Выбираем фундамент для проблемного грунта: ленточный, свайный или плитный?
Значительную часть России занимают низменности с водонасыщенным грунтом, подверженным морозному пучению и нередко слабонесущим. Для таких условий разработано несколько типов фундаментов. Подсказываем, какой из них будет оптимальным в каждом конкретном случае.
Фото: ShutterStock/Fotodom.ru
При выборе конструкции фундамента учитывают состав грунта, уровень грунтовых вод, особенности рельефа, массу и конфигурацию здания и даже режим его эксплуатации. Не вдаваясь в технологические детали строительства ленточных, свайных, плитных и комбинированных фундаментов, поговорим о специфике их «поведения», преимуществах и недостатках тех или иных проектных решений.
Фото: ShutterStock/Fotodom.ru
Ленточный фундамент
Наиболее простая конструкция фундамента для малоэтажного дома ленточная. Именно она доминировала, в том числе и на болотистых участках, в период дачного бума 1980–90-х гг.
Фото: ShutterStock/Fotodom.ru
Схема устройства простого плитного фундамента. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media
Мелкозаглублённая лента была чрезвычайно популярна в силу сравнительно низкой стоимости; при этом она рекомендовалась некоторыми территориальными строительными нормативами, например ТСН МФ-97 МО. Общая высота такой ленты не превышает 1 м, ширина обычно составляет 30–40 см, а глубина заложения 30–50 см (часто вообще обходятся без траншеи, а лишь снимают плодородный слой на площади застройки).
Свайно-ленточный фундамент. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media
В результате сезонных подвижек грунта такой фундамент упруго деформируется, вследствие чего в стенах дома могут появиться трещины. Даже усиленное армирование (как минимум два горизонтальных пояса из арматуры диаметром 10–16 мм) помогает не всегда. Практика показала, что плавающий ленточный фундамент не лучший вариант для здания с блочными (блочно-кирпичными) стенами, в особенности если оно имеет сложную конфигурацию, террасы и иные пристройки. Между тем для прямоугольных в плане каркасных, бревенчатых и брусовых построек он вполне пригоден.
Для демонтажа опалубки требуется расширить траншею как минимум на 40 см. Зато потом можно нанести на внутреннюю и наружную стенки фундамента гидроизоляцию, которая продлит срок службы конструкции. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru
Ленточный фундамент глубокого заложения оптимален для тяжёлого здания, строящегося на участке с достаточно плотным грунтом глиной или суглинком с минимальной примесью ила, без плывунов. (Вообще, наиболее рентабельна плитно-ленточная конструкция с устройством подвального или цокольного этажа, но она подходит лишь для сухих участков и в статье не рассматривается.)
Ленточный фундамент может быть как монолитным, так и блочным. Монолитная ж/б конструкция лучше противостоит воздействию боковых сил морозного пучения, в целом жёстче и может возводиться без помощи автотехники правда, тогда намного возрастут временные затраты.
Свайно-буровой фундамент с ростверком и стяжкой. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media
Уменьшить объём земляных работ и сроки строительства позволяет упрощённая технология, при которой опалубку сооружают лишь для надземной части фундамента, а подземную заливают в выстеленную рулонным гидроизоляционным материалом траншею. Однако из-за неизбежных неровностей стенка такого фундамента довольно прочно сцепляется с грунтом и более подвержена воздействию касательных сил морозного пучения. Впрочем, нагрузка, создаваемая зданием, обычно их компенсирует.
Другой популярный способ предполагает монтаж несъёмной опалубки из ЭППС-плит. Такая опалубка проста в монтаже (для крепления стенок используются специальные регулируемые стяжки, они же служат опорой для арматурных поясов) и нейтрализует касательные силы морозного пучения: сцепление гладких ЭППС с грунтом невелико.
Опалубка из сборных щитов или досок обойдётся дешевле пенопластовой, с учётом того что щиты можно взять в аренду, а пиломатериалы использовать в дальнейшем, например, для черновых полов. Фото: IZBA De Luxe
Сравнительно недавно была разработана технология возведения ленточных фундаментов малоэтажных домов с использованием виброгрейфера (грунтозаборника) и блочной вибропогружаемой опалубки. Суть способа такова: сначала с помощью виброгрейфера разрабатывают фрагмент («захватку») траншеи протяжённостью приблизительно 2 м, в который автокраном по очереди погружают небольшие (условно 0,3 × 0,7 ×1,5 м) толстостенные металлические ёмкости (профилировочные блоки) с жёстко присоединённой к ним вибрационной установкой. Блоки оснащены замковым соединением, благодаря чему точно выстраиваются в ряд. Далее в них заливают бетонную смесь и так, постепенно удлиняя траншею и переставляя блоки, формируют монолитную ленту. Преимущество способа в скорости, а также в том, что бетонная смесь хорошо уплотняется вибрацией. А недостатки заключаются в необходимости применения мощной техники, заводского бетона и невозможности обеспечить непрерывные армирование и заливку, что отрицательно сказывается на прочности ленты.
