Сегодня мы рассмотрим виды фундаментов, какие ошибки бывают, как нужно армировать, что нужно делать, какие мероприятия нужно предусмотреть, если вы строите в сейсмоопасной зоне. Но будем рассматривать только те фундаменты, которые чаще всего встречаем при строительстве частных домов.
Если посмотреть в целом на картину фундаментов, то нужно понимать две основные вещи:
- вид самого фундамента;
- основание этого фундамента.
Итак, какие фундаменты мы встречаем при строительстве частного дома:
- Свайный фундамент
- Ленточный фундамент
- Столбчатый фундамент
- Плита
Каждый из 4-х видов фундаментов разделяется на несколько типов. И сказать какой вид фундамента встречается чаще и реже нельзя, потому что вид фундамента зависит от инженерно-геологических условий.
Итак, что нужно самое главное знать:
- Никогда нельзя выбирать вид фундамента, потому что вам просто так удобно. Фундамент выбирается на основании инженерного расчета, а для того чтобы провести этот расчет нужно получить инженерно-геологические исследования, чтобы понимать, какие грунты залегают под будущей подошвой вашего фундамента.
- Нужно иметь конструктивную схему будущего дома: монолитное это здание либо кирпичный дом либо каркасный дом.
- Нужно иметь расчет по нагрузкам. Т.е. собрать все нагрузки будущего здания и знать распределение этих нагрузок на фундамент. После этого проектировщик выбирает тип фундамента.
Часто мы встречаем, что люди выбирают фундамент на глаз подошву фундамента, глубину заложения и многие другие параметры просто на глаз.
Есть два варианта событий, если вы выберете фундамент на глаз:
- Затратите много денег с большим перерасходом материала.
- Получите просадку фундамента.
Я думаю, что из 10 домов построенных на глаз в 3-х трещины, в 7-ми колоссальный перерасход. Но это всё лирика, давайте поговорим о каждом виде фундамента. Будем останавливаться на основных моментах не вдаваясь в инженерные расчеты, чтобы вы как заказчик понимали правильно ли принимаются решения на вашем объекте. Еще затронем вопросы гидроизоляции и теплоизоляции.
Под фундаментом всегда должна быть подушка. Сделана она будет из щебенки или просыпана песком либо сделана из бетона зависит не от типа вашего фундамента, а от грунта, на который опирается фундамент.
Свайный фундамент
Свайные фундаменты бывают нескольких типов. Мы рассмотрим основные.
Забивные сваи
Вы покупаете готовую сваю и её молотом забиваю в грунт.
В этот ряд можно поставить и винтовые металлические сваи, которые всё чаще предлагаются строителями. Они вкручиваются в грунт как шуруп спецтехникой или с помощью рычага в виде трубы и пары рабочих.
Буронабивные сваи
Есть несколько вариантов:
Если у вас достаточно жесткий грунт, сначала бурится лидерная скважина, в неё опускается арматурный каркас. Потом заливается бетоном.
Если высокий уровень грунтовых вод, то бурится скважина ниже уровня грунтовых вод. Опускается металлическая труба того диаметра что свая, чтобы не было оползня стенок скважины. Опускается каркас и заливается бетоном.
Ростверк (обвязка)
Когда сваи готовы, делается ростверк объединяющий все сваи. Ростверк делают или выше уровня грунта или ниже. Есть мнение, что ростверк должен находить ниже уровня промерзания грунта. Но если мы говорим о свайном фундаменте, то это не так важно. У свай достаточно большое сопротивление о стенки скважины и всю нагрузку несут именно они. Хотя есть фундаменты, где нагрузка распределяется в совокупности, но это всё детали и это уже забота проектировщика.
От себя хотел бы добавить, что ростверк называют ещё обвязкой. Делают его из армированного бетона или деревянного бруса или металла. Нужен он, чтобы собрать фундамент в единую конструкцию, жестко держать периметр фундамента и чтобы распределить нагрузку стен на фундамент более равномерно.
Свои применяют в тех случаях, когда верхний грунт не пригоден для того чтобы нести нагрузку вашего фундамента. Например, есть грунт на глубине 6 метров, который способен нести нагрузку вашего дома. Так вот задача свайного фундамента - перенести нагрузку вашего дома на грунт 6-ти метрового залегания. Т.е. если мы выроем котлован на эту глубину, сделаем опалубку, то это выйдет намного дороже, чем пробурить скважины.
Какие параметры важны
- Диаметр сваи. Он рассчитывается проектировщиком.
- Шаг сваи (расстояние между сваями). Он тоже рассчитывается.
- Если нет достаточно прочного грунта, на который можно опереть фундамент, то можно увеличить диаметр и длину сваи, что приведет к повышению сцепления с боковым грунтом.
Гидроизоляция СФ
Гидроизоляция идет по верхней плоскости ростверка, чтобы влага из фундамента не всасывалась стенами дома. Если у вас нет агрессивной среды (влага - не агрессивная среда), то покрывать весь ростверк битумом смысла нет, это только лишние затраты.
