом: сначала произносят слово «гидроксид», а затем металл, который его образует. Если металл имеет переменную валентность, то она указывается в названии.

КОН – гидроксид калия;

Ca(OH)2 – гидроксид кальция;

Fe(OH)2 – гидроксид железа (II);

Fe(OH)3 – гидроксид железа (III);

При составлении формул оснований исходят из того, что молекула электронейтральна. Гидроксид – ион всегда имеет заряд (–1). В молекуле основания их число определяется положительным зарядом катиона металла. Гидрокогруппа заключается в круглые скобки, а выравнивающий заряды индекс ставится справа внизу за скобками:

Ca+2(OH)–2, Fe3+(OH)3-.

Классификация оснований по следующим признакам:

1. По кислотности (по числу групп ОН— в молекуле основания): однокислотные – NaOH, KOH, многокислотные – Ca(OH)2, Al(OH)3.

2. По растворимости: растворимые (щелочи) – LiOH, KOH, нерастворимые – Cu(OH)2, Al(OH)3.

3. По силе (по степени диссоциации):

а) сильные (α = 100 %) – все растворимые основания NaOH, LiOH, Ba(OH)2, малорастворимый Ca(OH)2.

б) слабые (α < 100 %) – все нерастворимые основания Cu(OH)2, Fe(OH)3 и растворимое NH4OH.

4. По химическим свойствам: основные – Са(ОН)2, NaОН; амфотерные – Zn(ОН)2, Al(ОН)3.

Основания

Это гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (и магния), а также металлов в минимальной степени окисления (если она имеет переменное значение).

Например: NaOH, LiOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Cr(OH)2, Mn(OH)2.

Получение

1. Взаимодействие активного металла с водой:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2

2. Взаимодействие основных оксидов с водой (только для щелочных и щелочноземельных металлов):

Na2O + H2O → 2NaOH,

CaO + H2O → Ca(OH)2.

3. Промышленным способом получения щелочей является электролиз растворов солей:

2NaCI + 4H2O 2NaOH + 2H2 + CI2

4. Взаимодействие растворимых солей со щелочами, причем для нерастворимых оснований это единственный способ получения:

Na2SO4 + Ba(OH)2 → 2NaOH + BaSO4

MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na2SO4.

Физические свойства

Все основания являются твердыми веществами. В воде нерастворимы, кроме щелочей. Щелочи – это белые кристаллические вещества, мылкие на ощупь, вызывающие сильные ожоги при попадании на кожу. Поэтому они называются «едкими». При работе со щелочами необходимо соблюдать определенные правила и использовать индивидуальные средства защиты (очки, резиновые перчатки, пинцеты и др.).

Если щелочь попала на кожу необходимо промыть это место большим количеством воды до исчезновения мылкости, а затем нейтрализовать раствором борной кислоты.

Химические свойства

Химические свойства оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации обусловлены наличием в их растворах избытка свободных гидроксид –

ионов ОН—.

1. Изменение цвета индикаторов:

фенолфталеин – малиновый

лакмус – синий

метиловый оранжевый – желтый

2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O,

Cu(OH)2 + 2HCI → CuCI2 + 2H2O.

3. Взаимодействие с кислотными оксидами:

2NaOH + SO3 → Na2SO4 + H2O

4. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами:

а) при плавлении:

2NaOH + AI2O3 2NaAIO2 + H2O,

NaOH + AI(OH)3 NaAIO2 + 2H2O.

б) в растворе:

2NaOH + AI2O3 +3H2O → 2Na,

NaOH + AI(OH)3 → Na.

5. Взаимодействие с некоторыми простыми веществами (амфотерными металлами, кремнием и другими):

2NaOH + Zn + 2H2O → Na2 + H2

2NaOH + Si + H2O → Na 2SiO3 + 2H2

6. Взаимодействие с растворимыми солями с образованием осадков:

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4,

Ba(OH)2 + K2SO4 → BaSO4 + 2KOH.

7. Малорастворимые и нерастворимые основания разлагаются при нагревании:

Ca(OH)2 CaO + H2O,

Cu(OH)2 CuO + H2O.

