Основание воспринимает нагрузку от наземной части строения. Фундамент для дома делается устойчивым, прочным, долговечным, его размеры, материал и форма определяются расчетами. Проектирование учитывает характеристики грунта, климатические показатели в регионе, величину нагрузки. Неправильный выбор конструкции ведет к финансовым и трудовым потерям при переделке.
Особенности и устройство фундамента для дома
Фундамент — это несущая часть сооружения, на которую передаются усилия от веса здания, людей, эксплуатации оборудования, осадков и ветра. Используются материалы с высокой несущей способностью, например, бетон, камень, металл.
Для выбора фундамента применяются характеристики:
- высота — расстояние между верхним срезом и подошвой;
- глубина заложения — промежуток от поверхности почвы в плане до низа конструкции;
- форма — визуальное понятие, определяющее общее расположение контуров.
Основания устраиваются так, что подошва располагается ниже отметки промерзания почвы, где грунт не вспучивается. Мелкозаглубленные конструкции применяют на землях со стабильными характеристиками. Фундаменты бывают монолитные, сборные (стаканные или сплошные), комбинированные.
Важные факторы при выборе фундамента
Работа по проектированию начинается с инженерно-геологического исследования на строительном участке для определения толщины залегающих слоев и их характеристик.
В расчете учитывается множество других факторов, от которых зависит выбор основания и его габаритов:
- уровень промерзания почвы;
- отметка поднятия грунтовой влаги;
- предполагаемый эксплуатационный срок здания;
- конструкция постройки и величина нагрузки;
- материал для возведения фундамента;
- присутствие подземных коммуникаций на участке.
Нагрузку определяют суммированием всех усилий от здания. От этого зависит площадь основания, т.к. увеличение квадратуры означает уменьшение передаваемой силы. Проектировщик находит оптимальный вариант, чтобы обеспечить прочность и минимизировать материальные затраты на возведение.
Оценка почвы и грунтовых вод
Грунт оценивается на основе исследований, проведенных ранее, которые есть в справочниках и строительных таблицах. Берется проба грунта из скважины и исследуется в лаборатории, если нет такой информации. Учитывается высота растительного слоя, который не используется в строительстве.
Вспучиваемость грунта зависит от насыщенности влагой. Уровень почвенной воды определяется по первому водоносному слою от поверхности земли, который постоянно существует в толще. Грунтовая влага разрушает строительные материалы и отличается различной агрессивностью: общекислотная, выщелачивающая, сульфатная и другие виды.
Глубина промерзания почвы колеблется в пределах 0,5 – 2,0 метра, что объясняется плотностью земельного слоя, влажностью и климатом. Характеристики грунта влияют на выбор глубины фундамента для одноэтажного дома из пеноблоков, кирпича, каркасного строения и определяют особенности возведения подвального помещения.
Типы грунта
Обломочные и скальные породы представлены камнем, который не страдает от заморозков и влаги. Такой грунт относится к стабильным видам, являет собой идеальные условия для строительства и чаще находится в горных областях. Песчаный грунт не вспучивается и служит хорошей платформой для возведения фундамента. Такая земля пропускает жидкость, легко трамбуется, уплотняется. Бетон в песке не намокает, т.к. влага уходит быстро, благодаря пористой структуре.
Пылеватые и мелкозернистые пески относятся к категории пучинистых образований, показывают свойства плывунов, что нужно учитывать при проведении строительных работ. Глины, супеси, суглинки не вспучиваются в относительно сухом состоянии и хорошо взаимодействуют с поверхностью фундамента. Высокая отметка грунтовой жидкости приводит к ухудшению свойств, и начинаются неравномерные сдвиги в глубине породы.
Глубина заложения фундамента
Уровень подошвы принимается независимо от отметки промерзания, если фундамент возводится в непучинистом грунте, а строение отапливается зимой. Глубина промерзания не учитывается, если по расчету видно, что деформации незначительные, и прочность сооружения не будет нарушена во время циклов заморозки и оттаивания.
