В соответствии с характером используемого материала фундаменты делятся на:
– песчаные;
– бутовые;
– бутобетонные;
– бетонные;
– кирпичные (табл. 5).
Особенности укладки различных типов фундаментов представлены на рис. 12.
В зависимости от характера взаимодействия с грунтом, то есть с основанием, фундаменты делятся на:
– неподвижные, или стационарные;
– подвижные, или плавающие;
– свайные.
Малоэтажные жилые дома практически всегда строят на стационарных фундаментах, которые укладываются на неподвижное основание.
Таблица 5. Типы фундамента в соответствии с характером используемого строительного материала
Таблица 5. Продолжение
Таблица 5. Продолжение
Если дом возводится на пучинистых грунтах (это грунты, которые могут изменять свой объем при увлажнении в процессе замораживания зимой и оттаивания весной), то фундамент имеет вид сплошной либо решетчатой монолитной плиты из железобетона, что характерно для плавающих конструкций. Такое решение учитывает периодические вертикальные перемещения и является оправданным при постройке небольших по объему жилых домов, возводимых на тяжелых, подвижных или просадочных грунтах, отличающихся значительной глубиной промерзания.
Рис. 12. Типы фундаментов: а – песчаный; б – кирпичный; в – бутовый; г – бетонный; д – блочный; е – железобетонный; 1 – крупнозернистый песок; 2 – щебень или гравий; 3 – отмостка; 4 – песчаная подушка; 5 – кирпич; 6 – бутовый камень; 7 – бетон; 8 – бетонный блок; 9 – грунт; 10 – железобетон
Стационарные фундаменты, в свою очередь, бывают ленточными и столбчатыми. Выбор одного из них зависит от материала, из которого предполагается класть стены. Если для стен применяют кирпич, шлако– или керамзитобетон, предусматриваются перекрытия и подвальное помещение, то предпочтение следует отдать ленточному фундаменту. На сухих непучинистых грунтах его можно закладывать не слишком глубоко, в этом случае он играет роль заглубленного цоколя. При этом расход материалов и трудоемкость практически не отличаются от тех, которые требуются при закладке столбчатого фундамента.
Столбчатые фундаменты подходят для домов с каркасными, щитовыми, брусчатыми или рублеными стенами, а также для летних хозблоков. Строительным материалом в этом случае служат камень, бетон, деревянные или железобетонные столбы, металлические и асбестоцементные трубы. По сравнению с обычным ленточным фундаментом он обходится примерно в 2 раза дешевле.
Его использование особенно эффективно и выгодно в пучинистых грунтах, отличающихся глубоким промерзанием.
На плывунах, в зоне вечной мерзлоты и в случаях усиленных нагрузок на основание применяются свайные фундаменты. В конструкцию данного фундамента входят сваи и ростверк (плита, объединяющая оголовки свай).
Какую конструкцию фундамента выбрать
Поскольку ремонт или замена некачественно выполненного фундамента связаны как с финансовыми, так и трудовыми затратами, ошибки при выборе конструкции фундамента недопустимы.
Итак, по типу конструкции они делятся на:
– ленточные (закладываются под стены или ряд отдельных опор);
– столбчатые (подводятся под легкие стены в случае, если глубина залегания подходящего по своим качествам грунта располагается ниже 2 м);
– свайные (устанавливаются при существенных нагрузках и слабом грунте);
– сплошные, или монолитные (сооружаются под всей площадью дома для гидроизоляции подвальных помещений при близком залегании подпочвенных вод и слабых неоднородных грунтах).
Для легких щитовых и каркасных домов подходят следующие фундаменты:
1) столбчатый (не требующий больших затрат);
2) столбчатый с горизонтальной балкой (немного более дорогой, но достаточно надежный);
3) мелкозаглубленный (блочный или монолитный).
Для деревянных срубов и при использовании для стен ячеисто-бетонных блоков предпочтительны такие фундаменты, как:
1) мелкозаглубленный блочный;
2) ленточный монолитный (в случае строительства на пучинистых грунтах).
Для стен из кирпича, керамзито– и пенобетона применяется только ленточный монолитный фундамент.
Расход бетона снижается наполовину, а трудоемкость – на 40 % при выполнении следующих условий:
– фундамент является мелкозаглубленным;
– подушка шире бетонного ленточного фундамента, выполненного из бетонных блоков, на 40–50 см;
– фундамент служит цоколем.