Ленточный фундамент
Ленточные фундаменты бывают двух типов: сборные и монолитные.
Сборные фундаменты
Сборные фундаменты состоят из подушки, которая собирается по периметру фундамента и сверху стенка выкладывается из покупных готовых блоков ФБС (фундаментный блок стеновой). Он бывает разных размеров. Толщина от 40см, длина и высота практически у всех одинаковая: длина - 2380см, высота - 60см. В них нет никакой арматуры, она там не нужна. Эти блоки монтируются краном. В подушках есть армирование, сейчас мы поговорим об этом. Для этого рассмотрим монолитный фундамент.
Я посмотрел в интернете и нашел ФБС разных размеров, с разными высотой, шириной и длиной. Например,1180x400x280, 1180x400x580, 880х600х580. Все не буду перечислять. Это просто для справки, что есть большой выбор форм. То что Ерванд называет подушкой, я нашел с аббревиатурой ФЛ (фундамент ленточный), размеры разные.
Я немного забежал вперед и сделал рисунок, который соответствует и сборному фундаменту и монолитному. Все объяснения, которые будут дальше, для наглядности смотрите на этом рисунке.
Монолитный фундамент
Есть очень важный момент, на который стоит обратить внимание.
Ошибка всех строителей - чрезмерное армирование. Т.е. армирование в тех местах, где арматура не требуется.
Есть момент, который я часто встречаю. Подушку армируют в два ряда вдоль фундамента, хотя там идет нагрузка не продольная, а поперечная. И эта арматура, что есть она, что нет - не имеет значения.
Обратите внимание на ФЛ плиту (подушка), которую делают на заводе. Верхних углов нет, там идут скосы. Потому что при распределении напряжения в этих углах никакого напряжения нет, соответственно и арматура там не требуется. Так почему в частном строительстве льют подушку прямоугольную? Потому что такую косую форму на обычном объекте сделать очень сложно, это будет трудозатратно и затратно. Проще залить бетон в простую прямоугольную форму, чем экономить в углах и делать сложную опалубку, которую ещё не понятно сможете хорошо там провибрировать или нет.
И ещё очень важный момент. Когда вы делаете заливку бетона, нужно использовать глубинный вибратор, чтобы бетонная масса была равномерно распределена по всему фундаменту. Если вы это не сделаете, то на выходе получите неравномерно заполненную конструкцию, которая будет так же работать, как вы её сделали.
Итак, как правильно? Самое главное в ФЛ плите - это поперечная арматура, которую очень часто забывают. Т.е. она идет не вдоль фундамента, а поперек фундамента. Продольная арматура нужна только в сейсмоопасных районах, где возможны колебания 7 и более баллов. В верхней части подушки не надо лепить никакую арматуру. Толку от неё никакого не будет. Вы просто выкинутые деньги.
Подушка должна опираться на грунт ниже точки промерзания грунта. Для каждого региона она разная.
Точку промерзания грунта можно поднять, если вы утеплите цоколь и грунт вокруг фундамента.
Стена фундамента не армируется. Сверху делают поясок с армированием вдоль фундамента по две полосы сверху и снизу, арматура соединяется в каркас с помощью проволоки 6мм с шагом 40см чтобы при заливке верхняя арматура не сложилась. Арматура АIII 10-12мм. Арматура АII такого же диаметра будет в разы менее прочной.
Самый важный параметр - ширина подошвы фундамента и важно чтобы нагрузка в любой точке фундамента была одинаковой.
При проектировании фундамента нужно учитывать, что не везде нагрузка одинаковая. Например, если у вас идет стена по середине дома и вы укладываете плиты перекрытия, то на внутреннюю стену нагрузка будет в 2 раза больше, чем на внешнюю, потому что на неё опирают две плиты (справа и слева), а на внешнюю одну. Нужно просто учесть эту нагрузку за счет ширины подошвы фундамента под этой стеной. Если это не учесть, то стена треснет.
Гидроизоляция ЛФ
Типов гидроизоляций много. Я только скажу где она нужна и для чего она нужна.
Про отмостку. Вы отрываете котлован, делаете фундамент, пустоту между фундаментом и нетронутым грунтом засыпаете. Ваша отмостка должна быть дальше линии котлована.
Обратная засыпка всегда будет менее плотная, чем нетронутый грунт, поэтому вода пойдет по наименьшему сопротивлению, т.е. через обратную засыпку к вашему фундаменту. Ещё от себя добавлю, что отмостку тоже нужно гидроизолировать и сделать водоотвод по всему периметру.
Когда вода пойдет под фундамент - всегда ждите просадку, другого варианта не будет.
Гидроизоляция должна быть между фундаментом и стеной, чтобы влажность не пошла к стенам от фундамента. Раньше это делалось с помощью рубероида. В сейсмозонах, кстати, запрещено использовать рубероид. Самый лучший способ - это добавить жидкое стекло в раствор бетона. Такой способ надежнее, т.к. рубероид с годами превращается в труху.
А если говорит о сейсмике, то фундамент стоит на месте, а конструкция дома ходит, т.е. трется о фундамент и любой рулонный материал быстро теряет свои свойства.