голубой цвет черный цвет

Амфотерные гидроксиды

Это гидроксиды металлов (Be(OH)2, AI(OH)3, Zn(OH)2) и металлов в промежуточной степени окисления (Сr(OH)3, Mn(OH)4).

Получение

Амфотерные гидроксиды получают взаимодействием растворимых солей со щелочами взятых в недостатке или эквивалентном количестве, т.к. в избытке они растворяются:

AICI3 + 3NaOH → AI(OH)3 +3NaCI.

Физические свойства

Это твердые вещества, практически нерастворимые в воде. Zn(OH)2 – белый, Fe(ОН)3 – бурый цвет.

Химические свойства

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства оснований и кислот, поэтому взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями.

1. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды:

Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O.

2. Взаимодействие с растворами и расплавами щелочей с образованием соли и воды:

AI(OH)3 + NaOH Na,

AI(OH)3 + NaOH NaAIO2 + 2H2O.

3. Взаимодействие с кислотными и основными оксидами:

2Fe(OH)3 + 3SO3 Fe2(SO4)3 + 3H2O,

2Fe(OH)3 + Na2O 2NaFeO2 + 3H2O.

Получение и химические свойства оснований

Цель работы: ознакомиться с химическими свойствами оснований и способами их получения.

Ход работы:

Опыт № 1. Взаимодействие металлов с водой.

В пробирку налить 3–5 см3 воды и опустить в нее несколько кусочков мелко нарезанной магниевой ленты. Нагреть на спиртовке 3–5 мин, охладить и добавить туда 1–2 капли раствора фенолфталеина. Как изменился цвет индикатора? Сравнить с пунктом 1 на с. 27. Написать уравнение реакции. Какие металлы взаимодействуют с водой?

Опыт № 2. Получение и свойства нерастворимых

оснований

В пробирки с разбавленными растворами солей MgCI2, FeCI3, CuSO4 (5–6 капель) внести по 6–8 капель разбавленного раствора щелочи NaOH до образования осадков. Отметить их окраску. Записать уравнения реакций.

Разделить полученный синий осадок Cu(OH)2 на две пробирки. В одну из них добавить 2–3 капли разбавленного раствора кислоты, в другую _ столько же щелочи. В какой пробирке наблюдалось растворение осадка? Написать уравнение реакции.

Повторить этот опыт с двумя другими гидроксидами, полученными по обменным реакциям. Отметить наблюдаемые явления, записать уравнения реакций. Сделать общий вывод о способности оснований взаимодействовать с кислотами и щелочами.

Опыт№ 3. Получение и свойства амфотерных гидроксидов

Фундамент под малоэтажные жилые дома

Что понимается под малоэтажным строительством

Давайте, сначала определим, что называется малоэтажным строительством.

Согласно СНиП 31-02-2001 и СНиП 2.07.01-89 к ним можно отнести три вида сооружений:

1. индивидуальный дом до 3-х этажей (коттеджи);
2. сблокированные коттеджи до 3-х этажей (таунхаусы);
3. секционные многоквартирные дома до 3-4-х этажей.

Все три вида объединяет следующее:

• наличие индивидуальных земельных участков;
• отсутствие лифта и центрального мусоропровода, упрощение инженерии;
• небольшое вертикальное давление позволяет свести к минимуму земляные и фундаментные работы.

При строительстве малоэтажных зданий стоимость работ по нулевому циклу может превышать 30% от стоимости общестроительных работ в зависимости от физических свойств грунта на участке и климатических условий региона. Это повышает важность выбора типа фундамента в каждом конкретном случае.

Условия, которые необходимо учитывать при выборе типа фундамента

Для выбора типа фундамента необходимо учитывать следующие данные:

1. нагрузку от строения;
2. конструкцию подземной части (лёгкий дом с подвалом может не только просесть, но и «всплыть»);
3. уровень грунтовых вод;
4. глубину промерзания в районе застройки (в средней полосе она составляет 120-130 см);
5. физические свойства грунтовых масс в пятне застройки.

