Выбираем фундамент: что лучше винтовые сваи или ленточный

Влияние типа строения на выбор оптимального фундамента

Подбор основания по типу строения

Понятно, что нагрузка на единицу площади основания грунта сильно зависит от того, какие строительные материалы используются при строительстве здания. Ведь масса несущих стен, сделанных из кирпича и с деревянным перекрытием, существенно меньше, чем аналогичная железобетонная конструкция. Соответственно, построить массивный кирпичный дом на болотистой слабой почве может только оптимист. Тут спасет разве небольшой компактный дом на свайном ростверке.

Также важную роль играет наличие или отсутствие подвала или цокольного этажа. Например, на столбчатом фундаменте сделать подвал технически практически не реально, а вот на сборном монолите – можно. Тут также можно комбинировать типы оснований, это сейчас не составит большого труда. Подвалы себя оправдывают, если есть слабые почвы с послойным расположением неустойчивых типов грунтов.

В любом случае, стоит устраивать основания таким образом, чтобы подошва была ниже глубины промерзания. Почва на такой глубине стабильная, предсказуемая и отлично справляется с нагрузками, а свойства позволяют выдерживать значительные нагрузки. А оптимальный вариант – это скалистые породы, но найти их на равнинной местности очень сложно.

Особенности фундамента на почве

Строительство дома осуществляется с учётом особенностей почвы. Выбор фундамента зависит от категории жилья, планируемой долговечности, от бюджета на строительство.

Рассмотрим некоторые варианты:

1. Фундамент на склоне. Для фундамента на склоне основной сложностью является обеспечение устойчивости конструкции. Чаще всего опасность возникает из-за избытка вод, которые под нагрузкой могут вызвать скольжение пластов и, как следствие, разрушение всего сооружения. Правильное устройство дренажных систем исключает такой сценарий. Современные технологии, материалы, а также высокая степень механизации позволяют построить на склоне любой вид фундамента, однако с экономической точки зрения наиболее целесообразным является свайный вариант, рассмотренный выше.

2. Фундамент на болоте. Устройство фундамента на болоте имеет значительные сложности вследствие склонности такой почвы к деформациям. Потому используются проверенные технологии, среди которых преобладают фундамент-плита, свайный фундамент или в отдельных случаях фундамент мелкозаглубленный. Трудоёмкость плитного фундамента наиболее высока: требуется заглубление под фундамент на глубину не менее 1 метра и засыпка его гравием с песком. После этого необходима основательная трамбовка. Такая подушка позволит обеспечить устойчивость плиты. Этот вариант нужен для тяжёлых сооружений, например, из кирпича или пеноблоков. Для сооружений из дерева можно использовать более бюджетный вариант — свайный фундамент.

3. Фундамент при высоком уровне грунтовых вод. В таких условиях требования к фундаменту во многом схожи с требованиями к фундаменту на болоте. Но в этом случае возможно использование мелкозаглубленного ленточного или столбчатого фундамента. Иногда может успешно использоваться вариант фундамента-плиты. Обязательно требуется профессиональный анализ почвы и принятие верного технического решения.

4. Фундамент на глинистой почве. Такой фундамент должен учитывать основную особенность грунта — не пропускать воду и при этом достаточно быстро размываться водой. Независимо от этих свойств, на такой почве можно использовать любой вид фундаментов, но с соблюдением определённых рекомендаций. Так, в зависимости от уровня горизонта грунтовых вод, потребуется дренажная система, если уровень его выше уровня промерзания. На глинистых почвах рекомендовано использование технологии обратной засыпки с полной выемкой грунта по площади планируемого фундамента, засыпки песчаной подушки, которая и станет опорной поверхностью будущего сооружения.

