Виды и типы фундаментов для частного дома

Свайный фундамент – это современное стандартное решение при возведении объектов гражданского и промышленного назначения. Хотя такой тип основания сооружений имеет тысячелетнюю историю, широко применяться он стал только в XX веке. Он позволяет решать самые сложные задачи:

Что представляет собой свайный фундамент

Задумывая строительство, в первую очередь рассматриваются классические варианты фундаментов: ленточный, столбчатый и монолитный. Ограничивая себя использованием инновационных технологий, на стройку приходится тратить зачастую средств больше, чем было бы при правильном подходе. Один из альтернативных вариантов – использование свай.

Что представляет собой свайный фундамент

Свайный фундамент представляет собой вкрученные в опорные точки металлические трубы, оснащённые на концовке резьбой. Верхняя часть после установки закрывается головкой, которая принимает на себя часть нагрузки строения. Расчёт количества свай и мест расположения выполняется специалистами. Точность проектных работ обеспечивает равномерное распределение веса постройки на опорные элементы.

Области применения свайных фундаментов

Свайные фундаменты устраивают в следующих случаях:

  • высокий уровень подземных вод и даже устройство их в воде;
  • неравномерные деформации грунтов основания, которые возможны при разнородности грунта (разная степень пучинистости, неравномерная сжимаемость и т.п.);
  • слабая несущая способность грунтов основания (торфяники, илы и сапропе- ли, разрушенные, размытые или насыпные грунты, а также зыбучие пески, т.е. слабые сильносжимаемые пески); сваи как бы прорезывают слабые грунты;
  • для сооружений, передающих на основания значительные нагрузки;
  • в сейсмических районах.

Проанализировав приведённые гидрогеологические условия, в которых рекомендованы свайные фундаменты, их можно отнести к одному из способов укрепления грунтов основания.

Особенно незаменимы свайные фундаменты на участках строительства, где по данным инженерно-экологических изысканий имеются выделения почвенных газов (радона, метана и другие). Здесь, в соответствии с требованиями санитарных норм, должны быть приняты меры по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций, чтобы воспрепятствовать проникновению почвенного газа в сооружение. При расположении высокого ростверка (см. рис. , в) сваи легко справляются с этим.

Это интересно. Высотное (548 м) офисное здание в Тэйбее (Тайвань) возведено в районе, где зарегистрировано две трети происходящих землетрясений на Земле, постоянно происходят смерчи и ураганы разрушительной силы. Здание зиждется на зыбучих песках, которые пробиты более чем полусотней свай, доходящих до скальных пород; высота свай м. Можно только восхищаться полётом и воплощением инженерной мысли.

Другой пример связан с применением деревянных свай. Неверно думать, что для этого подойдёт любое дерево, вбитое в любой грунт. Всем известна Венеция, здания которой возведены на сваях, изготовленных из нашей сибирской лиственницы. Всё дело в том, что лиственница, находящаяся под давлением в воде, приобретает свойства камня: не разрушается и не гниёт. Таким же свойством обладает и дуб. Об этом знал архитектор Огюст Монферран, когда предложил возвести Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге. Здесь плотным слоем забито 25 тысяч дубовых свай; сваи имеют длину 8… 16 м и диаметр до полуметра. Пётр I отправлял в Голландию учеников именно для того, чтобы они овладели искусством делать фундаменты из свай и других видов конструкций, пригодных для строительства на болотах. Весь Петербург, как и Венеция, построен на деревянных сваях, на которых устраивали каменные и кирпичные здания.

Деревянные сваи также активно применялись в зоне вечной мерзлоты, потому что дерево плохо проводит тепло, и это обстоятельство исключало подтаивание грунта, что было бы возможно в случае бетонных свай.

