13. Фундаменты малоэтажных зданий (конструкции, материалы)

Фундамент - конструктивный элемент здания, воспринимающий нагрузку от наземной части здания и передающий ее на основание.

Необходимо знать:

КЛАССИФИКАЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ:

Рисунок 1
1)фундамент прямоугольной формы без подушки
2)ф. п. ф. с подушкой
3)трапецеидальной формы
4)ступенчатый (высота ступени больше или равно 30 см)

Фундаменты малоэтажных жилых зданий 13(2)

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.
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 (ρо>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 на 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 буронабивные 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 неравномерной 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.

Ленточные фундаменты

Ширину подошвы ленточных фундаментов определяют расчетом, она зависит от допускаемого сопротивления основания и от нагрузки. В большинстве случаев ширину фундаментов назначают не менее толщины стены со штукатуркой, увеличенной с каждой стороны на 50 – 200 мм - конструктивно необходимые обрезы.

В двухэтажных зданиях ширина подошвы фундаментов может быть равна толщине стены. Ширина подошвы фундаментов при средних грунтах не превышает 600 мм. При слабых грунтах и увеличенных нагрузках для передачи давления на большую площадь основания применяют уширения к подошве, которые в ленточных бутобетонных, бутовых монолитных фундаментах выполняют по форме трапеции или уступами, ширина уступа должна быть не более 150 – 200 мм, а высота 400–500 мм / лист 4 / . Обрез фундаментов должен возвышаться над отметкой земли на 100 – 150 мм. За нулевую отметку условно принимают уровень чистого пола первого этажа.

Минимальная ширина подошвы ленточных фундаментов принимается:

Из постельного бутового камня 500 мм,

Из рваного бутового камня 600 мм,

Из камня - плитняка 300 мм,

Из бутобетона 350 мм,

Из кирпича и бетона 250, 300, 400, мм.

Бутобетонные фундаменты устраивают по щебеночному основанию путем втрамбовывания в грунт щебня толщиной 50 - 100 мм.

Простейшие виды фундаментов при сухих грунтах – щебеночные и гравийные. Такие фундаменты не доводят до поверхности земли на 100 мм и с этого уровня ведут кладку цоколя. Фундамент устраивают послойным в 150 - 200 мм трамбованием щебня или гравия с последующей поливкой известковым раствором / лист. 7 / .

Подошва фундаментов должна быть горизонтальной. При уклоне местности подошва и верхний обрез фундаментов выполняют уступами / лист 12 /.

ТОЛЩИНА СТЕН ПОДВАЛОВ

(при длине стены до 3 м)

материал толщина стен подвала и фундамента

стен подвала нижней части верхней части

Бутовая кладка

из рваного камня 800 600

из постельного камня 700 500

Бутобетон 450 350

Бетон 300 200

Кирпичная кладка 640 510

Стены подвалов из бутового камня при толщине до 600 мм оштукатуривают цементным раствором, а при толщине 750 мм и более облицовывают в 1/2 кирпича на цементном растворе /лист 5/.

При устройстве фундаментов смежных стен на разной глубине следует стенку, смежную с подвалом, дополнительно заглублять до угла наклона от ребра фундамента большего заложения “Б“ до ребра фундамента меньшего заложения “А“ /лист 7/.

В малоэтажном строительстве можно устраивать фундаменты сборные с использованием отдельных элементов минимальных размеров и веса / лист 7/.

При расположении здания на местности со значительным уклоном фундаменты стен выполняют с продольными уступами / лист 9/. Высота уступов должна быть не более 500, а длина не менее 1000 мм. Такие же уступы устраивают при переходе от большей глубины заложения фундаментов к меньшей, например, при устройстве подвалов / лист 8 и 12/.

Столбчатые фундаменты

При небольших нагрузках, а также при глубоком залегании материка выгодно принимать столбчатые фундаменты: бутовые, бутобетонные, бетонные, кирпичные и сборные железобетонные.

