Фундаменты предназначены для восприятия нагрузок от стен, вышележащих конструкций и бокового давления грунта. Кроме того, они защищают подвалы и цокольные этажи от грунтовых вод и сырости.

Вид фундамента выбирают, исходя из величины нагрузок, чувствительности конструкций дома к неравномерным перемещениям основания, качества грунтов в основании, опасности воздействия морозного пучения*, применяемых конструкций и материалов. Оценка грунтов может быть выполнена на основе имеющихся в изыскательских организациях результатов геологических исследований. Пробы грунта берут непосредственно с места, предназначенного под застройку. Анализ грунта - процесс затратный, но без этого надежный крепкий дом не построишь.

Лучшим основанием для фундаментов считается однородный минеральный грунт без включений линз торфа или валунов крупных размеров и с глубоко расположенными грунтовыми водами. На таких грунтах при правильно распределенной нагрузке фундаменты получают равномерную осадку.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

Кратко грунты можно классифицировать следующим образом.

Скальные и обломочные. Это прочные грунты, они не размываются и не вспучиваются при промерзании, если не содержат в своем составе глинистых и пылеватых частиц.

Песчаные (кроме мелкозернистых и пылеватых). Данный вид грунтов относят к непучинистым. Они могут служить хорошим основанием.

Мелкозернистые и пылеватые пески. Приемлемы в качестве основания, однако зачастую обладают свойствами плывунов (относятся к пучинистым грунтам).

Глинистые грунты (глины, суглинки, супеси). В сухом состоянии служат хорошим основанием и относятся к условно непучинистым. В водонасыщенном состоянии и при малой плотности находятся в текучем состоянии и сильно вспучиваются при промерзании.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основным материалом для изготовления фундаментов являются бетоны, которые должны обладать необходимой прочностью, плотностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью, химической стойкостью к агрессивной среде и т.п. Бетоны и цементные растворы можно заказать на специализированных бетонных заводах и доставить на бетоновозах (миксерах). Но, как правило, при индивидуальном строительстве их готовят самостоятельно, замешивая сухие цементные смеси и заливая ими каменный бут, щебень, гравий, кирпичный бой и т.д. Кроме того, при возведении фундаментов применяют арматурные стержни разного диаметра, а также рубероид и различные гидроизоляционные и гидрофобные составы.

Существует несколько видов фундаментов: ленточные, столбчатые и свайные.

ЛЕНТОЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Ленточные фундаменты возводят непосредственно под стены дома или под ряд отдельных опор. В первом случае они имеют форму непрерывных подземных стен, во втором - состоят из железобетонных перекрестных балок. Данный тип фундамента целесообразен для зданий с тяжелыми (каменными, бетонными, кирпичными) стенами, при устройстве подвалов и цокольных этажей, а также при неглубоком заложении на сухих непучинистых грунтах, даже если здание строят из легких конструкций и без цоколя и подвала. На пучинистых глубоко промерзающих грунтах устройство ленточных фундаментов технически трудно выполнимо и экономически не оправдано.

Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными. Для сооружения ленточных монолитных фундаментов на дне котлована выставляется опалубка из материалов, <вяжется> арматурный каркас и между стенками опалубки заливается бетон. Для снижения теплопотерь при обогреве дома в такие фундаменты закладывается утеплитель (керамзит, минераловатные плиты, пенопласт). Сборные ленточные фундаменты состоят из крупных бетонных или железобетонных блоков (см. схему).

Для устройства фундамента целесообразно применение окола камня из карьеров, кирпича-половняка, кирпичного боя, щебня, гравия и пр. Материалы укладывают враспор со стенками траншеи слоями толщиной 20-25 см, каждый слой заливают цементным раствором и плотно трамбуют. Такие фундаменты устраивают в траншеях неглубокого заложения (до 1 м) с вертикальными стенками. При глубине более 1 м или большой ширине котлована устраивают бутобетонные фундаменты в опалубке из деревянных щитов. Для изготовления грунтоцементных (глинобетонных) фундаментов пригодны лессы и глинистые грунты. Вынутый из котлована грунт размельчают и просеивают на ситах с отверстиями 3-5 мм. Просеянный грунт засыпают в бетономешалку или в ящик для раствора и добавляют 120-180 кг цемента. Смесь перемешивают сначала всухую в течение 3-4 мин., затем после добавления 270-320 л воды снова перемешивают в течение 3-4 мин. Готовую смесь укладывают в траншею слоями толщиной 20 см и уплотняют трамбовками. Смесь твердеет через 15-30 часов, а через 28 суток достигает прочности, достаточной для возведения малоэтажного дома.