Виды фундаментовпод малоэтажные строения

Основные виды фундаментов под малоэтажные здания
можно разделить на два типа:

1. мелкого заложения – сплошная платформа, столбчатые и ленточные фундаменты с заглублением не менее 50 см;
2. глубокого заложения – столбчатые фундаменты, сваи, ленточные фундаменты с заглублением более глубины промерзания.

Сплошная платформа – это монолитная ж/б плита под всю площадь здания, которая своей жесткостью перераспределяет все напряжения, возникающие под строением. Метод не из дешевых из-за большого объема земляных работ и стоимости стройматериала. Применяется в основном на сложных грунтах и при небольшой площади здания.

Ленточные фундаменты мелкого заложения применяют на непучинистых грунтах (пески) в зданиях без подвальных помещений. Это сравнительно дешевый вариант, но ограничен в применении.

Ленточный фундамент глубокого заложения выполняется в монолитном, сборном и комбинированном варианте по периметру здания и под несущими стенами. Это более затратный вариант. Его целесообразнее использовать при устройстве подвалов или цокольного этажа. Этот вариант хорошо вписывается в любой ландшафт.

В последнее время самым распространённым является свайный вариант. К его достоинствам можно отнести надежность, универсальность, малую затратность по цене материалов и незначительный объем земляных работ. Применяется почти на всех почвах за исключением скальных пород и вечной мерзлоты.

Столбчатые фундаменты могут быть как мелкого, так и глубокого заложения. Столбы устанавливаются по углам здания в местах пересечения несущих стен и между угловыми столбами для уменьшения пролета до 2-х метров. Больший пролет ведет к увеличению нижней ступени фундамента и усилению рандбалки, в малоэтажном строительстве это экономически невыгодно.

Столб может быть прямой или ступенчатый, сборный или монолитный. Более экономный – ступенчатый.
Заливается в 2-3 приема, в зависимости от размера подошвы, с уменьшением размера на каждом приеме.

Рандбалки могут быть металлическими, ж/бетонными, под деревянное здание можно использовать брус.

Вывод: между архитектурно-планировочным решением малоэтажного дома, конструкцией нулевого цикла, механическими свойствами грунта, уровнем грунтовых вод наблюдается явная зависимость.

1. Если участок имеет большой перепад по высоте, то разумнее применить ленточный фундамент глубокого заложения или винтовые сваи с ж/б ростверком.
2. Для участков с высоким уровнем грунтовых вод (выше 150 см) лучше выбрать свайный вариант.
3. В случае если архитектурно-планировочным решением предусмотрен подвал или цокольный этаж, то выбирать надо ленточный фундамент глубокого заложения. Но необходимо учесть, что высокий уровень грунтовых вод и сезонная верховодка потребуют более сложных и дорогостоящих решений по гидроизоляции подземной части.
4. Фундаменты мелкого заложения более экономичны, но не пригодны на пучинистых грунтах, а также имеют более низкую температуру в подпольном пространстве (последнее касается и свайных фундаментов).
5. В районах с вечной мерзлотой надо думать не о пучении грунтов, а об оттаивании основания в тёплый период года.

Главное, помните: каждый конкретный случай рассматривается особо. Красота фасада, дорогое заполнение проемов, новые кровельные материалы – всё это держится на правильно выбранном Вами фундаменте.

Фундаменты малоэтажных жилых зданий

Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки от здания и передающим их на грунт. В общих затратах на возведение здания доля фундаментов составляет по стоимости 8 – 10%, по трудоемкости 10 – 15% и по материалоемкости фундамента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10 – 30%.

Работа фундаментов осуществляется в сложных условиях. Они подвергаются разнообразным силовым и несиловым воздействиям (рис.7.2). Такие силовые воздействия, как нагрузки от массы здания и грунта, отпор грунта, силы пучения, сейсмические удары, вибрации вызывают появление различного вида сжимающих, сдвигающих и изгибающих напряжений, результатом которого могут быть недопустимые деформации и разрушения.