Виды свайных фундаментов и классификация свай

Для того чтобы сделать правильный выбор для обустройства основания конкретного объекта, необходимо понимать, какие виды свайных фундаментов и классификация свай существуют. Опоры различают между собой по разным критериям, один из важных –способ погружения сваи в грунт:

  • Забивные. Сваи из различных материалов, которые погружаются с помощью молотов или вибрационного оборудования, без выемки грунта или с его частичной выемкой. Опоры вдавливаются, а пространство не заполняется бетонным раствором.
  • Сваи-оболочки. Эти элементы погружают, предварительно произведя выемку грунта, место под опору полностью или частично заливается бетонным раствором.
  • Набивные. Для установки этих свай грунт сначала обжимается, а затем в полость, где они будут установлены, укладывается бетон.
  • Буровые. Эти сваи устанавливают с помощью технологии бурения, затем в полости заливается бетон.
  • Винтовые. Эти сваи заглубляются в грунт с помощью кабестана.
Читайте также:  Процесс разработки и рытья котлована для фундамента

Важно! На свайно винтовом фундаменте нельзя возводить тяжелые бетонные или кирпичные здания, или 2-3 этажные дома из пенобетона. Но для строений из деревянного бруса, бревна или каркасных конструкций – оптимальный вариант по всем критериям.

Виды свайных фундаментов и классификация свай

Виды свайных фундаментов и классификация свай

Также существуют различия по несущим нагрузкам:

  • Сваи-стойки. Эти опорные элементы передают нагрузку от строения полностью.
  • Висячие сваи. Эти опоры передают нагрузки посредством боковых граней.

Свайные фундаменты могут различаться по форме сечения свай:

  • тавровые;
  • квадратные;
  • прямоугольные;
  • квадратные сваи с полостью круглой;
  • 2-тавровые;
  • круглые сваи с полостью.
Виды свайных фундаментов и классификация свай

В зависимости от применения свайных фундаментов могут быть использованы цельные свои или составные. Они могут иметь различную конфигурацию и армироваться по-разному. Достаточно выражены различия свай по форме нижнего окончания:

  • с остроконечной формой, они обеспечивают легкое и быстрое вхождение в грунт;
  • с закрытой полостью нижнего торца опоры;
  • с открытой полостью нижнего торца опоры;
  • с расширенной подошвой, они обеспечивают сопротивление силам, действующим на разрыв, что может частично вытолкнуть сваю.

Типы свайных фундаментов:

  1. Из одиночных свай. Применяют для отдельных опор-колонн. Могут использоваться для оград или объектов небольшого размера.
  2. Фундамент – свайный куст. Несколько опор, на которых стоит конструкция. Разновидности свайного куста:

    кустовой – три сваи – треугольником, четыре – квадратом, пять – квадрат с центральной опорой, расстояние между ними от 2,5 до 3,5 диаметров свай;

    ленточный – забивка в одну или две линии, расстояние между опорами более трех поперечных размеров (или диаметров);

    сплошное поле – сваи забиты рядами и образуют сплошное поле с расстояниями от 3 до 6 диаметров.

Ростверки для свайных фундаментов

Применяя различные виды свайных фундаментов и типы ростверков для них, строители стремятся получить оптимальное сочетание низкой стоимости и приемлемой функциональности.

В первую очередь, ростверки делятся на две группы:

  • ленточные: имеют вид балок, укладываемых по периметру здания и под несущими стенами;
  • плитные: представляют собой плиту и применяются в тех случаях, когда сваи расположены по всей площади постройки.

Кроме того, различают следующие виды ростверков свайных фундаментов :

1. Сборные.

Представляют собой уложенные поверх свай балки из металлопрофиля (двутавр или швеллер), древесины или железобетона.

Ростверки для свайных фундаментов

2. Сборно-монолитные.

Ростверк набирается из нескольких ж/б элементов, снабженных специальным замком. После сборки конструкция замоноличивается. Для сооружения такого ростверка обязательной является высокая точность установки свай.

3. Монолитный.

Изготавливается непосредственно на стройплощадке путем заливки бетона в заранее подготовленную опалубку с установленным в нее арматурным каркасом.

С точки зрения индивидуального строительства данный метод наиболее удобен, поскольку позволяет обойтись только подручными инструментами.

