Проектирование фундамента от "Ф" до "Т"

На проектирование фундамента влияют такие факторы как тип грунта на участке, уровень и характер грунтовых вод, глубина промерзания почвы, углубление фундамента, способность грунта нести нагрузку строящегося здания и т.д. Дело в том, что в зимнее время года находящаяся в грунте вода замерзает, вследствие чего грунт расширяется и "выталкивает" фундамент. Причем поднятие здания происходит неравномерно: в одной точке больше, в другой — меньше. Это приводит к перекосу фундамента, перераспределению нагрузок в нем и во всем строении, после чего появляются трещины — как в самом фундаменте, так и в стенах дома. Предотвратить столь печальные последствия можно только с помощью грамотного проектирования и исполнения фундамента.
Определить особенности грунта поможет геолого-геодезическое исследование. Без него риск возникновения проблем с фундаментом в период эксплуатации здания возрастает в несколько раз. Поэтому не стоит пытаться сэкономить на данном виде работ, полагаясь на слова соседей, советы строителей или общую информацию из справочников. Ведь характеристики грунтов на соседних участках и даже в пределах одного могут быть разными (например, на участках с уклоном, расположенных около водоема, сыпучий грунт может соседствовать с плотным).
Профессиональное геолого-геодезическое исследование участка обойдется приблизительно в 500-1000 у.е. По сравнению со стоимостью самого фундамента (15-20% от стоимости здания), а тем более стоимостью работ по исправлению фундамента готового здания (до 50% от стоимости строительства) эта сумма невелика.

Три кита правильного фундамента
Для правильного устройства фундамента необходимо проанализировать три основных фактора. Итак, кит 1  — характеристика грунта.
Скалистые  — самые надежные грунты. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Фундамент можно возводить непосредственно на их поверхности.
Хрящеватые — содержат прожилины гравия, обломки камней. Не сжимаются и не размываются. Рекомендуется закладка фундамента с заглублением не менее полуметра.
Песчаные — имеют свойство сильно уплотняться под нагрузкой — проседать. Они не задерживают воду и при промерзании не вспучиваются. Рекомендуется закладка фундамента на глубине 40-70 см.
Супеси и суглинки — занимают промежуточное положение между песчаными и глинистыми грунтами. Они содержат от 3 до 30% включений глины.
Глинистые — могут сжиматься, размываться и при замерзании вспучиваются. Это самый сложный грунт для возведения фундамента, который в этом случае должен быть заложен на всю глубину промерзания.
Кит 2 — глубина промерзания грунта в районе строительства. Этот фактор напрямую влияет на глубину фундамента. В различных географических зонах эта величина существенно отличается. Средняя глубина промерзания грунтов в Киеве и области — 1 м.
Кит 3 — уровень грунтовых вод. Благоприятными для возведения фундамента считаются условия, когда глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. Если же уровень грунтовых вод высок и доходит до глубины промерзания, следует либо выбрать надежный вариант фундамента, не считаясь с увеличением сметы, либо — провести работы для гарантированного понижения уровня грунтовых вод (осушение, прокладка дренажных канав и т.д.).