Рис.7.2. Воздействия на фундаменты. Силовые: 1 – нагрузка от здания; 2 – боковое давление грунта; 3 – сейсмические нагрузки; 4 – силы пучения грунта; 5 – упругий отпор грунта; 6 — вибрация. Несиловые: 7 – температура грунта; 8 – температура помещения подвала; 9 – влага грунта; 10 – влага воздуха подвала; 11 — агрессивные примеси в воде и в воздухе; 12 – биологические факторы

Несиловые воздействия: переменные температура и влажность, избыточное увлажнение, воздействие химических веществ, деятельность насекомых, грибков и бактерий – могут привести как к появлению напряжений и разрушений в фундаментах, так и к нарушению эксплуатационного режима помещений здания.

Чтобы противостоять различного рода воздействиям и обеспечить необходимые условия эксплуатации здания, фундаменты должны отвечать ряду требований. Основные из них: прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и на скольжение, стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессии. Наряду с эксплуатационными фундаменты должны удовлетворять и экономическим требованиям минимума затрат труда средств и времени на возведение. Разнообразие материалов и конструктивных решений зданий, климатических и грунтовых условий определило множество различных видов фундаментов, используемых в современном строительстве.

2.1. Классификация фундаментов.

Дерево – для деревянных зданий, необходимо антисептировать, лучше полностью в грунтовой воде;

Бут – рваный камень (кладка прочностью 18-24 кгс/см 2 );

Бутобетон, возводят в опалубке, добавляя в бетон 25-35% бута (50-90 кгс/см 2 );

По конструктивной схеме:

Ленточные – устраивают под стены здания или под отдельные опоры. Имеет вид сплошных стен или перекрестных балок;

Столбчатые (отдельно стоящие) – имеет вид отдельных опор, предусматриваемые под стены или колонны;

Сплошные – применяются на слабых грунтах при глубоком залегании материковых пород и больших нагрузках.

По методу возведения:

Индустриальные (бетонные, ж/б, сборные) – без ограничения сезона и трудозатраты на строительной площадке;

По величине заглубления:

Мелкого заложения ( 5м).

По характеру работы:

Жесткие – работающие только на сжатие (все фундаменты, кроме ж/б);

Гибкие – воспринимают растягивающие усилия.

Ленточные фундаменты для малоэтажных зданий

Ленточные фундаменты для малоэтажного строительства самые распространенные и простые в устройстве. Для долгой службы зданий, необходимо их правильное возведение с соблюдением строительных норм и стандартов. В первую очередь, правильное устройство основы. В помощь начинающим строителям интернет ресурсы.

Почему стоит выбрать ленточный фундамент?

Для малоэтажных зданий лучшим вариантом основания являются ленточные. Он может быть мелкозаглубленным или нет, в зависимости от размеров строения. Для небольшого летнего дома нужен первый вариант – глубокая основа под легким строением выталкивается силой давления земли.
Устройство ленточного фундамента позволяет связать все части дома в единую цепь, что поддерживает целостность строения. При планировании необходимо учесть возможное расширение дома – оставить для этого связующие звенья.
Цена такого основания сравнительно не высока, что играет не последнюю роль в выборе фундамента для жилых зданий. Так же удобно, что устройство не требует наличия особого оборудования. Плюсом является закрытое подпольное помещение, что обеспечивает лучшую теплоизоляцию зданий.

Материалы для ленточного фундамента

• железобетон;
• бутобетон;
• кирпич;
• готовые бетонные блоки или плиты.

Железобетонный — состоит из цемента, песка, щебня. Такой вариант самый распространенный, крепкий, надежный, довольно дорогостоящий.

Бутобетонный — состоит из крупных камней и цементно-песчаной смеси. Является менее прочным, дешевле по стоимости.

Кирпичный — менее распространенный, очень неустойчив к воде, морозу. Требует тщательной защиты от влаги.

Основа из блоков или плит отличается высокой скоростью возведения, прочностью. Для малоэтажного строительства использовать такой вид целесообразно в случае важности скорости возведения.