Столбчатые фундаменты

Этот вид фундаментов получил распространение вместе с ростом популярности каркасных и панельных коттеджей, а также домов из клееного и пиленого бруса. Затраты на такой фундамент в несколько раз ниже, чем на ленточный или плитный. Главная особенность такого фундамента — необходимость монтажа нижней обвязки из бруса или балок, которая служит основанием дома.

Столбы устанавливаются под всеми стенами периметра и внутренними перегородками с интервалом до 2,5 м (оптимально 1,5 – 2 м). Они заглублены в землю на глубину больше, чем уровень промерзания и поднимаются над уровнем грунта на требуемую высоту. Очень удобны такие фундаменты на площадках неровного ландшафта — варьируя высоту столбов легко добиться идеально горизонтального положения обвязки.

Размеры столбов зависят от материала изготовления, их строят из:

  • бетона;
  • природного камня;
  • кирпича;
  • плитняка.

Размеры варьируются в диапазоне 38 – 50 см по стороне, как правило, в поперечном сечении они представляют квадрат, реже — прямоугольник.

По способу строительства столбчатые фундаменты подразделяются на монолитные и сборные.

Монолитный столбчатый фундамент

Выбор варианта определяется свойствами грунтов на площадке, где строится дом. При глубоком залегании грунтовых вод идеальным выбором будет монолитный столбчатый фундамент из армированного бетона. Как и в ленточном фундаменте, арматурный каркас в столбе обязателен в любых климатических условиях.

Монтаж столбчатого фундамента производится в несколько этапов:

  • подготовка ямы (скважины);
  • монтаж опалубки;
  • сборка арматурного каркаса;
  • заливка бетона.

В промежуток между столбом и краем скважины (расстояние должно составлять не менее 10 см) засыпается мелкий гравий или песок — таким образом снижаются нагрузки на фундамент со стороны грунта при замерзании или других подвижках. Но на грунтах с риском горизонтальных движений (плывунах и других неустойчивых почвах) устанавливать столбчатые фундаменты не рекомендуется — они обладают невысокой устойчивостью к опрокидыванию и всегда существует риск нарушения устойчивости дома.

Читайте также:  Какой фундамент лучше для каркасного дома?

Сборный столбчатый фундамент

Сборные столбчатые фундаменты представляют собой столбы и бетонные платформы, изготовленные на заводе.

Они собираются в виде конструктора на участке и соединяются между собой сваркой арматуры и бетонированием стыков. При всей дешевизне и простоте монтажа, столбчатые фундаменты достаточно ограничены в сфере применения. Они оправданы на прочных и устойчивых грунтах для зданий не выше 2 этажей, без подвалов и цоколей. Но «узкая специализация» не снижает их привлекательности для частного строительства.

+ Плюсы столбчатых фундаментов

  1. Экономия материалов.
  2. Небольшие трудозатраты.

Минусы столбчатых фундаментов

  1. Слабая устойчивость в горизонтально подвижных грунтах.
  2. Потребность в обустройстве цоколя.
  3. Невозможно использовать для зданий с тяжелыми стенами.

Применение свайного фундамента

Широко применяются свайные фундаменты в промышленном, гражданском и дачном строительстве.

Предпосылками для возведения этого вида конструкции являются:

  1. Слабые грунты в месте строительства, а именно:
    • глина, суглинки;
    • плывуны;
    • торфяные и илистые грунты;
    • места с высоким уровнем грунтовых вод;
    • заболоченные, подтопляемые территории;
    • почвы с большой глубиной промерзания, более 2 м.
  2. Желание сэкономить — если при расчетах ленточного фундамента его ширина получается более 1,5 м, для сокращения расхода материалов можно применить свайный фундамент.
  3. Участки под строительство с неровными поверхностями, склоны.

Монолитные фундаменты

Плитный фундамент.

