Классификация фундаментов: виды и требования

Классификация фундаментов

Инженерами-строителями принято производить классификацию фундаментов по 2 видам:

• По типу используемого материала.
• По технологии изготовления.

Для чего нужен фундамент

Фундамент дома – это основание, которое закладывается под землей (в некоторых случаях под водой) и принимает на себя все статические и динамические нагрузки, которые создают вышерасположенные конструкции и внешние факторы. В его функции входит не только выдерживать значительные нагрузки, но и равномерно распределить их по площади.

Правильно заложенный фундамент строения отличается прочностью, долговечностью, экономичностью, индивидуальностью. Основание, отвечающее этим требованиям, не позволяет оседать зданию и не допускает разрушения стен. Любой фундамент требует индивидуального подхода. Он заключается не только в выборе подходящего типа конструкции, но и материала.

По материалу выделяют стальные бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные фундаменты. Первые три типа являются жесткими, четвертый – гибким. Основная классификация основана на технологии строительства и включает шесть типов фундаментов:

• Ленточный
• Свайный
• Плитный
• Столбчатый
• Плавающий

Классификация фундаментов по типу (технологии) устройства

• ленточный (монолитные и сборные);
• столбчатый;
• плитный.

Ленточный фундамент

Такой тип фундамента подойдет под все несущие стены здания, и может быть выполнен в сборной конструкции или же монолитной. Для сборной конструкции фундамента строители используют железобетонные или бетонные блоки, из которых образуют подземные бетонные «стены».

Для изготовления же монолитного фундамента требуется установка опалубка, в, который потом заливается бетонная смесь.

Среди недостатков такого типа отмечают массивность и большие трудоемкие затраты. Но все это с лихвой компенсируется высокой надежностью такого фундамента и спектром его применения.

Виды фундаментов

1. Возможно несоответствие срока службы конструкции требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Подобное неизбежно случится, если при разработке проекта не будут учтены степень коррозионной агрессивности грунтов на участке строительства (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»), а также наличие блуждающих токов.

Только подобрав толщину стенки ствола и лопасти (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), марку стали (подробнее «На что влияет марка стали?») в соответствии с указанными данными, определив порядок действий для снижения коррозии (водоотведение, использование цинковых анодов – подробнее «Коррозия: причины, способы защиты») можно обеспечить нормативный срок службы фундаментный конструкции и всего сооружения.

2. Возможен «уход в срыв» однолопастных дезаксиальных винтовых свай при нормируемых осадках, если диаметр их ствола менее 159 мм.

При расчете свайно-винтовых фундаментов используются формулы, заложенные в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Эти формулы разработаны еще в 60-х годах 20 века и базируются на упрощенных моделях взаимодействия (например, модель Мариупольского для анкеров), а потому не учитывают многие особенности совместной работы свай и грунтов.

Поэтому при расчете несущей способности винтового основания необходимо учитывать результаты полевых испытаний грунтов, выполненных в соответствии с ГОСТ 5686-2012.

3. Может потребоваться бетонирование основания колонны или проведение работ по созданию жесткого сопряжения для однолопастных свай малых диаметров (57-76 мм).

Из-за недостаточности диаметра ствола эти разновидности не обеспечивают должное сопротивление горизонтальным нагрузкам без проведения дополнительных мероприятий.

Чтобы отказаться от бетонирования основания колонны или создания жесткого сопряжения, достаточно использовать элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН).

4. Возможно нарушение структуры грунта при погружении винтовых свай и последующее снижение его несущей способности.

Такие ситуации возникают, когда в расчетах учитывается только диаметр лопасти, но не ее конфигурация.

Конфигурация лопасти винтовой сваи, подобранная под конкретные грунтовые условия, позволяет свести к минимуму нарушения структуры грунта при погружении, что обеспечивает надлежащее восприятие проектных нагрузок (подробнее «Принципы подбора параметров лопастей»).

5. Сваи с двумя и более лопастями могут уступать в восприятии, к примеру, горизонтальных нагрузок даже однолопастным дезаксиальным конструкциям.

Причина подобного явления – в неправильном (часто просто бездумном) расположении второй и последующих лопастей на стволе.