Бетонный фундамент для малоэтажного строительства обычно закладывается на глубину:
- пучинистые почвы — не меньше принятой в регионе глубины промерзания;
- условно пучинистые с отметкой промерзания на 1 м — не меньше 0,5 м; на уровне 1,5 м — не меньше 0,75 м; более 1,5 м — от 1 м;
- стабильные крупнообломочные, пески — не меньше 0,5 м.
Если подошва располагается выше отметки замерзания, делается отвод атмосферных и грунтовых вод, чтобы уменьшить степень увлажнения.
Виды фундаментов для дома
В зависимости от высоты различают основания глубокого и неглубокого заложения. Фундаменты выполняют функцию несущей конструкции или дополнительно защищают строение от сейсмической активности в регионе. Есть экспериментальные антисейсмические разработки, например, плавающие или качающиеся виды фундаментов для частного дома, которые уравнивают давление нестабильной почвы.
Опоры для дома бывают по конструкции:
- столбчатые;
- ленточные (монолитные бетонные или сборные из блоков);
- свайные (монолитные или сборные);
- на винтовых сваях;
- плитные.
Материалом служит бетон, керамический глиняный кирпич, для усиления вставляются армированные объемные каркасы или плоские сетки. Малозаглубленный фундамент для дома своими руками можно сделать из бетона, где вместо щебня засыпается керамзит, шлак. Такой материал обладает лучшими теплозащитными свойствами.
Столбчатый
Такие типы фундаментов для частного дома применяют в случае небольшого веса строения и малого усилия на основание. Столбчатые виды выполняются в форме отдельно стоящих опор, поддерживающих стены, колоны. Материалом служит кирпич, бетон, бут, бутобетон, железобетонные блоки
Устройство столбчатых вариантов допускается при строительстве двухэтажного или многоэтажного дома, но делается обвязка из металлического профиля, железобетонной или деревянной балки, на которой строятся стены. Под подошвой делается щебеночно-песчаная подушка, чтобы снизить влияние слабого грунта.
Минимальные размеры столбчатой опоры 0,5 х 0,5 м, высота зависит от расчета. Подошва может быть круглой, квадратной, прямоугольной формы. Столбы расширяются книзу, так увеличивается несущая способность конструкции.
Ленточный
Фундамент проходит по периметру дома, на него опираются стены. Бетонный и железобетонный вариант требует установки опалубки из дерева, ДСП, ОСБ. Каркас из арматуры ставится внутрь так, чтобы стержни после заливки находились внутри ленты. Поперечный размер полосы зависит от ширины стены, цокольный этаж может выступать за пределы, быть вровень или уже.
Сборные конструкции фундамента под кирпичный дом делаются из заводских блоков, которые ставятся на цементно-песчаный раствор. Металлические закладные детали свариваются между собой для создания цельного пояса.
Допускается кладка ленточного типа из бутового камня или красного кирпича. Элементы ставятся с перевязкой горизонтальных и вертикальных швов. Используется продольное армирование металлом или применяются сетки для увеличения прочности на продавливание и изгиб.
Свайный
Такие фундаменты представляют собой отдельные вертикальные элементы, соединенные между собой балкой или плитой из железобетона. Разновидности свай погружаются в грунт особыми способами, изготавливаются из прочных материалов, например, бетона, железобетона, стали, дерева, асбестоцемента.
Сваи погружаются в землю готовыми элементами (забивной вид) или изготавливаются на месте. Делается воронка, куда помещается труба, затем полость наполняется бетоном. Работают элементы в почве как висячие и стойки-сваи. Первый вид используется, если стабильный грунт располагается на большой глубине. Их прочность определяется суммированием величины трения по боковым площадям сваи и под нижним острием. Стойки-сваи ставят так, что их подошвы опираются на прочный слой, например, скальный. Их длина не больше глубины залегания стабильного грунта.
Винтовые сваи заглубляются в землю вдавливанием одновременно с завинчиванием. Наконечник представляет собой острый конец с винтовыми лопастями. Ствол является сочетанием ведущей части и удлинителя. Первой в землю завинчивается основной отдел, а дополнение используется для надставки, чтобы достичь несущего грунта. Погружение выполняется ручным, механическим или редукторным методом.