Другие материалы для устройства фундамента:

1. Влажный песок – для создания амортизирующего плотного слоя.
2. Полиэтилен стелется на песчаную подушку для сохранения влаги в бетоне.
3. Процент армирования 10% всей площади, для этого в опалубку вставляется самодельный готовый каркас из железных прутьев. Для продольных соединений выбирается арматура диаметром от 12 мм, для поперечных достаточно 8 – 10 мм. Из них собирается цепочка из параллелепипедов.
4. Опалубка собирается из брусьев размером 5×5 см, досок толщиной 2,5 см или фанеры. Крепление происходит с помощью гвоздей или саморезов. Внешняя часть опалубки подпирается брусьями через каждые 1,5 м.
5. Битумная мастика необходима для обмазывания со всех сторон. На нее клеится гидроизоляционный материал: рубероид или стеклоизол. Этап необходим для защиты дома от влаги и сырости.

Этапы устройства фундамента из железобетона и бутобетона

Важным этапом является схематическое изображение всех элементов основания, а также водопровода, канализации, вентиляции или других коммуникационных ходов, находящихся в подвале зданий. Их необходимо закладывать заранее, перед заливкой бетоном.
Устройство фундамента дома по этапам:

1. Вырывается траншея необходимой глубины (до 70 см) и ширины (равна ширине стен или меньше на 10 см). Чтобы не ошибиться с размерами, сначала выставляются углы дома, затем натягиваются нити между ними. Таким образом выставляется «чертеж» для копания.
2. По периметру ямы устанавливается опалубка из досок или других подручных средств, с выравниванием всех углов, сторон. Высота опалубки до 50 см от уровня земли.
3. На дно траншеи засыпается и трамбуется влажная песчаная подушка высотой до 15 см.
4. В опалубку вставляется армирующая решетка, собранная с помощью сварки или вязки. Затем поэтапно заливается бетон.
5. Раствор укладывается постепенно, в несколько слоев, при этом выпускаются пузырьки воздуха, для прочности и целостности основания.

Через 10 дней опалубка убирается, фундамент обмазывается битумной мастикой, обклеивается гидроизоляционным материалом. Зазоры заполняются землей, организуется отводка воды от основания дома. Устройство ее может быть простейшим – за счет наклона земли, или залитая бетоном.

Этапы устройства кирпичного фундамента

Так же как и в предыдущем варианте выкапывается траншея, выкладывается песчаная подушка, затем начинается кладка кирпича. Между слоями помещаются металлические прутья для прочности основания.
После возведения фундамента, он обмазывается мастикой и обклеивается рубероидом. Такие ленточные основы сохнут намного быстрее, но строить на них можно лишь легкие дома.
Такой фундамент хорош при низком уровне грунтовых вод. Раньше кирпичное основание было очень популярным, сейчас забыто из-за сравнительно низкой прочности.

Этапы устройства фундамента из блоков

Фундамент из блоков по функциональности такой же, как и железобетонный. Главным преимуществом его является отсутствие выжидательного этапа после установки основания.
Блоки выкладываются как кирпичи и соединяются бетонным раствором. При их небольших размерах, необходимо применение армирования. Устройство такого фундамента для жилых зданий удобно в случае важности скорости возведения.

Возможные ошибки

При устройстве основы могут встретиться следующие недочеты:

1. Распространенной ошибкой является выбор слишком глубокого основания. Но высокий уровень грунтовых вод размывает его и образует трещины. Так же необоснованно глубокий фундамент выталкивается из земли пучением.
2. Металлические прутья, армирующие углы должны быть тщательно очищены от ржавчины и грязи. Иначе сцепление с бетоном и целостность конструкции будут нарушены.
3. Важно не перестараться при выпускании кислорода вибрацией, возможно расслоение массы.
4. Использование некачественного сырья или неправильное соотношение состава смеси может повлечь хрупкость основания.

Посмотрите видео о том, как не надо делать ленточный фундамент

Множество видов фундамента позволят выбрать свой вариант устройства. Значение имеет не только вид основания, но и его правильная установка. Здание будет стоять крепко лишь на фундаменте, залитом по строительным нормам. Соблюдение технологии влияет на срок службы как основания, так и строения.

Фундаменты малоэтажных жилых зданий.

Фундамент является основным конструктивным элементом несущего остова здания, принимающим на себя все нагрузки строения и передающим их на грунт. Материалоемкость фундамента в объеме малоэтажного жилого дома составляет 10. 30.

Конструктивные решения фундаментов.

