Фундамент – подземная основа любого здания. Ни один элемент застройки не несет на себе такое количество нагрузок, как этот. Его устройство совершенствуется и по сей день, а устойчивость и долговечность изучаются учеными. Фундаменты производят из различных материалов – железобетона, стали, дерева. На фундаменте размещается вся наружная часть строения, и все что находится внутри него. Но если стены и крыша достаточно крепкие, то для чего же служит фундамент? Какие виды фундаментов применяются сегодня и как подобрать нужный из них? Обо всем по порядку.
Содержание статьи
Технологические особенности фундамента
Здание, находясь изначально в статическом состоянии, испытывает ряд нагрузок, которые в строительстве принято делить на:
- Постоянные – действие которых определяется вне временных рамок, погодных и сейсмических условий. К ним относятся масса всех наружных элементов здания – стен, перекрытий, перегородок, кровельных конструкций;
- Временные – периодически проявляемые нагрузки, которые зависят от множества факторов. К ним относятся ветровые и снеговые нагрузки, проявления сейсмической активности региона застройки, загруженность людьми и оборудованием здания.
Основное назначение всех типов фундамента – принятие всех видов нагрузок от здания и равномерное их распределение в основание, т.е. в грунт. Для этого большинство фундаментов имеют «подушку» – песчано-гравийный слой, который служит амортизатором для возможных деформаций.
Требования к фундаментам
Поскольку фундаменты – это практически самая ответственная часть строения, к их обустройству предъявляются следующие требования:
- Прочность – для того чтобы выдержать вес здания, материал для устройства фундамента должен быть достаточно прочным, а сам фундамент стойким к механическим деформациям;
- Надежность монтажа и правильность подготовки – подготовительные работы к устройству фундамента должны быть осуществлены так, чтобы исключить скольжение или опрокидывание элементов фундамента в плоскости подошвы или вокруг одной из его граней;
- Устойчивость к грунтовым водам – относительно замкнутая влажная среда оказывает разрушающее действие на многие материалы, используемые для фундамента, от которых он должен быть защищен гидроизоляцией;
- Морозостойкость – стройматериал для фундамента должен как можно меньше накапливать влагу, иначе при минусовых температурах он может дать трещины, не подлежащие реконструкции;
- Долговечность – во многом определяет и эксплуатационный срок самого здания, которому должен соответствовать фундамент. Ведь если произойдет просадка, ведущая к деформации и потере прочностных свойств, то и все здание может также перенять эти нарушения. Во множестве случаев такие дефекты не совместимы с дальнейшим функционированием, и ни одна реконструкция, даже самая профессиональная и технически оснащенная не сможет исправить положение;
- Индустриальный фактор – с развитием промышленности для изготовления фундаментов появилось множество готовых элементов, производимых заводами ЖБК, облегчающих расчеты и построение фундаментной основы. При небольшой удаленности от таких заводов, устройство фундаментов значительно упрощается;
- Рациональность – соотношение затрат на использование того или иного материала для фундамента, его транспортировки и монтажа по отношению к альтернативным вариантам. Выбор технологии должен быть обоснованным и тщательно просчитанным;
- Экономичность – затраты на устройство фундамента занимают от 12% всех расходов на строительство. При особых случаях подготовки, метеорологических условий, дефицита транспорта, материала или достаточной рабочей силы они могут составлять до 30% и более. Поэтому экономическая составляющая также является важной.