Чтобы многолопастные сваи надлежащим образом воспринимали проектные нагрузки, расстояние между лопастями, шаг, угол наклона должны быть рассчитаны с учетом данных о грунтовых условиях площадки строительства и данных о нагрузках от строения (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

6. Неравномерное распределение запаса прочности по фундаментам объектов ИЖС, из-за которого снижается уровень их надежности и сокращается срок службы.

Причина – неучет различных величин нагрузок, воздействующих на фундаменты даже простых сооружений (под ответственными несущими узлами и конструкциями сооружения, под несущими и самонесущими стенами, под ненесущими перегородками и лагами пола).

Чтобы этого избежать, под каждый тип нагрузки нужно использовать определенную модификацию свай (подробнее «Расчет свайного фундамента»).

Таким образом, все минусы свайно-винтового фундамента по большому счету связаны с игнорированием его особенностей и сильных сторон.

Плитный фундамент

Этот тип представляет собой наиболее жесткую конструкцию, поскольку при закладке такого фундамента по всей площади используется плита. Эта плита может быть цельной или сложенной из перекрестно объединенных и хорошо закрепленных железобетонных балок.

Такая постройка будет оправдана, когда дом возводится на весьма неустойчивом грунте, где может быть просадка. При использовании этого типа идет большой расход арматуры и бетона и поэтому он будет дорогостоящим вариантом.

Свайный фундамент

Свайные фундаменты устраивают на грунтах с недостаточной несущей способностью. В основе конструкции донного фундамента используются отдельные сваи или группы свай. Они представляют собой столбы, имеющие заострённые нижние концы. Сваи забиваются в грунт, а сверху объединяются специальной железобетонной балкой или плитой, которая называется ростверком.

Свайные фундаменты обустраиваются на неустойчивых грунтах, а также в тех местах, где необходимо выполнить проход в слабом грунте, чтобы опереть фундаментную конструкцию на более прочные слои. Целесообразно обустраивать свайные фундаменты на песчаных, водонасыщенных грунтах, которые при воздействии внешних нагрузок способны давать значительную усадку. В большинстве случаев сваи применяются при обустройстве фундаментов под мощные строительные объекты с нагрузкой на подошву фундамента 15-25т/кв.м.

В частном строительстве свайные фундаменты используются нечасто. Короткие деревянные или железобетонные сваи используются только в тех случаях, когда нет возможности обустраивать другие виды фундаментов.

Свайные фундаменты различаются по материалу изготовления:

• Железобетонные. При их изготовлении используется армированный бетон класса В10-В20. Сфера их применения — строительство тяжелых зданий с железобетонными конструкциями.
• Деревянные. Изготавливаются из специально обработанной сосны. Применяются в частом строительстве при возведении небольших и для легких деревянных строений, которые имеют не больше 2 этажей.
• Металлические. Изготавливаются из металлических труб. На таких фундаментах могут возводиться тяжелые здания в случаях, когда невозможно использовать железобетонные сваи.
• Комбинированные. Такие сваи изготавливаются из бетона и металла. Применяются в сложных инженерно-геологических условиях при строительстве тяжелых зданий повышенной этажности. Таким способом выполняется строительство объектов, к примеру, на рыхлых или болотистых грунтах.

Сваи классифицируются по типу изготовления фундамента на:

• Забивные. Для их погружения в грунт используются специальные машины — коперы. Применяются только при проведении строительных работ на неосвоенных территориях. Рядом не должно находится эксплуатируемых зданий, так как высокая ударная нагрузка, передаваемая по грунту, может привести к разрушения конструкций близлежащих строений.
• Набивные.
  Изготавливаются способом бурения скважин заполняемых впоследствии бетоном.
• Вдавливаемые.
  Данный тип свай с помощью мощных гидравлических насосов под воздействием высокого давления вдавливается в грунт.Вдавливаемые и набивные сваи предназначаются для обустройства фундаментов в стесненных условиях. Они могут применяться при возведении тяжелых железобетонных или кирпичных зданий повышенной этажности в непосредственной близости со старыми зданиями.

  Винтовые.