Винтовые шпунты предпочтительно ставятся на сложных объектах гидротехнического назначения в нестабильных почвах, используются для укрепления склонов берегов, автомобильных и железнодорожных насыпей. Различные грунты не дают ограничения для применения винтовых свайных фундаментов. Геометрические размеры, количество лопастей, шаг, угол заострения принимаются по индивидуальному расчету в каждом случае.
Плитный
Сплошные плиты заливают в случае строительства на грунтах с неравномерным расширением при изменении температуры и влажности. Монолитные площадки применяют на слабых, насыпных землях, если высоко подходят почвенные воды. Фундаменты выполняют из бетона с армированием и делают под всем строением для обеспечения равномерной осадки. Монолитные плиты устраивают на песчаных, болотистых землях, торфяниках.
Плюс сплошного основания в простоте изготовления и возможности организации цокольного этажа. Монолитная плита служит длительное время и отличается высокой несущей способностью, она служит основанием для строительства многоэтажных домов в сложных условиях вечной мерзлоты. Минус заключается в больших затратах на металл и бетон.
Полнозаглубленный и мелкозаглубленный фундамент
Массивный ленточный фундамент глубокой закладки делается при возведении многоквартирных домов, сложных технических сооружений с высокой нагрузкой. Особенностью является то, что подошва заглубляется ниже отметки замерзания почвы на 30 – 40 см. Конструкция мало подвергается температурным разрушениям и деформациям, не реагирует на поднятие грунтовой влаги. Армирование выполняется рифленой арматурой, для этого стержни собираются в каркас. Допускается бетонирование без усиления металлом на каменистых и скальных почвах.
К положительным моментам относится прочность и возможность оборудования подвального помещения. Минусы проявляются в большом объеме работ по выемке земли и сложностях по отведению влаги при высоком стоянии почвенных вод.
Фундаменты небольшой глубины приемлемы для невысоких строений с деревянными, газобетонными стенами, хозяйственных построек в частном секторе, беседок. Бетонная лента применяется почти на всех почвах и предпочтительна на грунте с высоким стоянием влаги.
Фундамент заглубляется:
- в земле со средними показатели пучинистости — на 50 см;
- в мягких почвах — 50 – 70 см.
Для надежности выполняется песчано-гравийная подсыпка на 10 – 15 см, вокруг строения делается отмостка шириной не меньше 60 см. Мелкозаглубленные конструкции имеют невысокую стоимость, но требуют качественного армирования.
Технология построения фундамента для дома
Подготовительные работы включают срезку растительного слоя, планировку площадки, закупку и завоз строительных материалов, приспособлений, инструмента.
Пошаговая инструкция для начинающих:
- траншеи роются экскаватором, зачистка дна котлована делается вручную по проектным отметкам;
- опалубку устраивают из щитовых элементов выше уровня земли на 30 – 50 см для обустройства цоколя;
- арматуру связывают в каркас внутри опалубки или собирают снаружи, а затем устанавливают блоками;
- бетон заливается в опалубку слоями с обязательной вибрацией;
- дожидаются набора прочности, снимают опалубку.
Делается обклеечная или обмазочная гидроизоляция поверхности перед кладкой стен, затем выполняется обратная засыпка траншей и неиспользованных карманов по бокам.
Утепление и гидроизоляция фундамента
Основание дома утепляется для поддерживания комфортных условий в жилых и хозяйственных помещениях. Теплообмен между фундаментом и почвой составляет значительную часть потерь тепла. Наружное утепление предохраняет здание от промерзания и увеличивает срок эксплуатации. Материал изоляционного слоя подбирается с учетом условий строительства.
Используется для утепления:
- керамзит, песок, шлак;
- минеральная вата с гидроизолирующим слоем;
- пенопласт, понополиуретан, пеноплекс, пенополистирол.
Гидроизоляция основания применяется, чтобы фундамент не передавал влагу на стены строения. Используется гидроизол, рубероид в 2 – 3 слоя. Материалы клеятся на расплавленном битуме или применяется готовая синтетическая мастика.