Целесообразно устройство ленточных фундаментов при небольшой глубине их заложения в случае опасности возникновения неравномерных деформаций основания. При этом в фундаментах устраивают непрерывные армированные пояса. Незаменимы ленточные фундаменты и в том случае, когда цоколь используется в качестве подпорной стенки для грунта подсыпки пола.

Плитные (плавающие) фундаменты возводят из монолитного железобетона с целью придания фундаменту пространственной жесткости. Необходимость в этом возникает при строительстве на неравномерно и сильно сжимаемых грунтах, например, на насыпных (песчаных подушках, слежавшихся свалках, сильно пучинистых грунтах и т.п.). Такой фундамент наиболее приемлем при слабых неоднородных грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, а также в случаях, когда нагрузка, приходящаяся на фундамент, велика, а грунт основания недостаточно прочен.

Такие конструкции способны выравнивать вертикальные и горизонтальные перемещения грунта, потому плитный фундамент еще называют <плавающим>. Это сплошная или решетчатая плита, выполненная из монолитного железобетона либо из сборных перекрестных железобетонных балок с жесткой заделкой стыковых соединений. Устройство плитного фундамента связано с довольно большим расходом материалов (бетона и металла) и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, а сама плита используется в качестве пола (например, гаражи, бани и т.п.). Для малоэтажных домов чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит или армированных перекрестных лент.

СТОЛБЧАТЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Столбчатые фундаменты подводят под дома с легкими стенами (деревянные рубленые, каркасные, щитовые). Они представляют собой расставленные через определенные промежутки столбы, сверху соединенные железобетонными фундаментными балками (рандбалками) или другими перемычками, на которых возводятся основные конструкции здания. Такие фундаменты особенно эффективны для пучинистых грунтов глубокого промерзания и тех случаев, когда основная нагрузка на фундамент не очень высока.

Расстояние между фундаментными столбами должно быть от 1,5 до 2,5 метров. Столбы ставят в углах дома, в местах пересечения стен (под стойками каркаса), тяжелыми простенками, и другими местами сосредоточений нагрузки. Минимальное сечение фундаментных столбов принимается в зависимости от того, из какого материала они изготовлены: бетон - 40 см; бутобетон** - 40 см; кладка из природного камня - 60 см, из бута-плитняка - 40 см, из кирпича - 50 см. Обычно размер столбов в горизонтальном сечении из бута составляет 60х60 см; из кирпича - 51х51 см. При строительстве легких одноэтажных каркасных зданий допустимы угловые столбы из кирпича 38х38 см и промежуточные - 38х25 см.

Сборные столбчатые фундаменты устраивают из железобетонных блоков - круглых и квадратных (в сухих грунтах для экономии материала можно применять пустотелые блоки). Для ускорения процесса сооружения столбчатых фундаментов используются бетонные или железобетонные столбы (колонны) заводского изготовления.

При устройстве фундаментных столбов из кирпича или бута необходимо их горизонтальное и вертикальное армирование. Для предотвращения возможного вспучивания грунта под ними устраивают подушки из подсыпного песка или шлака (см. схему). Этот тип фундаментов по расходу материалов и трудозатратам в 1,5-2 раза экономичнее ленточных.

СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Эти фундаменты являются дорогими и трудоемкими в выполнении, поэтому в индивидуальном строительстве используются в случаях, когда на слабый грунт необходимо передать большие нагрузки. При этом нагрузка от здания передается на более плотные грунты, залегающие на глубине.

Такие фундаменты состоят из отдельных свай, перекрытых сверху железобетонной плитой или балкой (ростверком). По типу материала сваи могут быть деревянными, бетонными, железобетонными, стальными и комбинированными. Деревянные сваи наиболее экономичны, но подвержены гниению. Сваи из железобетона стоят дороже, но они более долговечны и способны выдерживать большие нагрузки.

По методу изготовления и погружения в грунт сваи подразделяются на забивные (опускаемые в грунт в готовом виде) и набивные (изготовляемые непосредственно в грунте, в пробуреных каналах). По типу поведения в грунте выделяют сваи-стойки, имеющие под собой прочный грунт и передающие на него давление, и висячие сваи, используемые в случаях, когда глубина залегания прочного грунта достаточно велика (несущая способность таких свай определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи).
Стоимость фундаментов для каменных одноэтажных домов достигает 15-20% от полной стоимости дома. Для деревянного дома (финского домика) эта сумма может составить 4,5-5 тыс. у.е.