Фундаменты: разновидности и особенности

В свете скорого наступления дачного сезона, когда каждый хозяин частного участка в творческом порыве воплощает свои садоводческие, дизайнерские и в том числе строительные задумки, торговый комплекс Конструктор расскажет вам о том, что является основой любой значимой и значительной постройки — о фундаментах. Прочитав нашу статью, вы узнаете, какие виды фундамента существуют, как выбрать фундамент в зависимости от особенностей ландшафта и климатических  условий, в чем преимущества и минусы каждой из его разновидностей. Неважно, собираетесь вы строить загородный особняк или небольшую беседку, своими руками или с помощью наемных специалистов, эта информация, несомненно, будет для вас полезной.

Рассказ о видах фундамента был бы неполным, если бы мы не рассказали о материале, из которого сегодня изготавливается большинство оснований для построек всех типов и назначений. Как несложно догадаться, таким материалом являются бетонные и железо-бетонные конструкции. При этом бетон в качестве материала для возведения жилищ используется с тех времен, когда только  зародилось само понятие строительства. Древний человек, стремящийся к комфорту и теплу, усердно лепил куличи, смешанные на воде из глины и “жирной” земли, на которых потом надстраивал свои незамысловатые хижины. Археологам известны постройки, чей возраст датируется 7,5 тысячами лет до нашей эры. Из более поздней истории хорошо известен изобретенный более 2000 лет назад римский цемент, который многими исследователями считается равным по качеству современным видам портландцемента, и точно превосходящим его по экологичности. В качестве вяжущих средств для изготовления бетона в разное время использовались глина, гипс, известь — так продолжалось до тех пор, пока в 1796 году английский священнослужитель Джеймс Паркер после долгих опытов не изобрел первый прототип современной версии цемента путем обжига глины с известью. Революции тогда не случилось, т.к. строителей не устроили качественные свойства нового стройматериала, но начало было положено. Через каких-то 30 лет в 1824 сын каменщика из Лидса Джозеф Аспдин разработал современный портландцемент.

Причиной появления железобетона стала особенность материала на основе нового цемента: бетон имел высокую прочность на сжатие, но был хрупок при растяжении. Поэтому последующие два десятилетия ученые мужи бились над устранением этого недостатка, пока в дело не вмешался… парижский садовник Джозеф Монье, которому понадобились прочные садовые кадки для пересадки апельсиновых деревьев. Вечно разваливающиеся емкости он решил укрепить железными прутами. Эксперименты в конечном счете позволили Монье менее чем через 10 лет получить патент на использование армированного бетона для производства балок и шпал, а довел до ума технологию немецкий инженер-строитель Густав Вайс, который усовершенствовал конструкцию садовника, сместив арматуру в сторону наибольшей нагрузки на растяжение. С небольшими исправлениями именно эта технология применяется сегодня в производстве железобетона по всему миру. Также в частном строительстве для фундаментов нередко используется бетон с “наполнителем” из природного камня или кирпича. Такой вид бетона называется бутобетон.

Несправедливо будет не отметить, что наряду с бетонными фундаментами, актуальными для подавляющего большинства видов возводимых сооружений, в сегменте строительства легких малогабаритных конструкций прочное место занимают фундаменты из дерева. Популярность деревянных фундаментов обусловлена несколькими неоспоримыми факторами: дешевизной стройматериала и простотой возведения фундамента. Помимо этого дерево — теплоемкий и полностью экологичный материал. Повсеместному же распространению деревянных фундаментов мешают вполне очевидные причины: короткий срок эксплуатации и слабая несущая способность. Поэтому применяются фундаменты из дерева в основном только в частном дачном строительстве: бани, теплицы, беседки, летние кухни. Наиболее распространенными способами возведения деревянного фундамента являются свайный и ленточный. Подробнее обо всех видах фундаментов мы расскажем далее.

СТОЛБЧАТЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Назвать имя изобретателя столбчатого фундамента исследователи затрудняются, поэтому ограничимся первым задокументированным владельцем дома на фундаментных столбах. Это… Баба-Яга! Согласно мифологии древних славян дом Яги стоял на основании из стопок блинов — прямой аналог столбов! Куриными ногами избушка обзавелась несколько позднее.

Если же говорить серьезно, то этот вид фундаментов применяется с самых давних времен. Современные столбчатые фундаменты представляют собой опоры, расставленные в основных узлах будущего дома и на интервалах длинных пролетов между этими узлами, соединенные сверху железобетонными перемычками, на которых и возводится здание.

Применяются такие фундаменты при строительстве щитовых или каркасных домов на пучинистых (значительно расширяющихся при промерзании) грунтах с глубиной расположения прочного грунтового слоя не более 3-х метров.