Виды фундаментов и их классификация
Конструктивные схемы фундаментов бывают различные:
- Ленточные – один из самых популярных видов фундамента для строительства дачных и загородных домов, малоэтажных построек. Преимущественно мелкого заложения (ФМЗ). Отличается высокой экономичностью и рациональным распределением используемых работ и материалов. Представляет собой замкнутый ленточный контур;
Столбчатые – состоит из отдельных столбов, расположенных с различным интервалом. Материалы для изготовления: стандартные бетонные столбы или блоки, железобетон. В качестве укрепления применяют «подошву» – прилегающее к нижней части столба уширение. В сборном варианте присутствует «стакан» – чаша, в которую вставляется железобетонный столб;
Плитные или сплошные – вариант незаглубленного фундамента, рассчитанного изначально на небольшие нагрузки в условиях слабых грунтов. Монолитные плитные фундаменты обязательно армируются, а искусственным основанием для них служит песчано-гравийная подушка;
Свайные – целый ряд фундаментов, основной составляющей которых являются различные виды свай – стоек, заглубляемых в грунт. Применяется он в случае ослабленных верхних слоев основания, и потребности в заглублении фундаментной основы на более плотные нижние грунты. При болотистых, подтопленных грунтовыми водами и торфянистых породах грунтов является более экономически выгодным. В этом случае снижается объем подготовительных земляных работ. Сюда же относятся свайно-ростверковые и свайно-плитные комбинированные фундаменты;- Специальные – отдельный вид фундаментов, с особо прочными характеристиками для башен, магистралей, мостов и т.д.
Материалы для фундаментов
Вопросы об изготовлении разбираются отдельно для каждого вида фундамента и условий его устройства. Между тем материалов для них существует не мало. Различают несколько следующих основных групп:
Каменные – к этому виду относятся такие материалы как бут – известняк, песчаник, базальт, бутобетон, кирпич. Применение таких стройматериалов обосновано их наличием и трудоемкостью применения железобетона. Технология устройства может быть разной – с применением бетона или песчаной подушки. Применяется в основном для малоэтажных зданий и строений;- Железобетон – на сегодняшний день самый технологичный материал, который подходит для всех типов построек и фундаментов, за исключением сложных условий возведения.
Применение разделяют на два основных вида – монолитный
и сборный. В первом случае имеет место заливка бетона в подготовленную заранее опалубку(она бывает съемная и несъемная). В качестве армировки применяется стандартизированная арматура из металла или стекловолокна. Во втором используются готовые бетонные блоки, которые укладывают специальным образом на песчаную подушку. В зависимости от расчетных нагрузок и применения по месту расположения, блоки могут быть железобетонными или бетонными. Основное преимущество этого материала – способность подстраиваться под любую заданную форму, а также невысокая себестоимость; 
Древесина – материал, используемый для незаглубленных и наружных (свайных, столбовых) фундаментов. Рассчитан на легкие строения, не несущие больших нагрузок на основание;- Ячеистые бетоны – пено-и газобетонные блоки, использование которых для фундаментов возможно при
тщательной подготовке основания. Для их использования нужно исключить боковое и донное вспучивание грунтов, подтопление грунтовыми водами, провести тщательную гидроизоляцию материала во избежание накопления влаги.
Порядок выбора фундамента и цикл подготовительных работ к его устройству
Строительство любого дома или строения – комплексная инженерная задача, решение которой начинают с обследования участка застройки. Геологические и гидрогеологические исследования определяют возможные варианты устройства фундамента, а также перечень подготовительных работ в этой области. От уровня грунтовых вод, типа почвы, наличия в ней крупнообломочных или скальных пород, глинистых или песчаных составляющих зависит, будет ли основание для фундамента:
- Естественным – способным надежно и долговременно, без дополнительной подготовки выдерживать все нагрузки от строения;
- Естественно-искусственным – подготовительные меры по укреплению и уплотнению возможны, но без особой замены грунта;
- Искусственным – при полной замене грунта более плотным, несущая способность которого проверена и обоснована в результате анализов, представленных проектными организациями.
После получения всех данных, и выбора типа фундамента, производят геодезическую разбивку участка для определения «мертвых» точек-вершин периметра, укрепления закладок котлована под фундамент. На стадии выполнения подготовительных и фундаментных работ рационально
использование спецтехники – экскаваторов, бульдозеров, самосвалов, трамбовщиков и т.д. данные мероприятия достаточно затратные, однако экономить на обустройстве фундамента и материалах для него не рекомендуется, поскольку его прочность – это долговечность всего здания в целом!
Краткий экскурс по классификации фундаментов всех основных типов, конструкций и материалов.