Монолитный вид фундамента чаще применяется для легких деревянных домов. При их строительстве не возникает необходимости в использовании дорогой техники. Такие фундаменты не ограничивают плановую конфигурацию здания. В зависимости от устройства монолитный фундамент может быть ленточным, столбчатым и сплошным. Монолитный ленточный фундамент – это полоса, выполненная из железобетона и располагаемая по периметру построения. Ленточное мелкозаглубленное основание из монолита образует жесткую горизонтальную раму, тем самым обеспечивая устойчивость на пучинистых грунтах.

Данная конструкция применима при возведении легких зданий из бревна либо бруса. Ленточный заглубленный фундамент из монолита устанавливают под тяжелые каменные постройки. Его применяют и тогда, когда под зданием планируется обустраивать подвал, гараж или цокольный этаж.

Монолитный столбчатый фундамент представляет конструкцию, выполненную из опор, возводящихся местах, где станут пересекаться стены, в углах и в тех местах, которые станут подвергаться повышенной нагрузке. Пространство между опорами следует заполнить щебнем, заменив его при желании на крупнозернистый песок, далее все нужно залить толстым слоем железобетона или бетона. Данная конструкция применима при возведении легких домов.

Закладка сплошного фундамента-монолита производится под всей площадью дома. Такой тип фундамента применяют, если грунт подвержен сильному сжатию. Главным преимуществом монолитного фундамента выступает то, что в случае перемещения грунта плита станет двигаться вместе с ним, тем самым спасая здание от губительной деформации. Такие типы фундаментов применяются при строительстве легких деревянных домов.

Глубина залегания

Любой фундамент располагают в земле. Иногда его закапывают глубоко, иногда — совсем недалеко от поверхности. В связи с этим все основания делят на такие типы, как:

  • фундамент мелкого заложения (строят, если здание лёгкое, а грунтовые воды — невысокие);
  • фундамент глубокого заложения (делают, если строение тяжёлое и высокий уровень грунтовых вод).

Фундамент мелкого заложения

При таком способе заложения глубина достигает максимум 90 сантиметров. Отсюда — значительная экономия времени, сил и средств. Состоит такое основание из следующих элементов:

  • обрез;
  • подошва;
  • боковая сторона.

Целесообразно применять такое основание для построек:

  • деревянных сооружений;
  • лёгких строений;
  • маленьких кирпичных домиков;
  • отсутствии или небольшом количестве грунтовых вод.

Для мелкого заложения подходят все виды фундаментов, но не все материалы, а только следующие:

  • дерево;
  • камень;
  • бетон;
  • железобетон.

Фундамент мелкого заложения зарывают в землю на глубине, которая не превышает 90 см

Фундамент глубокого заложения

Закладывают фундамент на глубину более 90 сантиметров. В таком случае основание не промерзает, сохраняет устойчивость. Но фундамент на глубине — это всегда долго и дорого, зато надёжно и долговременно. Но, если грунтовые воды расположены высоко, то глубокозалогаемый фундамент строить нецелесообразно — он не будет исполнять свои функции.

Фундаменты глубокого залегания делят на такие виды:

  • колодцы опускного типа;
  • кессоны;
  • оболочки с толстыми стенками;
  • опоры бурового типа;
  • грунтовые стены.

Глубоко заложить можно любой вид фундамента, но не все материалы: дерево и пластик лучше не использовать — они не отличаются прочностью, не выдерживают давления почвы на значительной глубине.

Читайте также:  Гидроизоляция для фундамента: все способы и инструкция

Для фундамента глубокого заложения не используют дерево и пластик — эти материалы не выдержат подземные нагрузки

Видео: о глубине залегания фундамента

Фундамент тавровый мелко заглубленный 

Это несколько усложненный ленточный фундамент для строительства деревянного дома. «Уширение» подошвы основания делается на грунтах со слабой несущей способностью, к которым относятся мелкие пески, супеси и супесчанники. 

Технология монтажа таврового мелко заглубленного фундамента предлагает чуть более высокий (в сравнении с ленточным) уровень трудовых и ресурсных затрат, а также земляные работы. Траншея копается по заранее установленной разметке на глубине не менее 500 мм (в местах перепада высот глубже на величину перепада). По дну траншеи послойно трамбуется песчаная подушка. Далее производится вязка арматуры подошвы.