  Данные сваи оснащены резьбой в виде лопасти, диаметр которой в пределах от 3-3.5 от диаметра сваи. Они завинчиваются в грунт специальной машиной подобно шурупу. Винтовые сваи повсеместно используются при строительстве опор мостов и линий электропередач, а также при обустройстве фундаментов под мачты или башни различного назначения. Основное преимущество винтовых свай заключается в возможности их применения на любых грунтах.

Фундаменты на базе винтовых свай дорогостоящие. Они требуют использования специализированной техники для транспортировки и установки сваи. Положительным аспектом при обустройстве данного типа фундамента является уменьшение количества земляных работ и снижение материалоемкости.

Монтаж фундамента под старые дома

Рано или поздно может наступить момент, когда на цокольной части строения появляется трещина, или несущая конструкция дает перекос.

Это следствие того, что фундамент под действием постоянного напряжения и окружающей среды дал слабину. В этом случае необходимо срочно провести ремонт фундамента и замену его разрушенных частей.

Если разрушена только какая-то часть фундамента, то нужно провести наращивание по бокам каменной кладкой нужной ширины, которая обеспечит связь между старой и новой кладками.

Если в некоторых местах обнаружены послабления фундамента, то следует сделать железобетону «обойму», которая основательно крепится с существующей кладкой с помощью сквозных анкерных креплений.

Крепления проводят таким образом, чтобы новые участки работали совместно со старой частью фундамента.

Замена сгнивших венцов деревянного дома

Много деревянных домов, которые стоят уже много десятилетий, требуют замены нижних венцов. Коррозия венцов происходит из-за плохой или полностью отсутствующей гидроизоляции между цоколем фундамента деревянного дома и нижними бревнами.

Для начала нужно разобрать фундамент под самым нижним бревном на такую высоту, когда бревно можно будет легко вытащить. Заранее заготавливаем новое бревно такого же размера, как и старое.

Нижнюю часть бревна следует ровно подготовить так, чтобы оно плотно прилегало к подкладке фундамента. На подкладку следует положить 3-4 слоя рубероида.

На верхнюю часть бревна накладывают специальный материал, ставят бревно на прежнее место. Аналогичные действия проводят по всему периметру дома.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов, соединенных ростверком или железобетонными балками. В зависимости от метода погружения столбы бывают висячими и подпорными. Первые более короткие и держатся в грунте за счет силы трения. Чтобы они полностью выполняли свою функцию, их количество должно быть значительным. Подпорные столбы более длинные, их нижний конец упирается в твердую породу.

По характеру монтажа ростверка столбчатый фундамент делится на три вида: незаглубленный, мелкозаглубленный, заглубленный. При первом варианте ростверк лежит на колоннах выше поверхности земли (на высоте до 50 см). При мелкозаглубленном фундаменте ростверк уходит под землю на 40-60 см. В третьем случае железобетонное соединение находится ниже линии промерзания грунта.

Столбчатый тип фундамента идеален для легких построек (каркасных домов, сараев, бань, теплиц, гаражей). Его возведение не требует применения спецтехники и обходится относительно дешево. Такое основание позволяет строить дома на склонах и вспучиваемых грунтах. Но при выборе стоит учитывать, что этот фундамент чувствителен к боковым нагрузкам, не подходит для строительства на болотистых почвах и не дает возможности сделать подвал.

Фундамент стаканного типа

Это разновидность столбчатого фундамента, характеризующаяся большей устойчивостью. Такое свойство опоры обеспечивается за счет особого строения. Самая нижняя часть – это бетонное основание, на котором возвышается подколенник (башмак). Третьим элементом конструкции является несущая колонна, которая устанавливается в полость башмака.

Блоки изготавливает завод, задача строителей – установить их, поэтому все работы проходят быстро. Точечное строительство не только ускоряет работы, но и продлевает срок годности стаканного фундамента. Благодаря монолитной плите опоры, стоящие на ней, защищены от грунтовой влаги. Сами конструкции можно демонтировать и перенести в другую точку. Данный тип фундаментов используется в промышленном строительстве и при возведении мостов.

Фото фундаментов

0