5. Фундамент на песчаной почве имеет свои особенности при строительстве. Прежде всего, необходимо уточнить фракцию песка, она может быть крупнозернистой или мелкой. Известно, что песок отлично отводит воду. Если уровень грунтовых вод ниже двух метров, то никаких сложностей при устройстве ленточного, столбчатого или другого вида фундаментов нет. Если при исследовании грунта будет выявлена близость плывуна, то, скорее всего, потребуется усиление дополнительными сваями. Сложностями также являются морозное пучение и дополнительное давление на фундамент, которое вызывает его деформации. Во всех случаях требуется профессиональный анализ и правильный выбор технологии для конкретного случая.

6. Фундамент на вечномёрзлых грунтах — отдельная тема для профессиональных строителей и специализированных компаний, занимающихся анализом почвы на будущих строительных площадках. Можно сказать, что основным видом фундаментов на таких грунтах являются свайные варианты. В зависимости от веса будущего строения и планируемой долговечности, разрабатывается индивидуальный проект, поскольку характер почвы в этой зоне разнообразен и требует индивидуальных проектных решений.

7. Фундамент на плывуне. Опасность плывуна — в его непредсказуемости, что представляет серьёзную сложность для строителей. Плывун — это слой почвы, составленный из смеси воды и песчаного грунта под высоким давлением. При нарушении герметичности этого слоя происходят деформации всего пласта над этим слоем с последующим разрушением инженерных коммуникаций и строений. Современные методы разведки и уникальная техника позволяют строить и на таких почвах, но это всегда будет являться объектом для профессионалов.

8. Ступенчатый фундамент. Такой вид фундаментов устраивают на крутосклонных почвах, подверженных оползням. Это сложные инженерные решения, требующие тщательного исследования и проектирования. Сущность этого метода — в равномерном распределении нагрузки от будущего сооружения на устойчивый грунт. Для этого конструкция фундамента может значительно превышать размеры постройки.

Виды ленточного фундамента

Существуют различные виды фундамента по технологии устройства (сборный и монолитный) и глубине залегания (заглубленный и мелкозаглубленный). Выбор конкретного типа осуществляется в зависимости от особенностей строения и преобладающей разновидности грунта на месте застройки.

Цельнолитой

Монолитный ленточный фундамент представляет собой железобетонную ленту, которая сооружается непосредственно на участке из бетона с предварительным армированием

При этом бетонную смесь важно залить за один прием для получения цельной высокопрочной бетонной конструкции

Железобетонное основание способно воспринимать и равномерно распределять значительные нагрузки на грунтовое основание. Устойчивость к изгибающим нагрузкам обеспечивается выбором качественной арматуры подходящего сечения для армирования конструкции.

Сборный

Сборный тип ленточного основания строится из специальных фундаментных блоков – ФБС. Они изготовляются из бетона в заводских условиях, характеризуются высокой несущей способностью и прочностью. Строительство ленты выполняется методом кладки блоков на цементно-песчаный раствор. Данный фундамент обычно применяется в малоэтажном строительстве.

Рисунок 4. Схема сборного ленточного основания

Для повышения устойчивости сборных оснований применяются специализированные железобетонные подошвы ФЛ, которые укладываются на песчаную подушку, а уже поверх них выполняется кладка ФБС. Сверху блочного фундамента, как правило, сооружается армопояс, который позволяет увеличить прочностные характеристики конструкции и обеспечить ее целостность благодаря равномерному распределению нагрузок от проседание и подвижки грунта.

Мелкозаглубленный фундамент

МЗЛФ (мелкозаглубленный ленточный фундамент) закладывается выше уровня промерзания – глубина заложения в большинстве случаев примерно 200-500 мм от поверхности. При выборе этого типа основания необходимо предусмотреть качественное утепление как самой ленты, так и отмостки по периметру. Данное мероприятие существенно снизит разрушительное воздействие морозного пучения на железобетонную конструкцию.

Различают 2 вида МЗЛФ по конструкции:

• Т-образного сечения;
• классического прямоугольного сечения.

Лента Т-образного сечения характеризуется большей несущей способностью, но более трудоемкая в исполнении. Нижняя подошва работает на изгиб и увеличивает площадь опирания, а верхнее ребро воспринимает вертикальные нагрузки от вышерасположенных конструкций.