Основные конструктивные схемы фундаментов для малоэтажного строительства изображены на рис. IV. 1. Изготовляют такие фундаменты из местных строительных материалов (естественный камень, бутобетон, красный кирпич и др.), а также используют монолитный бетон или сборные бетонные и железобетонные блоки. Плоскость нижней части фундамента называют подошвой, ее уширение — подушкой, а грунт под ней — основанием. Грунты, в которых присутствует значительное количество глины (супеси, суглинки и глины),называют вспучивающимися при замерзании. Остальные грунты (пески, гравелистые и др.) составляют группу невспучивающихся при замерзании. При отсутствии подвалов и больших приямков на таких грунтах обычно проектируют фундаменты мелкого заложения, подошва которых располагается на глубине не менее 0,5 м от уровня земли. На грунтах, вспучивающихся при замерзании, глубину заложения подошвы фундамента наружных стен принимают ниже толщины промерзающего слоя не менее чем на 0,2 м. Для большинства районов нашей страны глубина промерзания грунтов превышает 1 м, фундаменты с такой глубиной залегания подошвы называют фундаментами глубокого заложения.

Между архитектурно-планировочным решением малоэтажного дома, конструкцией фундамента и состоянием грунта существует определенная взаимосвязь. Например, если архитектор в проекте дома предусматривает наличие подвала, большого приямка или цокольного этажа, то фундамент должен быть ленточной конструкции, чтобы успешно выполнять функции стены подвала. Состояние грунта может оказать влияние на выбор варианта архитектурного решения подземной части дома. Например, если дом ставят на грунты с высоким уровнем стояния грунтовых вод, то толщина стенок ленточного фундамента увеличивается за счет дополнительных элементов гидроизоляции, что приводит к некоторому уменьшению площади помещений подземной части. Кроме того, может возникнуть угроза поднятия (всплытия) подвальной части вместе с домом или части дома с приямком под действием напора грунтовых вод. В этом случае обычно приходится отказываться от проектирования подземных помещений или проектировать дорогостоящую конструкцию фундамента с якорями в грунте или пригрузом пола подземных помещений. Практика эксплуатации малоэтажных жилых зданий с фундаментами глубокого заложения показала, что вспучивающиеся при замерзании грунты постепенно выталкивают такие фундаменты из земли. За несколько лет дом может подняться над уровнем земли на десятки сантиметров, при этом различные участки строения обычно поднимаются на различную величину, что приводит к перекосу окон, дверей и даже к раз лому стен.

Такое явление происходит от действия сил бокового трения вспучивающегося грунта на поверхностях фундаментов, которые превышают противодействие относительно малой массы дома. Чтобы нейтрализовать нежелательный эффект вспучивания при замерзании грунта, приходится проектировать дома без подвалов на фундаментах мелкого заложения с основанием в виде песчаной подушки. При устройстве песчаной подушки грунт вынимают на глубину ниже промерзания не менее 0,2 м и засыпают выемку крупнозернистым песком с проливкой водой и с уплотнением послойно. Засыпку ведут до отметки — 0,5 м от уровня планировки участка. На полученное таким способом искусственное основание устанавливают фундаменты мелкого заложения. Этот прием позволяет достигнуть значительной экономии материалов и средств. Например, в зоне Подмосковья глубина промерзания грунта принята равной 1,2 м, следовательно, фундамент глубокого заложения будет высотой 1,4 м, а при песчаной подушке — 0,5 м, т. е. при песчаной подушке на вспучивающихся от замерзания грунтах экономится около 60% материала на устройство фундамента. Когда под домом располагается грунт очень разнородный по степени вспучивания при замерзании, то приходится проектировать фундамент в виде оплошной плиты из монолитного железобетона и на песчаной подушке. В некоторых случаях оказываются эффективными свайные фундаменты, глубину заложения которых принимают значительно ниже глубины промерзания грунта, где силы бокового трения незамерзающего слоя превышают силу трения от вспучиваемого слоя. Реже на таких грунтах ставят столбчатые фундаменты из монолитного железобетона с уширением подошвы, так как изготовление их требует больших трудозатрат.