Минимальное сечение столбов фундаментов:

из постельного бутового камня 500 х 500 мм,

из рваного бутового камня 600 х 600 мм,

из кирпича 510 х 510 мм,

из бутобетона 300 х 300; 400 х 400 мм.

Столбчатые фундаменты размещают в углах, местах пересечения капитальных стен, под простенками стен на расстоянии 2 – 3 м друг от друга, а в сборных железобетонных - расстояние между столбами может быть принято 3 – 6 м / лист 9/.

Между столбами по наружному периметру делают забирку, которая защищает пол первого этажа или подполье от охлаждения / лист 10/. Забирку можно выполнять из бутового камня, кирпича, дерева. Она не несет никакой нагрузки, кроме собственного веса и закладывается на небольшую глубину. Во избежание пучения и разрушения забирки грунт под ней выбирается и заменяется песком или шлаком на глубину до 500 мм от низа забирки. Возможно устройство деревянных и засыпных забирок – заваленок. Для вентилирования подполья в забирке устраивают продух /лист 10 и 11/.

При расстоянии между столбами до 2 м вместо железобетонных фундаментных балок можно устраивать рядовую кирпичную перемычку, заглубляемую в землю на 500 мм, толщиной не менее 510 мм. Для защиты перемычки от пучения под ней оставляют зазор в 50 – 70 мм.

При отсутствии подвала и высоком уровне пола первого этажа /на 500 – 700 мм выше земли/ достаточно сделать вокруг здания отмостку и глиняный замок, а низ фундаментной балки опустить на 400 – 500 мм ниже уровня земли /лист 11/.

Если пол первого этажа расположен на уровне земли (в магазинах) то по периметру наружных стен кроме того должна быть утепляющая шлаковая подсыпка, а железобетонная фундаментная балка - утеплена кирпичом. Под внутренними стенами низ фундаментной балки располагают на уровне подготовки под полы. Низ фундаментных балок, несущих стен подвала располагают на уровне подготовки под полы подвала. Чтобы устранить выпирание фундаментной балки из – за пучения грунта под балкой должен быть оставлен зазор 60 – 70 мм. В глинистых грунтах кроме того устраивают подушку из шлака или песка толщиной в 500 – 600 /лист 11/.

Фундаменты из мелкоштучных материалов и монолитные должны превышать размеры опирающихся на них столбов не менее чем на 200 мм. Размеры уступов столбчатых фундаментов устраивают также как в ленточных.

Сборные железобетонные фундаментные столбы устанавливают на железобетонные подушки стаканного типа, которые укладывают на выровненный слой песка толщиной 100 – 150 мм.

Железобетонные фундаментные балки могут быть прямоугольные, тавровые, Г–образные /лист 10/.

В малоэтажном строительстве можно вместо железобетонных столбов применять зубчатые сборные блоки, которые вдавливают или забивают в грунт на расстоянии до 6 м /лист 12/.

Свайные фундаменты

Для малоэтажных зданий экономично применять сваи, которые исключают земляные работы. Размеры свай:

Железобетонные 200х200, 250х250, 300х300, 350х350, 400х400 и соответственно длиной: 3 – 7; 3 – 8; 3 – 15; 8 – 20; 16 – 20 м.

Деревянные d 180 – 340 мм, длиной от 4 до 12 м.

Деревянные клееные 220х200 до 420х420 мм.

Толщина ростверка равна толщине стены, но не менее 300 мм для свай 250х250, 300х300 мм при высоте 400 – 500 мм /листы 13, 14, 15, 16, 17/.

В Подмосковье реализуются проекты дачных поселков, где основным массовым строительным объектом является 1-3 этажный коттедж семейного типа.