Рисунок 6. Ленточное основание Т-образного сечения

Лента прямоугольного сечения дешевле в устройстве за счет меньшего расхода материалов. На таком основании рекомендуется строить деревянные и каркасные дома. Для каменных строений применяются фундаменты с подошвой.

Рисунок 7. Схема ленточного фундамента прямоугольной формы

Также важно учитывать, что МЗЛФ подходит только для грунтов с уровнем расположения грунтовых вод не выше 1 м от поверхности земли. Также есть еще одна разновидность ленточного фундамента – незаглубленный, который расположен на уровне земли

Однако такой тип особым спросом не пользуется и не подходит для полноценных домов, он может применяться исключительно для легких строений. Сооружается он только монолитным, так как даже при незначительных подвижках грунта конструкция из блоков ФБС может разрушиться

Также есть еще одна разновидность ленточного фундамента – незаглубленный, который расположен на уровне земли. Однако такой тип особым спросом не пользуется и не подходит для полноценных домов, он может применяться исключительно для легких строений. Сооружается он только монолитным, так как даже при незначительных подвижках грунта конструкция из блоков ФБС может разрушиться.

Рисунок 8. Схема незаглубленного ленточного фундамента

Ленточный фундамент глубокого залегания

Заглубленное ленточное основание сооружается на 150-200 мм ниже глубины промерзания грунта. Также учитываются высота подвальных помещений (при их наличии), расположение пластов грунта с хорошей несущей способностью и уровень грунтовых вод.

Рисунок 9. Конструктивная схема заглубленного ленточного фундамента

При выборе важно учитывать геологические особенности местности – такое основание должно опираться на плотные слои грунта с достаточной несущей способностью. При обустройстве подвальных помещений нижний край стен должен находиться минимум на 200-300 мм ниже уровня пола подвала

Оптимальный уровень грунтовых вод – не выше, чем 500 мм до начала песчаной подушки. При устройстве качественной гидроизоляции и дренажной системы допускается сооружения фундамента этого типа и при более высоком расположении грунтовых вод.

Что такое глубина заложения фундамента

Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.

Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке

Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.

Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.

Можно ли это делать

Бетон можно заливать в воду, но такой вид заливки имеет свои особенности. Бетонные работы — ответственный этап в строительстве. Работы начинаются с возведения фундамента. Несоблюдение простейших правил укладки бетона влечет образование трещин. Слабая несущая способность приводит к короткому сроку жизни конструкции.

Подводное бетонирование — один из методов промышленно-гражданского строительства. Частники в редких случаях практикуют литье раствора в опалубку, когда в котловане есть вода. Приходится настраивать отток со своего участка по направлению склона и бороться за осушение участка.

С помощью современных материалов для изоляции и ремонта легко получать бетонную смесь для водонепроницаемого бетона в походно-полевых условиях. Раствор можно подавать даже под воду, используя стандартные методы подводного бетонирования. Получается надежный водонепроницаемый бетон.

Сопротивление грунтов

Показатели сопротивления нагрузке каждого типа грунта зависят от того, насколько глубоко находятся его залежи, а также от показателей его плотности и пористости. С увеличением глубины увеличивается и коэффициент сопротивления.

Поэтому, если планируется выполнение работ по закладке фундамента на глубину менее полутора метра, то сопротивление грунта необходимо рассчитать по формуле

R – расчётное сопротивление, которое можно определить по таблице, приведённой ниже

H – показатель глубины закладки фундамента в соответствии с нулевым уровнем земли (см).

Понятно, что при произведении самостоятельных расчётов придётся приложить немало усилий. Поэтому для облегчения работы можно использовать онлайн калькулятор. Подробнее о расчете сопротивления грунта смотрите в этом видео:

Общая нагрузка на грунт

Важное значение имеют показатели нагрузки на грунт будущего здания. В расчёты следует включить такие факторы:

Общая нагрузка будущей конструкции, с учётом примерной нагрузки основания

Обращаем внимание, будет ли обустраиваться подвал. Для этого необходимо опираться на данные, представленные в таблице ниже.
Суммарную нагрузку используемых элементов в быту, такие как камины, печи, мебель, люди и прочее.
Сезонные нагрузки

Например, снежные покровы. Показатели для каждой климатической полосы различно. Так, для средней полосы – 100 кг/м2 кровли, для южной – 50 кг/м2, для северной – 190 кг/м2.