Ленточные фундаменты в виде оплошных стенок устанавливают по всему контуру стен. Размер подошвы фундамента определяют расчетом в зависимости от массы надземной части, материала фундамента и несущей способности грунта. Толщину его стенки определяют расчетом на прочность и в зависимости от технологических особенностей материала, например, стенку из бутобетона делают толщиной не менее 0,35 м в зависимости от размера камней заполнения.

Для изготовления ленточных фундаментов используют любые строительные материалы, кроме дерева. На скальных грунтах чаще используют монолитный бетон с включением обломков скалы (бутобетон). Этот материал лучше заполняет неровности поверхности скального основания. Ленты фундаментов из бутового камня отличаются меньшим расходом цемента, но имеют большую трудоемкость и материалоемкость, Из-за размера камней по стандарту минимальную ширину лент принимают не менее 0,5 м. Как правило, стенки ленточных фундаментов из этих материалов для малоэтажных зданий уширений в зоне подошв не имеют. Ленточные фундаменты из красного кирпича проектируют для сухих прочных грунтов толщиной 0,25. 0,51 м. Подушку кирпичного фундамента лучше делать из монолитного железобетона толщиной не менее 0,1 м, что повышает долговечность конструкции.

Ленточные фундаменты из сборных элементов выполняют из бетонных блоков. Блоки изготовляют сплошными из легкого бетона (ро 1600 кг/м3) или пустотелые из тяжелого бетона ( о 1600 кг/м3) высотой 0,6 м, длиной до 2,4 м и шириной 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 м.

Столбчатые фундаменты состоят из столбов и фундаментных балок. Фундаментные балки устанавливают по всему контуру стен (аналогично лентам). Они принимают яа себя нагрузку от стен и передают ее на столбы. Столбы устанавливают в местах пересечения стен и в промежутках между ними с определенным шагом, который определяют расчетом в зависимости от массы здания и несущей способности грунта.

Конструктивные варианты фундаментных балок и их пропорции в зависимости от шага столбов приведены на рис. IV. 2. Фундаментные балки из дерева используют только под деревянные стены. Между грунтом и низом фундаментной балки часто оставляют воздушный зазор, чтобы предупредить подъем балки и расположенной на ней стены силами вспучивающегося при замерзании грунта.

Столбы квадратного сечения в поперечнике изготовляют из сборных бетонных блоков, из монолитного бетона, красного кирпича, природного камня. Размеры столбов принимают по расчету на прочность (материала и грунта). Для малоэтажных жилых зданий размер подушки столбов не превышает 1 м, а горизонтальное сечение столба может быть равным размеру подошвы или быть меньшим. В последнем случае высоту подушки принимают не более 0,3 м. Размер сечения столбов и их шаг зависят от веса дома, материала фундамента и прочности грунта.

Деревянные столбчатые фундаменты чаще встречаются при реконструкции старых построек и могут быть использованы при строительстве деревянных домов на болотистых грунтах и на вечной мерзлоте.

Проектируют их в виде тумб или столбов на лежнях и крестовинах (рис. IV. 3). Тумбы устанавливали на песчаных сухих грунтах, изготовляя из дуба, осины, лиственницы и кедра диаметром не менее 0,4 м. Столбы на лежнях и крестовинах применяли на болотистых грунтах, они более долговечны из лиственницы и кедра.

Фундаменты на коротких сваях оказались наиболее экономичными для строительства жилых малоэтажных зданий. Такие фундаменты исключают из процесса строительства операции по земляным работам. Короткие сваи удерживаются в грунте в основном за счет сил бокового сцепления с грунтом. В районах с вечной мерзлотой свайные фундаменты удобны для устройства проветриваемых подполий, сохраняющих структуру вечной мерзлоты грунта. Для домов из дерева лучшими являются деревянные сваи диаметром 0,2. 0,3 м, которые вмораживают в скважины. Дерево препятствует передаче теплоты от помещений к мерзлоте, предупреждая опасное подтаивание грунта у сваи. В других районах для малоэтажного строительства используют короткие железобетонные забивные сваи, чаще квадратного сечения 150Х Х150 мм, 200X200 мм, или буронабив-ные сваи диаметром 300, 400 мм и более. Глубину заложения коротких свай принимают не более 2,5 м.