Разновидности фундамента
В зависимости от конструкции и способа опирания на грунт фундаменты подразделяют на сплошные, ленточные, столбчатые и свайные.
Сплошные (плитные) фундаменты представляют собой сплошную безблочную или ребристую железобетонную плиту под всей площадью здания. Фундаменты этого типа устраивают в случаях, когда нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт основания слабый. Такие фундаменты хорошо выравнивают все вертикальные и горизонтальные перемещения грунта. Эта конструкция особенно целесообразна, когда, например, необходимо защитить подвал от проникновения грунтовых вод при высоком их уровне, если пол подвала подвергается снизу большому гидростатическому давлению.
Возведение плитных фундаментов практикуется в основном в малоэтажном строительстве при небольшой и простой форме плана здания. Плитные фундаменты достаточно дороги из-за большого объема бетона и расхода металла на арматуру.
Ленточные фундаменты — это фундаменты, имеющие одинаковую форму поперечного сечения по всему периметру стен здания (в том числе под всеми его внутренними несущими стенами). Ленточные фундаменты обладают большой несущей способностью. Различают следующие виды ленточных фундаментов: заглубленный (ниже глубины промерзания) и мелкозаглубленный.
Заглубленный ленточный фундамент устанавливают под здания с тяжелыми каменными стенами. Он позволяет соорудить подвал или цокольный этаж и допускает возможность внешней отделки.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент предназначен для возведения конструкций из бруса и бревна. Преимущество бревенчатых стен состоит в том, что в отличие от кирпичных, они могут сами нести нагрузку, за счет чего мелкозаглубленный фундамент, работая совместно с конструкцией стен, хорошо противостоит сезонным напряжениям грунта.
Столбчатые фундаменты — наиболее распространенный и дешевый вид фундаментов для зданий с легкими стенами. Их возведение обходится в 1,5-2 раза дешевле ленточных. Основной элемент таких фундаментов — столб. Он может быть деревянным, каменным, кирпичным, бетонным и железобетонным.
Свайные фундаменты используют там, где верхний слой грунта не может выдержать большую тяжесть, а снимать его до более плотных слоев и ставить фундамент на них оказывается слишком дорогой затеей. Их также используют при высоком уровне стояния грунтовых вод и на плывунах. В индивидуальном строительстве этот тип фундамента применяется редко.

Рассчитать углубление фундамента
После выбора типа фундамента необходимо решить, на сколько углублять фундамент. Принципиальную роль здесь играют не только и не столько вес здания и состав грунта, сколько соотношение глубины его промерзания с уровнем грунтовых вод.
Если грунтовые воды расположены выше глубины промерзания грунта, то фундамент рекомендуется закладывать ниже точки промерзания — чтобы закрепить хотя бы нижнюю его часть в незамерзающих слоях грунта, не подверженных морозному расширению, и таким образом противодействовать силам морозного пучения, которые стремятся вытолкнуть фундамент вверх, деформировать и даже сломать его.
Напротив, в случае, когда грунтовые воды расположены глубже уровня промерзания грунта, зачастую бывает достаточно небольшого углубления фундамента. Тем более, если строительство ведется на глинистых почвах, подверженных насыщению водой и разбуханию. Ведь чем меньше глубина фундамента, тем меньше пучинистых сил на него действует.
При уместном использовании малозаглубленные фундаменты позволяют не только защитить дом от разрушающего воздействия со стороны грунта, но еще и снизить стоимость строительства по сравнению с фундаментами глубокого заложения. Чем мельче фундамент, тем меньше денег он требует.
Но, конечно, глубина заложения фундамента не должна быть слишком маленькой. Ее следует соотносить также с весом строения и плотностью грунта. Не будем забывать, что фундамент удерживается в неподвижном состоянии именно благодаря грунту. Так что здесь нужно соблюсти известные меры и путем скрупулезных расчетов прийти к оптимальной глубине фундамента в ваших конкретных условиях. Это должна сделать квалифицированная проектная или строительная фирма.
Чтобы максимально ограничить перемещения малозаглубленных фундаментов, их укладывают на специально подготовленные песчаные или песчано-гравийные подушки. Кстати, малозаглубленными могут быть фундаменты всех типов, кроме, разумеется, свайных, а именно — ленточные, плитные и столбчатые. Причем наиболее распространены монолитные ленточные. Они одновременно весьма прочные и достаточно экономичные. Плитные — классом выше, но они требуют большего расхода материалов и в нашей стране довольно редко применяются в случаях малого заглубления. Интересной и очень ценной особенностью плитных фундаментов мелкого заглубления является то, что они морозоустойчивы. Толщина самой плиты морозоустойчивого фундамента обычно  около 20 сантиметров (но все-таки зависит от массы дома). И заглубляют ее всего лишь на 40-50 сантиметров. По периметру фундамент утепляют полипропиленом (пенопластом). Тепло, уходящее из дома в грунт через фундаментную плиту, значительно повышает температуру грунта под домом. В результате фундамент оказывается намного менее подверженным силам морозного пучения, которые столь пагубны для строений в климатических зонах с холодной зимой. Однако есть и обратная сторона медали: из-за неравномерности промерзания под домом может образоваться провал грунта глубиной до 10-15 см. Именно поэтому плита такого фундамента должна быть весьма жесткой на изгиб. Кроме того, этот тип фундамента не приемлем для дома с большими габаритами в плановой проекции, у которой плита будет слишком сильно загружена изгибом.