Расчет количества бетона, проволоки и арматуры

Определившись с размерами фундамента, нужно просчитать, сколько арматуры, проволоки и бетона нам понадобится.

С последним как раз всё просто. Объём бетона равен объёму фундамента, который мы уже нашли, когда считали нагрузку на грунт.

А вот какой использовать металл для армирования, ещё не решено. Здесь всё зависит от вида основания.

Арматура в ленточном основании

Для данного типа фундамента используют лишь два пояса армирования и арматуру толщиной до 12 мм. Горизонтальные продольные прутья арматуры подвергаются большей нагрузке, чем вертикальные или поперечные.

Поэтому по горизонтали кладут ребристую арматуру, а по вертикали – гладкую.

Длину ребристой арматуры несложно высчитать, если умножить общую длину основания на количество рядов прутков. Если фундамент узкий (40 см), достаточно и двух продольных прутков на каждый пояс. В противном случае, количество арматуры в поясе придётся увеличить.

Поперечные прутья монтируют через каждые 0,5 м, отступая по 5-10 см от края фундамента. Определяем количество соединений, поделив всю длину фундамента на 0,5 (шаг между пересечениями) и прибавив 1.

Чтобы найти длину гладкой арматуры, необходимой для одного пересечения, используем формулу:

(ШФ — 2*от)*2 + (ВФ – 2*от)*Р, где ШФ и ВФ – ширина и высота фундамента, от – отступ от края фундамента, Р – количество рядов арматуры в поясе.

После этого перемножаем два получившихся значения, получаяколичество необходимой для фундамента гладкой арматуры.Затраты вязальной проволоки для фундамента – это произведение расхода проволоки для одной связки (30 см), количества связок на одном пересечении (приравнивается к количеству рядов арматуры, помноженному на 4) и количества соединений.

Арматура в плитном основании

Для плитного основания применяют ребристую арматуру толщиной 10 мм и больше, укладывая её сеткой, с шагом в 20 см.

То есть на два пояса армирования понадобится:

2*(ШФ*(ДФ/0,2+1) + ДФ*(ШФ/0,2+1)) м арматуры, где ШФ – ширина, ДФ – длина фундамента.

Чтобы соединить две плоскости каркаса, нужно каждоепересечение верхней сетки соединить с соответствующим пересечением нижней. Учитывая толщину плиты и удалённость каркаса от поверхности плиты, определим необходимое для соединения поясов количество арматуры, используя формулу:

((ДФ/0,2+1)*(ШФ/0,2+1))*(ТП-2*от), где ТП – толщина плиты, от – отступ от поверхности.

Достаточно сложить два полученных числа, чтобы знать,сколько арматуры понадобится для плитного фундамента. Длина вязальной проволоки рассчитывается, исходя из формулы:

(ДФ/0,2+1)*(ШФ/0,2+1)*4*0,3

Арматура в столбчатом основании

При армировании фундаментных столбиков используют ребристые прутки толщиной 10-12 мм в вертикальной плоскости и гладкие шестимиллиметровые – в горизонтальной плоскости. Соединяют арматуру через каждые 40-50 см высоты столба.

Длина ребристой арматуры составляет:

КС*ДС*КП, где КС – количество столбиков, ДС – длина каждого столбика, КП – количество прутьев в одном столбике.

Количество гладкой арматуры:

Рмп*КП*Ксс, где Рмп – расстояние между ребристыми прутьями, КП – количество прутьев в столбике, Ксс – количество соединений в одном столбе.