Что даёт георазведка
Без точных данных о составе грунта на участке нежелательно начинать строительство даже лёгкого каркасного дома. Стоимость георазведки, например, в столичном регионе сегодня составляет около 30 тыс. руб. За эту сумму фирма должна пробурить как минимум четыре скважины глубиной 3–5 м, взять пробы грунта с разной глубины и сделать их гранулометрический анализ. Эти сведения позволят правильно выбрать тип фундамента и рассчитать конструкцию по несущей способности. В случае свайно-забивного или свайно-винтового фундамента требуемые параметры также можно выяснить путём пробного забивания или завинчивания нескольких свай.
Для каркасного или небольшого (до 100 м2) дачного брусового дома подойдёт фундамент из стальных забетонированных изнутри винтовых свай, связанных рандбалками из швеллера. Фото: «Стальная искра»
Такие сваи завинчивают вручную или с помощью компактной электроустановки. Они вполне подходят для строительства на склонах. Фото: «ДубльДом»
Устройство армокаркаса плитного фундамента зависит от расчётных нагрузок. Как правило, основную площадь требуется армировать двухуровневой решёткой. Фото: «ИМиП»
Но в случае небольших лёгких зданий нередко используют одноуровневое армирование. Фото: «Технобетон»
Решётку приподнимают на подставках, чтобы она находилась в толще бетонного слоя. Фото: Heiz
Свайный фундамент
Свайные фундаменты практически не подвержены морозному выдавливанию, но обладают сравнительно невысокой несущей способностью (а точнее, для её увеличения порой требуются слишком большие затраты). Они предпочтительны при строительстве на склонах и подтопляемых территориях и надёжнее ленточных в том случае, если верхний слой грунта просадочный, но под ним, на глубине не более 2–5 м, располагаются плотные породы, на которые можно опереть сваи-стойки. На заиленных грунтах иногда применяют висячие сваи, несущая способность которых обеспечивается силами трения между боковыми поверхностями и грунтом, однако для столь неблагоприятной «геологии» лучше подойдут плитные и комбинированные конструкции, о которых речь пойдёт ниже.
Бетонные сваи могут оснащаться опорными площадками для монтажа деревянной обвязки, хотя чаще выполняют железобетонный ростверк. Фото: «СвайСтройГрупп»
Шаг, необходимую длину и сечение свай определяют по расчёту согласно СП 24.13330.2011.
Забивные и вибропогружаемые сваи изготавливаются на заводе. По прочности они превосходят железобетонные изделия, выполненные на объекте (в том числе с использованием трамбовочных приспособлений). Преимущества забивного (вибропогружаемого) фундамента ещё и в том, что сваи при монтаже уплотняют грунт, благодаря чему их несущая способность увеличивается. Однако необходимо обеспечить проезд на участок сваебойной машины или автокрана с виброустановкой. Стоимость конструкции довольно высока: каждая свая длиной 4 м с учётом монтажа обойдётся в 9–12 тыс. руб.
Буровые сваи обойдутся на 30–40 % дешевле забивных и оптимально подойдут для дома с не слишком тяжёлыми (брусовыми, бревенчатыми, из пенобетонных, полистиролбетонных или арболитовых блоков). Для возведения такого фундамента не нужна автотехника достаточно взять в аренду механизированные бур и бетономешалку. Суть технологии в том, что в грунте бурят отверстия диаметром 150–250 мм, надстраивают их опалубкой, при необходимости откачивают воду, а затем опускают в каждую скважину арматурный каркас и заливают бетон и уплотняют его погружным вибрационным устройством. Если грунт осыпается или плывёт, в отверстия предварительно вставляют асбестоцементные обсадные трубы.
В Подмосковье буровые и винтовые сваи заглубляют в среднем на 1,6–1,8 м. Фото: IZBA De Luxe
При монтаже буровых свай оставляют выпуски арматуры, которые потом связывают проволокой или сваривают с арматурным каркасом ростверка
Верх свай связывают монолитным ростверком
Важно учитывать, что на эту часть фундамента могут действовать силы морозного пучения. Чтобы нейтрализовать их, выполняют висячий ростверк в опалубке на подпорках или используя удаляемую песчаную подсыпку. Но если дом расположен на склоне, песок из пространства между сваями можно не удалять. В данном случае подсыпка почти не увлажняется и не оказывает воздействия на обвязочные балки
При использовании бура ТИСЭ-Ф с откидным плугом можно сформировать в нижней части свай уширение, которое увеличит несущую способность конструкции и одновременно полностью исключит вероятность морозного выдавливания.
Винтовые сваи. Это самый дешёвый из свайных фундаментов (одна опора диаметром 200 мм и длиной 2,5 м с учётом монтажа обойдётся в 2600–3000 руб.), но срок его службы при использовании обычных сварных изделий не превышает 50 лет. Существенно надёжнее (но и в полтора-два раза дороже) изделия с литыми наконечниками. Ещё более долговечны железобетонные винтовые сваи, но эта недавняя разработка ещё не запущена в массовое производство.