Гидроизоляция фундамента
Чтобы фундамент долго служил и к тому же предохранял подвал, цокольный этаж и дом от сырости, его тоже надо защитить — от грунтовых, дождевых и талых вод. Причем в защите нуждается не только подземная часть фундамента, но и надземная — цоколь. Гидроизоляция должна не только противостоять потокам воды во время весеннего таяния снега или ливневых дождей, но и предохранять стенки фундамента от капиллярной влаги, предотвращать впитывание воды его поверхностями. Гидроизоляцию обычно выполняют в обеих плоскостях — вертикальной и горизонтальной.
Для создания горизонтального слоя гидроизоляции под основание фундамента и в местах его сочленения со стенами дома укладываются рулонные материалы. Для защиты вертикальных поверхностей стенок иногда бывает достаточно несколько раз обмазать его по периметру битумом (если строится дом на сухих грунтах). Однако срок службы битума невелик: через два-три года он начинает терять свои свойства и покрывается трещинами. Обновить его уже не представляется возможным, поскольку фундамент давно находится под землей.
Поэтому лучше воспользоваться современными, передовыми материалами для обмазочной гидроизоляции. Например, жидкое стекло — в отличие от битума — не теряет своих свойств со временем, но стоимость фундамента при этом катастрофически возрастает. Однако если грунт сырой, то этот вариант более предпочтителен, нежели битум: лучше один раз потратиться на гидроизоляцию фундамента, нежели регулярно проводить ремонтно-спасательные работы.
Неплохо защищает фундамент от влаги и оклеечная изоляция (она особенно полезна в тех случаях, когда планируется подвал или цокольный этаж при высоком уровне грунтовых вод). При данном методе изоляции фундамент по периметру оклеивается рулонным битумным гидроизоляционным материалом, стеклоизолом или геомембраной.
Еще один весьма эффективный современный метод защиты фундаментов — проникающая гидроизоляция. На влажную поверхность фундамента наносятся специальные составы. Попадая в микротрещины и поры, заполненные влагой, эти вещества кристаллизуются и закупоривают их. Причем при образовании новых трещин процесс самопроизвольно возобновляется. Это продолжается до тех пор, пока в обработанной поверхности сохраняются свободные активные вещества защитных составов. Можно сказать, что с их помощью фундамент на долгое время обретает способность к самозалечиванию. (Статья о строительстве фундамента все о фундаменте).
Очень серьезный способ защиты фундамента — отвод грунтовых, талых и дождевых вод по его периметру. Для этого на определенной глубине прокладывают дренажные трубы и устраивают дренажный колодец. А также делают отмостку вокруг фундамента — она помогает уменьшить количество воды, которая попадает в почву во время дождей и таяния снега. Отмостка имеет уклон от дома и покрывается асфальтом, бетоном или тротуарной плиткой. Она должна быть достаточно широкой, чтобы вода, стекающая с крыши, попадала на нее, а не в землю. По внешнему краю отмостки обычно устраивают дренаж со сточными желобами для отвода воды.
Обычно эти методы защиты фундамента применяются в комбинации, в зависимости от сложности условий. Обсудить заложение фундамента на строительном форуме.

Автор: Антонина Ижицкая
Источник: ДОМ.ua