Расход вязальной проволоки соответствует формуле:

0,3*КП*Ксс*КС

Тип строения

Разумеется, нагрузка на фундамент легкой каркасной конструкции и дома со стенами в 2,5-3 кирпича с перекрытиями из бетонных плит отличаются. Поэтому прежде чем выбрать какой-то тип фундамента, необходимо определиться и с самим строением. Строить тяжелый кирпичный 2-х этажный дом на зыбком осушенном болоте может только отчаянный оптимист. Тут скорее бы подошел легкий каркасный дом на проветриваемом фундаменте — плите.

Так же на выбор типа фундамента влияет желание застройщика иметь подвал, цокольный этаж или погреб. Ведь фундамент не обязательно должен быть либо только ленточным, либо только столбчатым. К выбору фундамента следует подходить творчески, потому что стоимость устройства того или иного вида фундамента различаются даже не в разы, а в десятки раз.

Если в местности, где вы собираетесь возводить дом, уже есть жилые строения, есть смысл поинтересоваться устройством их фундамента. Таким образом, вы узнаете, есть ли у их владельцев какие-то проблемы с фундаментом. Любой фундамент надо стараться устроить так, чтобы его нижняя часть располагалась ниже глубины промерзания. Свойства грунта на такой глубине стабильны, предсказуемы и такой правильно устроенный фундамент решает практически все возможные проблемы. Но это уже определяется бюджетом строительства.

Глубина промерзания почвы и УГВ

Присутствие высокого уровня прохождения грунтовых вод затрагивает несколько позиций, связанных с закладкой фундамента. Они четко прописаны в СНиПах. И чаще всего в правилах встречается соотношение УГВ с уровнем промерзания почвы. Потому что эти два показателя являются главными факторами, снижающие прочность бетонной конструкции. Вот несколько позиций.

1. Если уровень воды меньше уровня промерзания, то расчет фундамента производится по обычной схеме, то есть, только на нагрузку от дома.
2. Если почва на строительном участке слабая, мягкая и подвижная, то закладка фундамента производится ниже УПГ. При этом обязательно организуется дренажная система для отвода подземных вод.
3. Если уровень грунтовых вод очень высокий, то ленточный фундамент не рекомендуется возводить.
4. Если в районе застройки частые подтопления, то приемлем единственный вариант – дом на сваях. При этом столбы забиваются в землю ниже уровня ее промерзания.

УГВ ближе, чем на 0,5 м

В этой ситуации единственное решение – сваи. Здесь три варианта: монолитные готовые, винтовые из стальной трубы и буронабивные.

1. Идеальный вариант – монолитные. Их давно применяют в строительстве, у них повышенная несущая способность, они легко выдерживают морозное пучение. К тому же нет необходимости думать о дренировании грунта. Правда, для этого потребуется специальная техника.
2. Винтовые сегодня стали очень популярны. В малом частном домостроении такие фундаменты для высоких грунтовых вод – оптимальное и дешевое решение. Единственный их недостаток – не самая высокая несущая способность. Поэтому придется рассчитать количество свай и расстояние между ними. Рекомендуется устанавливать винтовые сваи на глубину не больше 3 м.
3. Что касается буронабивных конструкций, то это неплохой вариант, который имеет высокую несущую способность. Но есть у данной технологии и свой минус – придется проводить большой объем осушительных мероприятий.

От 0,5 м и более

При выборе типа фундамента предпочтение надо отдать плитной модели. Все дело в том, если разговор идет о доме, столбчатые конструкции в такой ситуации не смогут обеспечить необходимую несущую способность большого строения. Ленточный фундамент использовать можно, но только мелкозаглубленный, который обычно сооружается под небольшие легкие постройки. В принципе, каркасный коттедж он выдержит. При этом рекомендуется сооружать фундамент с расширенным основанием.

К вопросу, как сделать фундамент плиту. Заливая ее на глубину до полуметра, надо понимать, что ее толщина и способ армирования будет зависеть от этажности строения, а также от типа материалов, из которых в основном будут возводиться стены. При этом придется продумать технологию теплоизоляции. Кстати, это важный этап сооружения плиты.