При возведении малоэтажных зданий требования к надежности фундамента ничуть не ниже, чем при строительстве небоскребов. Поэтому, в условиях сложных подмосковных грунтов, застройщики все чаще сооружают под коттеджи более надежные фундаменты свайного типа . Конечно, глубина погружения свай, их количество, а, соответственно, и объем работ при возведении небольших домов будет меньше. Однако это не означает, что их можно строить, как говорится, на скорую руку. Спешка и безответственность - вещи, в строительстве, недопустимые.

Фундаменты для малоэтажного строительства

Существуют различные фундаменты для малоэтажного строительства: свайные (с использованием винтовых или железобетонных свай) и свайно-ленточные. Тип того или иного фундамента выбирается в зависимости от геофизического состояния грунта на строительном участке и с учетом планируемой нагрузки во время эксплуатации здания. Так же рассчитываются оптимальные.

Обычно свайный фундамент строится на слабых песчаных, песчано-глинистых, суглинистых и глинистых, насыщенных влагой, грунтах. Более основательно изучить вопрос о том, какой тип свайного фундамента целесообразно использовать в том или ином месте, может только квалифицированный специалист, на основе изучения данных о пробах грунта и информации о планируемом строении.

Винтовой фундамент для строительства загородных домов

Рис

Процесс обустройства свайно-винтового фундамента выполняется в несколько этапов :

• Стадия проектирования

Реализация свайных работ требует проведения предварительного геодезического анализа грунтов на строительной площадке. На основании полученных данных определяется несущая способность винтовых свай в конкретном типе почвы, исходя из которой подбирается требуемый типоразмер свай и глубина их погружения.

Рис.

Количество задействованных в фундаменте винтовых свай определяется посредством деления нагрузки, которую основание получает от здания (состоит из массы здания, снеговых, ветровых и полезных воздействий), на несущую способность одной сваи .

• Подготовительная стадия

К подготовительной стадии относится перебазирование техники строительной компании "Богатырь" на место строительства и доставка необходимых для проведения работ материалов.

Рис.

• Разметка фундамента

Фундамент на железобетонных сваях для строительства загородных домов

При строительстве загородных коттеджей фундамент на железобетонных сваях имеет смысл использовать в сложных грунтовых условиях, где несущей способности винтовых конструкций будет недостаточно.

ЖБ сваи обладают максимальной устойчивостью в слабой почве: они погружаются на глубину уплотненного грунта, что позволяет перенести вес здания на пласт почвы с достаточными несущими характеристиками (который расположена на глубине 5-6 метров) и строить даже тяжелые кирпичные многоэтажные дома.

Рис.

Технологический процесс создания железобетонных фундаментов на стадии подготовительных работ и разметки идентичен уже рассмотренным нами этапам, основные отличия заключаются в особенностях погружения свай и их обвязке, которые мы и изучим более подробно.

• Погружение железобетонных свай

Компания "Богатырь" для погружения ЖБ свай использует копровые установки БМ-811 , УГМК-12 и УСА (универсальный сваебойный агрегат), выбор конкретной техники зависит от типа грунта и объема проводимых работ.

Мы отдаем предпочтение ударному методу погружения свай: забивка свай , на практике именно он демонстрирует наибольшую эффективность во всех распространенных типах почвы.

Рис.

Оставьте заявку и мы произведём подготовительные работы (сваное основание) для будущего фундамента .

Надёжный фундамент – основа любого дома. От того, насколько правильно был выбран и фундамент, во многом зависит срок эксплуатации дома и комфортность проживания в нём. Любая ошибка, допущенная ещё на этапе возведения основания, приводит к печальным последствиям в будущем: фундамент и, в результате – стены, могут треснуть, или фундамент может «приподнять» силами морозного пучения, строение может просесть и перекоситься. Всё это приведёт к необходимости дорогостоящего ремонта.

Чтобы этого избежать, надо выбрать . Из нашего материала вы узнаете ответы на следующие вопросы:

• С чего начинается выбор фундамента.
• Для чего нужно проводить геологические изыскания на участке.
• Какие нагрузки собираются для расчёта несущей способности фундамента.
• Какие типы фундаментов являются наиболее распространёнными.
• Какую наиболее частую ошибку допускают застройщики при выборе конструкции фундамента.