Преимуществом столбчатого фундамента над сплошными является его значительно меньшая (в 3-7 раз) стоимость и, конечно, особенности конструкции, т.к. при глубоком промерзании грунты основания лучше работают под отдельными опорами, чем под монолитным каркасом, что позволяет существенно снизить вероятность просадки строения. При этом столбчатый фундамент вполне успешно можно применять и на круто падающем пучинистом рельефе, где сложно рассчитать силу сдвига грунта при низких температурах. Возведение столбчатого фундамента с жестко соединенным ростверком сверху позволяет нивелировать эту проблему.

Однако у данного вида фундаментов есть особенности, которые в ряде случаев мешают его успешному применению. Например, его устойчивость существенно снижается в горизонтально подвижных и слабонесущих грунтах при строительстве “тяжелых” домов. А также в таких конструкциях возникают сложности с устройством подвальных/цокольных помещений.
Материалами для изготовления фундаментных столбов в зависимости от габаритов и нагрузки на фундамент могут служить бетон, железобетон, бутобетон или дерево (при строительстве небольших легких конструкций).

ЛЕНТОЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Ленточный фундамент — это конструкция в виде замкнутого контура из железобетонных (деревянных для легких сооружений) балок, расположенных под всеми несущими стенами и стыками стен с целью передачи их нагрузки опорному грунту. Данный вид фундамента позволяет возводить дома разной сложности и степени нагрузки на грунт, а также (в отличие от столбчатого фундамента) позволяет организовать цокольный этаж. В торговом комплексе Конструктор на 25 км МКАД представлены образцы деревянных домов, которые можно возводить именно на ленточном фундаменте. Значительная в сравнении со столбчатым видом фундаментов универсальность и относительная по причине меньшего расхода стройматериалов относительно плитных фундаментов дешевизна делают его, пожалуй, самым распространенным в мире видом, применимым для частного строительства.

По способу устройства различают монолитный и сборный ленточные фундаменты. Разница в том, что монолитный обустраивается непосредственно на участке строительства: вяжется арматурный каркас, формируется лоток и производится заливка фундамента. Сборный, соответственно, монтируется на участке из уже готовых железобетонных блоков.

Следует отметить, однако, что география применения ленточных фундаментов долгое время была ограничена пределами климатических зон с низкими температурами. Как ни странно это выглядит на первый взгляд, но в холодном климате ленточные мелкозаглубленные фундаменты долгое время не применялись. Здесь сделаем небольшое отступление и поясним, что в зависимости от глубины заложения ленточные фундаменты делятся на мелкозаглубленные и глубокозаглубленные. Выбор глубины здесь обусловливается в первую очередь, конечно же, несущей способностью почвы и предполагаемой нагрузкой будущего здания. Говоря простым языком, чем тяжелее дом, тем глубже располагается фундамент. И если в широтах с низкими температурами фундамент с большой глубиной размещения обладает необходимым балансом между весом построенного на нем дома и силами выпучивания грунта, то здания с мелкозаглубленным фундаментом в холодном климате часто подвергались скорому разрушению фундаментной основы, т.к. промерзший грунт просто вытеснял легковесную конструкцию из почвы, приводя основание к деформации.

Долгое время человек в этом вопросе проигрывал борьбу силам природы, пока в 1930 году чикагский архитектор Ф.Л.Райт не разработал технологию утепленного мелкозаглубленного фундамента. А уже в середине прошлого века благодаря шведским и норвежским исследованиям успешное строительство ленточного мелкозаглубленного фундамента стало возможным практически в любом климате и на любой почве, кроме разве что вечной мерзлоты. Если описывать способ утепления такого фундамента, то это система мер, подразумевающая организацию дренажа вокруг здания с целью отвода большей части влаги от основания дома и меры по наружному утеплению фундамента (сейчас в качестве утеплителя активно используется пенополистирол) для предотвращения промерзания грунта на стыке с фундаментом.

СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

История эволюции свайных фундаментов напрямую связана с изобретением портландцемента, о котором мы писали в самом начале статьи. Дело в том, что только бетон на новом вяжущем, и последовавшие за ним разработки железобетона, а также новые способы погружения свай позволили успешно заменить дерево, использовавшееся в этом качестве на протяжении почти 10000 лет.  За примерами далеко ходить не надо: Венеция полностью построена на фундаменте, основой которого стал 1 миллион ольховых бревен. А архитектору Огюсту Монферрану пришлось заложить 13000 (а по некоторым данным 27000) деревянных свай в болотистую почву Петербурга, чтобы воздвигнуть Исаакиевский собор. Интересный факт: к тому моменту, как в 1858 году Исаакий был достроен, свайный фундамент уже невозможно было представить без применения железобетона. Впрочем, в частном строительстве деревянные сваи до сих пор применяются повсеместно. Тем более, что к старым технологиям обжига добавились современные антисептические средства, которые способствуют сохранности дерева в грунте на многие десятилетия.