Если почва на участке очень слабая, то подушку под фундамент дома для высоких грунтовых вод засыпают до тех пор, пока ее материалы не вытеснят лишнюю влагу и не перестанут уходить вглубь.

1,5 м и более

Сравнивая описанные выше условия, надо отметить, что в этом случае можно использовать устройства фундаментов на грунтовых водах ленточного типа и плитного. Но обе конструкции должны быть мелкозаглубленного вида.

№3. Ленточный фундамент для частного дома

Самым распространенным видом фундамента при строительстве частного дома считается ленточный. Он представляет собой ленту или раму из бетона, которую прокладывают под несущими стенами. Под бетоном формируют песчано-гравийную подушку, которая позволяет более равномерно распределять нагрузку на почву и освобождает от необходимости проводить более серьезную подготовку грунта перед закладкой фундамента. Песчано-гравийная подушка играет роль дренажа и защищает от воздействия грунтовых вод. Фундамент требует работ по гидроизоляции и утеплению.

К основным преимуществам ленточного фундамента относят:

• возможность выдерживать приличные нагрузки, поэтому его используют при возведении как относительно легких деревянных домов, так и 2- и 3-этажных кирпичных построек;
• возможность использовать такой фундамент для обустройства подвального помещения;
• форма ленточного фундамента может быть любой (исключение – сборные конструкции);
• минимальное количество земляных работ.

Минусы:

• трудоемкость работ;

• необходимость специализированной техники (как минимум, бетономешалки, а для обустройства сборной конструкции – подъемного крана).

Ленточный фундамент бывает двух принципиально разных видов:

• монолитный;
• сборный.

Монолитный ленточный фундамент формируют путем обустройства опалубки, монтажа арматуры и заливания песчано-бетонной или бутобетонной смеси. Он может быть любой формы, а за счет целостности обеспечивается отличные тепло-, гидроизоляционные качества, а также прочность.

Сборный ленточный фундамент создают из готовых заводских железобетонных блоков, что значительно упрощает и ускоряет монтаж. Отдельные детали скрепляются цементом с армированием, конструкция уступает по прочности монолитной, а главный ее минус – недостаточная гидроизоляция в местах стыка блоков, что в районах с повышенным уровнем грунтовых вод и в болотистых местностях может привести к преждевременному разрешению такого основания.  Намного реже сборные фундаменты обустраивают из кирпича, но срок их службы меньше, чем у бетонных.

Отдельно стоит выделить прерывистый ленточный фундамент, который закладывают не сплошной линией, а отельными участками, но четко под несущими элементами. Такая конструкция позволяет неплохо сэкономить при возведении облегченных построек.

В тех случаях, когда под ленточным фундаментом располагается слабый грунт, его основание необходимо расширить, и делают это за счет формирования уступов, получая в итоге ступенчатую конструкцию: на широкую часть (подошву) будет возлагаться основная нагрузка. Возможно также формирование фундамента в форме трапеции: нижняя широкая часть станет основной опорой. Если грунтовые воды расположены на небольшой глубине, рекомендуется использовать бетон специальных марок и дополнительно защищать его битумной мастикой.

Как понятно из сказанного выше, ленточный фундамент можно возводить из таких материалов:

• железобетонные конструкции обеспечивают наибольшую прочность и долговечность, относительно дешевые, но требуют больших временных затрат;
• бутобетонные конструкции отличаются наличием в растворе бетона крупных частиц гравия, кирпича, валунов. Обходятся недорого, способны выдерживать приличные нагрузки;

• кирпичный фундамент – фактически обычная кирпичная кладка, но заглубленная в землю. Используется такое основание тогда, когда нет возможности обустроить монолитный бетонный фундамент, может выдерживать вес домов до пяти этажей.

По глубине залегания фундаменты делят на:

• мелкозаглубленные (глубина 50-70 см) – вариант для слабопучинистых почв, т.е. тех, что мало подвержены морозному пучению;
• глубокозаглубленные закладываются на глубине на 20-30 см ниже уровня промерзания почвы. Используются для возведения тяжелых конструкций и в местах со сложной почвой.