Основные факторы, влияющие на выбор типа фундамента

Возведение дома (в первую очередь - каменного) без чёткого понимания типа грунта – это строительство «вслепую», с непредсказуемыми результатами в долгосрочной перспективе.

Есть закарстованные, просадочные, набухающие грунты, вечномёрзлые грунты, обычно требующие специальных мероприятий для устройства на них фундаментов. Во всех остальных случаях, вне зависимости от типа грунтов и его несущей способности, как правило, возможно, применение традиционных типов фундаментов.

Также при выборе типа фундамента необходимо учитывать вероятность возникновения сил морозного пучения.

Морозное пучение – это процесс, при котором зимой влага, содержащаяся в грунте, замерзает. В результате влагонасыщенный грунт расширяется в объёме, весной и в оттепель происходит обратный процесс. Это может вызвать деформацию фундамента и дома.

Алексей Мельников Эксперт по строительству

Популярные сегодня стеновые материалы, такие как: большинство конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов, в особенности газо- и пенобетонные блоки, или поризованные керамические блоки весьма требовательны к качеству фундамента, т.к. они плохо переносят изгибающие нагрузки – работу на излом.

Причём, строительство глубоко заглубленного фундамента, особенно под относительно лёгкие строения, не всегда оправданно. Это происходит из-за того, что касательные составляющие сил морозного пучения, в силу большей площади контакта с заглубленной «стеной» основания, дают больший суммарный эффект воздействия на такой фундамент.

Поэтому во многих случаях, вместо того чтобы зарывать фундамент в землю, разумнее или экономичнее возвести основание неглубокого заложения. При этом может потребоваться предпринять целый комплекс мер, уменьшающих воздействие сил морозного пучения. К таким мероприятиям относится , цокольной части и .

Основные типы фундаментов

В малоэтажном строительстве применяются различные типы фундаментов. Выбирая основание под строение, следует помнить о связке «грунт-фундамент-дом». Т.е. выбор фундамента начинается со сбора предполагаемых нагрузок, которые будут действовать на основание, а оно, в свою очередь, будет передавать их на грунт.

Алексей Мельников Эксперт по строительству

Для расчёта несущей способности фундамента берутся следующие нагрузки:

1. Постоянные = вес материалов.

2. Долговременные = вес инженерного оборудования, мебели и т.д.

3. Кратковременные = эксплуатационные + климатические (снеговая и ветровая нагрузка).

Затем нагрузки соотносятся с опорной площадью планируемого типа фундамента на естественном основании. На основании полученных данных производится расчёт несущей способности грунта и прочности конструкции фундамента.

Роман Никонов Консультант по строительству

Сбор нагрузок – это сумма собственного веса конструкций здания, временных нагрузок от пребывания людей. Для жилых зданий действующие нормы рекомендуют принимать 153 кг на кв.м перекрытия, 70 кг на кв.м на чердачное перекрытие, снеговой нагрузки (для Московской области – 180 кг на кв.м при уклоне менее 30 градусов) и ветровых нагрузок, которые считаются индивидуально для каждого типа здания и региона.

Сбор нагрузок делается по каждой оси здания, определяется самая нагруженная ось, и после этого проводится ширины ленты, количества свай и т.д. Расчёт плитного фундамента, в силу его сложности, лучше вести в специализированных программах.

Наиболее распространённые виды фундаментов:

Столбчатый фундамент представляет собой конструкцию из отдельно стоящих опор (столбов). Столбы могут быть изготовлены из железобетона или собраны из блоков. Столбы связываются между собой ростверком – , железобетонной или металлической балкой (швеллером). Это обеспечивает всей конструкции необходимую жёсткость и устойчивость.

Также посмотрите видео, где подробно рассказывается, что такое фундамент «коробчатая плита» . А в этом видеосюжете показаны