Свайный фундамент представляет собой  усложненную версию столбчатого фундамента, где столбы (сваи) значительно погружаются в грунт, а над ними формируется железобетонный ростверк, который служит для связи верхних частей свай и одновременно с этим является опорной плитой для возводимого сооружения. За всю историю развития свайных фундаментов на основе железобетона появилось огромное количество разнообразных видов свай: наряду со “стандартными” забивными и набивными стали применяться сваи с уширенной пятой, повышающей несущую способность столба, пустотелые и винтовые сваи. Также развивались и технологии: повсеместным стало применение электроосмоса (умышленное повышение влажности грунта за счет распределения полярностей между уже установленной сваей и подготовленной к погружению) и разнообразных обмазок из синтетических смол.

Также свайный фундамент может различаться по виду заглубления в грунт: с высоким ростверком, если он располагается выше уровня грунта; с низким — если размещен максимально близко к грунту; а также варианты, когда ростверк опирается на грунт или заглублен в него.

Основным преимуществом свайного фундамента является возможность строить на его основании “тяжелые” здания на большинстве типов грунта, в том числе на заболоченных и излишне влажных территориях.

ПЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Начнем сразу с недостатков: это дорого, это не очень подходит для строительства на наклонных участках, и вы вряд ли сможете обустроить подвал в доме, стоящем на монолитной плите. Всё! На этом перечисление минусов плитного фундамента закончилось. В остальном — сплошные плюсы.

Судите сами. Возможность возведения зданий на самых сложных для строительства участках: от торфяников до болот, а также применение на участках со смещением грунтов. Надежность и долговечность, обеспеченные большой площадью опоры на грунт, жесткостью конструкции и равномерным распределение нагрузки. Возможность использования фундаментной плиты в качестве пола первого этажа здания (и теплого пола в том числе).

Есть еще целый ряд разнообразных преимуществ меньшего значения, но уже перечисленных достаточно, чтобы сказать, что плитный фундамент по своим параметрам надежности и сроку службы, пожалуй, лучше остальных аналогов подходит именно для частного строительства как легких (баня, гараж) так и тяжелых построек (жилые одно- и двухэтажные дома из камня).

Что касается технологических особенностей устройства такого типа фундаментов, плитный фундамент представляет собой гидроизолированную и монолитную плиту из нескольких слоев бетона или железобетона, размещенную на дренажной подушке из шебня и песка. Современный плитный фундамент часто конструируется по технологии так называемой шведской плиты, представляющей собой мелкозаглубленный фундамент на утеплителе, от которого благодаря правильно смонтированной системе дренажа отводятся грунтовые воды, что позволяет избежать промерзания почты на границе с фундаментом. На этапе монтажа шведская плита оборудуется системами коммуникации и теплого пола, что практически превращает фундаментную плиту в тепловой аккумулятор для дома.

По глубине размещения плиты относительно грунта плитный фундамент различают по следующим типам: незаглубленный, малозаглубленный и сильнозаглубленный.

По виду конструкции: плавающий плитный фундамент (для почв с неравномерным сильным смещением грунтов),  монолитный утепленный фундамент с ребрами жесткости и решетчатая плита (монолитная или сборная).

КАКОЙ ВЫБРАТЬ?

На основании вышеизложенной информации предлагаем на примере постройки кирпичного дома (т.к. это наиболее распространенный формат жилого помещения в частном строительстве) определить, какой из типов фундамента подойдет для этого наилучшим образом.
Ленточный фундамент подойдет для малогабаритных домов на участке с низкой пучинистостью почвы. Благодаря низкому расходу стройматериалов и вытекающей из этого низкой стоимости фундамента такой тип основ идеален при строительстве небольших бюджетных загородных домиков и легко выполняется без помощи высококвалифицированных специалистов.
Свайный фундамент сложнее и дороже ленточного в установке, но возможность его применения на почвах с повышенным уровнем влажности расширяет возможности его применения. Опять же на таком виде фундаментов вы можете возвести более массивную конструкцию.
Плитный фундамент, безусловно, самый дорогой из перечисленных видов, но при этом он имеет ряд существенных преимуществ, о которых мы подробно рассказали выше.

Следует рассмотреть ключевой вопрос при выборе фундамента — это заглубление фундамента ниже глубины промерзания почвы при  строительстве жилого дома в широтах с холодной зимой и отрицательными температурами:
— плитный фундамент в таких условиях обычно размещается выше уровня промерзания почвы, но благодаря конструктивным особенностям защищает конструкцию дома от пучения грунта при переходе от плюса к минусу и обратно и соответственно — от разрушения фундамента и стен.
— ленточный, как правило, заглубляется ниже уровня промерзания почвы и тем самым защищает фундамент и стены от разрушения при пучении грунта.
— при монтаже свайно-ростверкового фундамента сваи заглубляются ниже уровня промерзания, защищая дом от сдвижек при пучении грунта, а сам ростверк лежит на поверхности грунта, мелкозаглублен, иногда нависает. При этом утеплен, изолирован, жестко связан со сваями, которые удерживают его от сдвигов почвы.

Больше информации о строительстве на нашем сайте ТК КОНСТРУКТОР или у консультантов комплекса на 25 км МКАД.

Надеемся, что наша статья оказалась для вас полезной. Выбор за вами!