Желательно защитить всю внешнюю часть фундамента, чтобы не накапливалась влажность под домом. Это очень важные вещи, которые кто-то делает, а кто-то нет, я бы на вашем месте сделал.
Есть гидроизоляция, которая влагу не пропустит, а есть гидроизоляция, которая и воду не пропустит. Если у вас подвал, то нужно будет применять водонепроницаемую изоляцию. Есть много вариантов: и кирпичная стена прокладывается и что угодно, проектировщики вам подскажут.
Грунт под полом я тоже рекомендую гидроизолировать, положить утеплитель и только сверху делать пирог: насыпать какой-то грунт, потом заливать пол либо ставить плиту перекрытия. Если вы это сделаете, то защитите пол от влаги и тепло уходить не будет, тем самым сэкономите на отоплении дома.
Вроде я все основное сказал, что касается ленточного фундамента.
Плитный фундамент
Часто встречал при строительстве, я не буду углубляться, когда стоит использовать такой фундамент. Обозначу основные моменты при её возведении.
На что нужно обращать внимание? Расстояние между фундаментом и краем плиты (на рис. D). Он не принимается на глаз. Толщина фундаментной плиты рассчитывается. Рассчитывается исходя из нагрузки стен и сопротивления, который оказывает нам грунт.
Крайняя стена давит на фундамент и чтобы она не завалилась делают это ухо (D). На ухо идет выгиб от нагрузки. Эпюра моментов распределяется так, что армирование здесь нужно и сверху и снизу, но толщина арматуры отличается
Эпюрой изгибающих моментов называется график, изображающий закон изменения момента по длине конструкции.
Максимальной толщины арматура нужна там, где давление высокое, где волны на графике далеко от серединной линии фундамента. Если вы сделали фундамент и у вас по середине комнаты (на рис. места А и В), то проблема в арматуре, которую вы положили или забыли положить. Лечить это можно только удалив эти участки фундамента иначе постоянно в этом месте будет трескаться и вся плитка, которую вы будете класть, будет постоянно подниматься.
Если вы решили сделать просто пол и залить такой фундамент, то вы его обязаны делать как плитный фундамент.
Ещё очень важно. Если вы делаете выемку грунта и в одном месте у вас попала скала, то её надо сломать и заполнить это место тем же песком, чтобы сопротивление грунта в любом месте под фундаментом было одинаковым. Иначе будет неравномерная осадка фундамента.
Гидроизоляция ПФ
Вы должны полностью превратить фундамент вашего дома в стакан.
Перед тем как укладывать арматуру, укладывается слой гидроизоляционного материала или проливается горячим битумом, но сегодня это древний век, лучше рулоны. Они делаются с выпуском, чтобы продолжить их по стенкам, но это уже технические детали, в которые не буду углубляться. Важно, чтобы весь фундамент был в стакане.
Если вы используете цокольное/подвальное помещение и считаете, что воды у вас нет, всё равно вам нужно сделать эту гидроизоляцию, потому что помимо грунтовых вод есть осадочные воды и эта вода может проникнуть в ваш фундамент или обеспечит сырость.
Здесь Ерванд не сказал про отмостку, но я думаю, что просто забыл. В принципе, подход отвода воды при любом фундаменте одинаковый. Отмостка нужна везде.
Столбчатый фундамент
Вы строите дом из монолитного каркаса или сборного каркаса, не важно. Подвала у вас нет, соответственно нет необходимости копать ленточный фундамент. Мы просто вынимаем грунт под наши колонны и туда сажаем наш фундамент. Как правило, колонны прямоугольные. Если посмотреть в разрезе, то колонна выглядит так.
Внизу утолщенная часть и ещё ниже пошли ступеньки. Для чего эти ступеньки нужны и сколько их бывает. Я уже говорил, что нагрузка на опору распределяется под углом. Ступеньки нужны только для удобства заливки, но начала ступенек расположены на линии по которой идет граница нагрузки. Армирование идет так же внизу, только уже сеткой. Армирование колонны идет, как балка и вертикальные арматурины соединяются с основанием загибом под 90 градусов. Очень редко это встречается при частном строительстве. Как правило это бывает при возведении одной колонны.
На что нужно обращать внимание. Некоторые гидроизолируют столб. Гидроизолировать нужно только тогда, когда сталкиваемся с агрессивной средой, которая будет разрушать ваш бетон. Если это обычная влага, то ничего страшного, т.к. гидротация цемента, т.е. его затвердевание и повышение его прочности лучше всего происходит во влажной среде. Так что естественная влага в грунте будет делать ваш бетон прочнее.
Гидротация бетона длится около 100 лет. С этим связан миф, что когда разрушают старые здания, построенные в советские времена и тем более в царской России, бетон или кладка выглядят намного прочнее, чем у современных построек. Бетон был не лучше, просто он со временем набрал такую прочность. То что строится сегодня будет иметь прочность не хуже и даже лучше, потому технологии изготовления бетона шагнули вперед.