Если подвал не предусмотрен
При отсутствии подвального помещения закладка фундамента отличается некоторыми особенностями, хотя типы конструкций остаются прежними.
Если стены дома достаточно легкие, применяется столбчатый фундамент. То же самое относится и к постройке дома на плотных грунтах. Это объясняется тем, что они менее трудоемкие и экономически более выгодные.
Столбы могут быть бутобетонными, кирпичными, бетонными или железобетонными, причем последние, будучи изготовленными на железобетонных комбинатах (ЖБК), позволяют значительно увеличить темпы строительства.
Расстояние между столбами колеблется от 1,5 до 3,5 м. При этом в углах здания, точках пересечения стен и других местах, на которых сосредоточена максимальная нагрузка, они устанавливаются обязательно. Минимальное сечение столбов представлено в табл. 6.
Таблица 6. Минимальное сечение столбов для столбчатого фундамента
Чтобы увеличить прочность столбчатого фундамента, под него требуется уложить песчаную, бетонную или железобетонную подушку, толщина которой должна составлять от 100 до 300 мм. Столбы необходимо соединить рандбалками или, например, железокирпичными перемычками, которые послужат основанием для цоколя и стен.
Рандбалка – это длинная многопролетная балка, которая лежит на столбах фундамента и поддерживает кирпичную либо каменную кладку стен. Ее применяют в том случае, если пролет между столбами составляет не более 2,5 м. Высота рандбалки должна составлять не менее 25 % ее пролета.
Столбы для фундамента могут быть выполнены из кирпича или бута. В этом случае через 250–400 мм необходимо прокладывать проволоку сечением 6 мм или специальную арматурную сетку для повышения прочностных качеств. Помимо горизонтального, следует осуществлять и вертикальное армирование.
Чтобы не допустить пучения грунта под перемычками, под ними устраивают подушки из песка и шлака (толщина слоя – 500 мм, зазор – 50 мм).
При использовании железобетонных столбов прибегают к железобетонным подушкам стаканного типа, которые устанавливают на слой песка.
Возможно также применение ленточного фундамента, поперечные размеры которого для домов, не превышающих 3 этажей в высоту, одинаковы. Объяснение простое: нагрузка, которую оказывает возведенный дом на грунт, относительно небольшая, а площадь подошвы фундамента при этом превышает расчетные размеры примерно в 3 раза. Ширина подошвы ленточного фундамента, выполненного из различных материалов, представлена в табл. 7.
Таблица 7. Ширина подошвы ленточного фундамента
В разрезе ленточный фундамент представляет собой вертикальный прямоугольник (рис. 13).
Его обрез, то есть верхняя часть, которая возвышается над уровнем земли приблизительно на 100 мм, может не совпадать с толщиной стены и быть шире нее. Кроме того, его ширина может зависеть от общего конструктивного решения дома.
Если дом строится на слабых неоднородных грунтах, давление возведенной конструкции может быть выше нормативного значения (1–1,5 кг/м2). В этом случае подошва фундамента должна быть расширена, что достигается 2 способами:
Рис. 13. Ленточный фундамент: 1 – стена; 2 – цоколь; 3 – отмостка; 4 – раствор цемента; 5 – гидроизоляция; 6 – лага; 7 – пол
1) за счет уступов, которые создаются через промежутки 300–600 мм по высоте фундамента;
2) за счет подушки, выполненной из бетона или железобетона. Если в качестве нее используется крупно– или среднезернистый песок, его укладывают слоем от 150 до 300 мм и уплотняют путем трамбования либо вибрации с одновременным увлажнением.
В качестве фундамента можно использовать также свайную конструкцию, которая имеет следующие преимущества:
1) существенно сокращается объем земляных работ (примерно на 80 %, если сравнивать с ленточным фундаментом);
2) заметно уменьшается расход строительных материалов (например, бетона приблизительно на 40 %);
3) отпадает необходимость проведения дренажных работ;
4) подготовка основания теряет актуальность.
Если в прошлые века использовались деревянные сваи, в настоящее время обычными являются железобетонные, стальные и комбинированные сваи, например Венеция стоит на сваях из лиственницы, привезенной из России.