Тавровый фундамент заливается за два раза. Сначала подошва, в которой оставляются закладные детали. Последние в свою очередь связываются с самой лентой фундамента. Лента заливается через 2-4 дня. Тем самым, обеспечивается монолитность конструкции.

Монтаж свайного фундамента

Прежде всего, нужно изучить особенности грунта и почвы на земельном участке. Сбор данных поможет определить глубину котлована и сделать расчет фундамента. Как уже говорилось, правильно рассчитать строительство свайной конструкции сложно. Даже незначительная ошибка приведет к растрескиванию основания и перекосу строения в дальнейшем. После расчетов подготовьте участок, расчистите площадку и уберите мусор.

Затем делают разметку колышками в тех местах, где будут находиться сваи. Столбы располагают под углами и несущими стенами здания на расстоянии 2-2,5 метров друг от друга. Винтовые сваи закручивают вручную при помощи специальной штанги и уровнем проверяют ровность положения. Трубы подрезают и выравнивают, а полость заполняют бетонной смесью. Опоры фиксируют при помощи металлического каркаса, который покрывают защитной краской.

Конструкцию с ростверком после установки, выравнивания и заливки труб закрепляют армированным каркасом. Затем следует заливка ростверка высотой 20-40 сантиметров и шириной 20-60. Ростверк представляет плиту, которая соединяет столбы на поверхности земли. Он может быть монолитным или состоять из сборных блоков.

Монтаж свайного фундамента

Единая конструкция более прочная, долговечная и легкая в установке. При обустройстве важно прочно и жестко закрепить сваи и ростверк. Под нижней частью ростверка оставляют пространство, чтобы защитить подвал (если он планируется) от промерзания и предотвратить отрыв опорных площадок свай.

Технология установки буронабивного фундамента отличается тем, что сваи не вкручивают, а монтируют в заранее приготовленные скважины. Скважины заполняют утрамбованной песчаной подушкой с гравием, а затем внутрь устанавливают столбы и заливают бетоном. Для данной конструкции тоже можно использовать ростверк, который усилит прочность и надежность фундамента.

Как сделать монолитный фундамент для дома

Залить монолитный фундамент под дом не так просто. При установке монолитного ленточного фундамента для начала необходимо выкопать траншею. Важный момент – зачистка дна котлована перед возведением фундамента. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы туда не попала вода. Глубина траншеи должна соответствовать полностью подошве фундамента.

После чего делается песчаная подушка, где преимущественно используют песок либо некрупный щебень. Вся процедура повторяется несколько раз, утрамбовывая один слой за другим до тех пор, пока высота подушки не достигнет 0, 3-0, 6 м. После чего до уровня земли оставшуюся часть заливают бетоном.

Далее необходимо установить опалубку на основе дощатых щитов. Сверху щиты должны быть соединены планками. После чего необходимо уложить слои толя либо рубероида. Именно такая технология возведения фундаментов обеспечит надежную гидроизоляцию.

При строительстве деревянных домов используются фундаментальные панели толщиной в 26 см. Для их изготовления используют специальные добавки, которые повышают гидроизоляционные свойства.

В таком фундаменте сразу устанавливаются панели для коммуникационных отверстий, дверных и оконных проемов. Современные технологии позволят создать панели любых размеров и конфигураций.

На площадях с высоким уровнем грунтовых вод сооружают плитные фундаменты. Для его возведения устанавливают железобетонную плиту, закрепленную арматурным каркасом. Но иногда при сооружении котлована для возведения фундамента можно столкнуться с проблемой «слабого грунта». Для таких грунтов используются свайные фундаменты, позволяющие возводить сооружение на деформируемых основаниях.

Различают два вида свайных фундаментов: висячие сваи (передача усилий через боковое сопротивление) и фундаменты стоечного типа: (работающие за счет опоры). Благодаря механизации установки свайного фундамента повысилась их эффективность, вследствие чего такого рода фундаменты только набирают популярность.