Плитный фундамент
Плитный фундамент обладает значительным запасом несущей способности и обеспечивает наиболее равномерное распределение нагрузки от здания на грунт. Именно такое основание часто является оптимальным на слабонесущих и подвижных грунтах, в том числе пылеватых и илистых песках, лёссах и торфяниках. К тому же конструкция намного упрощает монтаж перекрытия первого этажа (не надо сооружать столбчатые опоры для балок или устраивать засыпку со стяжкой). Но её стоимость довольно высока обычно даже больше, чем у свайно-забивного фундамента. Это связано с большим расходом материалов (пескогравия, бетона, при шведском варианте ещё и влагостойкого утеплителя) и необходимостью заказа заводской бетонной смеси.
Каркас плиты. Фото: StoneHut (3)
На каркасе плиты с помощью хомутов фиксируют трубы напольного отопления. Обычно трубы укладывают двойным змеевиком, но с точки зрения теплового комфорта предпочтителен монтаж улиткой
Затем систему тестируют под давлением в два этапа, после чего заливают бетонной смесью
Неутеплённый плитный фундамент используют для тяжёлых зданий с кирпичными стенами. Конструкция представляет собой ровную и гладкую монолитную железобетонную плиту, залитую в опалубку поверх подушки из пескогравия. Она проста и надёжна, но требует очень много арматуры и бетона (в 2–3 раза больше, чем полноценный ленточный фундамент, и в 4–6 раз больше, чем свайный). Дело в том, что нагрузка от стен и силы морозного пучения сосредоточены в основном у края плиты, и, чтобы не допустить деформацию и растрескивание монолита, приходится увеличивать его толщину до 250 мм и более.
Утепление цоколя плитами экструзионного пенополистирола «заякоривание» ленты с помощью буровых свай эффективные средства борьбы с силами морозного пучения. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru
Несколько менее материалоёмка (но более трудоёмка) оребрённая плита. Рёбра можно устроить как снизу (методом заливки в траншеи), так и сверху (с помощью опалубки). С точки зрения прочности предпочтителен первый вариант, зато второй несколько дешевле, так как верхние рёбра одновременно служат цоколем и опорой для пола первого этажа.
Мелко-заглублённая лента относится к плавающим основаниям: под воздействием сил морозного пучения она приподнимается при промерзании грунта и опускается при его оттаивании. Но силы эти часто распределены неравномерно (главным образом из-за разницы во влажности и температуре почвы c северной и южной стороны от дома). В итоге иногда возникает усадочный крен. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru
Неутеплённая плита, как и мелкозаглублённая лента, относится к плавающим фундаментам и может совершать сезонные подвижки (особенно если дом зимой не отапливается), что необходимо учитывать при возведении пристроек.
В процессе монтажа шведской плиты стыки утеплителя заделывают клей-пеной. При устройстве подушки слои разделяют геотекстилем, что способствует более равномерному распределению нагрузки на основание. Фото: ТехноНИКОЛЬ
Утеплённая шведская плита защищает грунт основания от промерзания, поэтому на неё не действуют силы морозного пучения. Но по жёсткости конструкция уступает обычному монолиту и в основном применяется при строительстве зданий с каркасными или пеноблочными стенами. Фундамент этого типа, как правило, служит черновым полом и оборудуется системой водяного обогрева, используемой для отопления всего здания. А так как плита обладает значительной тепловой инерцией, то в доме легче поддерживать постоянную температуру как зимой, так и летом. Пожалуй, единственный её недостаток сравнительно низкий цоколь. Преодолеть этот минус помогает пескогравийная подсыпка.
Цоколь ленточного или свайно-ростверкового фундамента обязательно отделяют от стен рулонной гидроизоляцией на мастике. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru
Железобетонный фундамент
Конструкция любого железобетонного фундамента на проблемном грунте предъявляет повышенные требования к качеству бетона. Желательно приобретать готовую смесь на проверенном предприятии. При самостоятельном приготовлении смесь должна быть тщательно перемешана, а значит, без мини-бетономешалки не обойтись. Желательно также покупать промытый песок, так как глинистые включения ослабляют бетон, и использовать щебень средней фракции (20–40 мм), а не речной гравий. Холодные рабочие швы крайне нежелательны (в случае плиты недопустимы), а если их не избежать, то необходимо дополнительное армирование ослабленного участка отрезками прутка длиной не менее 1 м.
Порой ширину ленты или ростверка приходится увеличивать, чтобы создать опору для утепляющих и отделочных слоёв стены. Фото: StoneHut
Гибридные варианты фундамента
Стремление объединить преимущества разных типов фундаментов привело к появлению комбинированных конструкций.
- Источник: Журнал «Идеи вашего дома»№232