Сваи располагают под стенами по аналогии со столбчатыми фундаментами, но с меньшим шагом, который определяют расчетом, По верху свай устраивают ростверк. Балки ростверка имеют много общего с фундаментными балками. Для их изготовления используют те же материалы.

Сплошную плиту фундамента под малоэтажные дома проектируют только в случаях строительства зданий на грунтах с неразномерной осадкой или вспучиванием и при высоком уровне стояния грунтовых вод (в зданиях с подвалом), Плиту выполняют из монолитного тяжелого железобетона толщиной не менее 100 мм. Толщину плиты определяют расчетом в зависимости от массы здания, прочности грунтов и расстояния между стенами. Для домов без подвала плиту фундамента устанавливают на песчаную подушку, что уменьшает неравномерность осадки грунтов. В зданиях с подвалом плита фундамента одновременно выполняет функции основания пола.

» Назад
30.06.2016 08:36

Как и в других видах строительных работ, фундамент для малоэтажного строительства также является подземным структурным элементом здания, принимающим на себя всю нагрузку от находящихся на нем строительных конструкций.

Классификация оснований для малоэтажного строительства

Какой тип фундамента предпочтительнее для возведения малоэтажных зданий? В принятой классификации различаются несколько основных категорий фундаментных оснований:

Ленточный тип основы здания

В этой роли выступает монолитная или собранная из железобетонных блоков конструкция. Такие основания характерны для массивных сооружений из бетона, кирпича, или для деревянных домов с большими габаритами, а также для сооружений с заглубленным цокольным этажом или подземным гаражом.

В зависимости от структуры грунта на участке будущей застройки различают на мелкозаглубленный и заглубленный вид основания. Первый применяется при возведении домов на прочных грунтах с удаленным залеганием грунтовых вод. Второй — на слабопучинистых и подвижных почвах.

Столбчатые конструкции фундаментов

Эта категория оснований включается в проекты малоэтажных зданий щитовой конструкции. Они эффективны и при сооружении помещений из бревен, профилированного бруса и оцилиндрованного бревна.

Используются столбчатые фундаменты в строительстве домов в которых отсутствуют подвальные помещения и цокольные этажи.

В качестве столбов традиционно выступают вертикальные конструкции и железобетона, кирпича, бутобетона, расположенные по периметру будущего сооружения в местах с максимальной нагрузкой — на углах и в месте пересечения или примыкания несущих конструкций.

Такие типы основания выгодны в бюджетном отношении — их смета в полтора, а то и два раза экономичнее сметы ленточных фундаментов.

Фундаментные основания плитного типа

Это категория массивных оснований. Железобетонные плиты для легких малоэтажных конструкций принято использовать в регионах с большим коэффициентом проседания грунта, а также в сейсмически нестабильных зонах, на участках с пучинистыми грунтами и высоким залеганием горизонта грунтовых вод.

Плитные основания превосходно выдерживают усиленные нагрузки с вертикальным и горизонтальным вектором.

В сравнении с предыдущими типами основания, плиты фундамента для малоэтажного строительства обходятся значительно дороже, учитывая стоимость бетона и армирующих материалов.

Свайные фундаментные основания

В нынешнем строительстве малоэтажных зданий эта технология наиболее прогрессивна и оправдана бюджетными критериями.

Экономическая эффективность свайных фундаментов достигает 45% вследствие снижения расходов на исходные материалы. При этом снижается и трудоемкость монтажа такого фундаментов до 80% в отношении земляных работ.

Быстрота сооружения свайных фундаментов для малоэтажного строительства обусловлена исключением из проекта сложных гидромелиоративных работ.

В качестве основных конструктивных элементов применяются железобетонные или металлические сваи. Они либо углубляются в грунт посредством спецтехники, либо обустраиваются непосредственно на участке по технологии буронабивных свайных фундаментов.

Какой фундамент выбрать

Помимо бюджетных приоритетов при выборе одного из перечисленных типов фундаментных оснований, должны приниматься во внимание геологические и гидрологические характеристики участка, а также проектные нюансы будущего малоэтажного здания.