Разновидности оснований – какие бывают фундаменты

Разновидности оснований – какие бывают фундаменты

Фундамент – неотъемлемая часть любого здания или сооружения. Представляя собой опорный элемент, основание выдерживает массу строительной конструкции и обеспечивает ее устойчивость, равномерно распределяя вес строения на грунт.

Процесс строительства любого дома или объекта начинается далеко задолго до закладки первого кирпича на стадии проектирования сооружения. В процессе расчетов используются геодезические данные местности, которые учитывают особенности грунта, а именно: глубину его промерзания, степень пучинистости, наличие или отсутствие грунтовых вод, уровень подвижности и другие факторы. Сведения о грунте собирают посредством этапа практических работ по испытанию грунта, определению его характеристик. Впоследствии, отталкиваясь от массивности здания, используемых строительных материалов, этажности строения осуществляется выбор типа фундамента применительно к данной местности. Расчет основания производится с запасом, позволяя обеспечить долговечность строительной конструкции, исходя из концепции оптимизации стоимости сметных работ и материалов. В зависимости от индивидуальных условий грунта и веса сооружения, фундаменты могут различаться по своей массивности, обеспечивая различную несущую способность.

В связи с этим в строительстве находят применение различные типы фундаментов, которые позволяют реализовать возведение объектов не только на устойчивых грунтах, но и подвижных и промерзающих почвах.

Ленточный тип фундамента

Наиболее распространенным видом оснований, которое широко используется, как в малом частном, так и в капитальном строительстве объектов загородной, городской и промышленной инфраструктуры, является фундамент ленточного типа. Данный вид конструкции подразумевает формирование ленты по периметру всей конструкции, которая передает нагрузку от здания и распределяет ее на поверхность грунта.

Фундаментные ленты в зависимости от конструкции основания могут быть выполнены на основе сборных железобетонных блоков, изготовленных на заводах или представлять собой монолитное основание. Последние отливаются непосредственно на месте строительства в заготовленную для этого опалубку. В некоторых случаях, когда возведение монолитного фундамента не представляется возможным, ленточное основание может быть выполнено из кирпича.

При этом лента может опираться на заранее подготовленный уплотненный с помощью щебня и песка грунт или на специальную плиту, которая позволит распределить нагрузку равномерно на большую площадь поверхности.

При конструировании ленточных оснований широко применяется арматура, которая позволяет усилить фундамент, повысив его прочностные свойства. Чтобы избежать разрушения конструкции ленты вследствие воздействия влаги с внешней стороны поверхность покрывается специальным гидроизолирующим составом. Такое решение позволяет повысить надежность и долговечность строений, сохранить несшие способности закладных элементов.

Глубина закладки фундамента ленточного типа, как правило, должна быть больше, чем глубина промерзания грунта, которая определяется на стадии геодезических испытаний. В зависимости от параметра глубины различают мелкозаглубленный и заглубленный вид ленточного основания. Мелкозаглубленный фундамент, как правило, формируется в грунте на глубине не более 500 – 700 мм. Заглубленное основание реализуется для массивных зданий и сооружений.

Одним из главных преимуществ такой конструкции является надежность, простота и экономичность при изготовлении.

Столбчатый фундамент

Столбчатые основания представляют собой конструкцию, в которой точками оборы являются специальные столбы, связанные воедино общим поясом из стальных или железобетонных балок. Данный тип фундамента предусматривает, как правило, невысокую нагрузочную способность и применяется у установке при строительстве объектов загородного домостроения – деревянных коттеджей и строений, выполненных из легких строительных материалов.

Технология возведения столбчатых фундаментов предусматривает установку железных или железобетонных столбов заранее пробуренную скважину или непосредственно в грунт. При этом величина заглубления столбов определяется степенью пучинистости и промерзания грунта, позволяя вести строительство на подвижных почвах с неустойчивым покровом.

К недостаткам конструкции стоит отнести отсутствие возможности сооружения в домах цокольных или подвальных этажей. При этом, благодаря точечной конструкции основания отличается экономичностью с точки зрения покупных стройматериалов. Чаще всего для его монтажа и возведения, как правило, применяется спецтехника.

Самый тяжелый вид исполнения столбчатого основания предполагает использование армированного бетона, который позволяет осуществлять строительство двухэтажных домов.

Плитный фундамент

При конструировании плитного основания используется технология, согласно которой здание или сооружение опирается на плиту выполненную, как правило, из железобетона. Плита может иметь различную толщину в зависимости от проектно несущей способности, от 300 мм до 1000 мм. Для ее монтажа выбирается оптимальная глубина, а грунт подготавливается и уплотняется за счет песка и щебня. Фундамент позволяет рассредоточить по всей плоскости нагрузку на грунт, позволяя устанавливать дома и строения на слабых типах почвы. При этом фундамент выдерживает значительные горизонтальные и вертикальные деформации. В случае необходимости возведения большого по площади плитного фундамента плиты разделяются меду собой посредством деформационных швов, позволяя избежать разрушения и растрескивания основания вследствие его минимальных просадок

Строительство плитного основания является затратным с точки зрения использования высокого объема материалов и проведения монтажных работ.

Свайный тип фундамента

Конструкции данного вида основания представляет собой ряд опорных свай, число которых может варьироваться в зависимости от необходимой нагрузочной способности, условий грунта, конфигурации здания или сооружения, которые соединены между собой на поверхности плитой. Основание плиты для повышения прочности может представлять собой армированную бетонную конструкцию. Тип основания также задействуется как вариант для осуществления строительства объектов, располагаемых на слабых и подвижных видах грунта.

В качестве материалов для опор оснований используются:

• металлические сваи, в том случае, когда по ряду причин нет возможности задействовать железобетонные изделия;
• армированный бетон;
• сваи комбинированного типа для применения на сложных грунтах;
• сваи из дерева для строительства сооружений из леса.

Одним из недостатков свайного фундамента является сложность его сооружения, в процессе которого необходимо использовать специализированную технику. В зависимости от типа установки сваи дифференцируются на:

• забивные, для монтажа которых применяются специальные гидравлические молотки. Сфера использования таких свай ограничивается лишь свободными участками, где ударная волна установки не может повредить находящиеся рядом строения;
• набивные сваи, сооружаемые посредством пробуривания скважины в которой опора формируется при помощи подаваемого бетона, маркой которого определяется прочность и несущая способность конструктивного элемента;
• сваи вдавливаемые в основание грунта. Процесс их установки в рабочее положение производится с применением гидравлических насосов, которые позволяют достичь проектной величины заглубления элементов;
• сваи винтовой конструкции, монтаж которых реализуется за счет вкручивания опор с винтовой резьбой в любой вид грунта, обеспечивая высокую прочность и надежность установки. Нередко винтовые сваи задействуются для монтажа объектов энергетической и транспортной инфраструктуры, а именно: при строительстве опор под линии электропередач, железнодорожных и автомобильных мостов.

Невзирая на прочность и надежность, свайные основания обладают одним существенным недостатком – значительной затратностью на приобретение материалов и установку.

Критерии выбора фундамента

Процесс выбора типа фундамента основан на совокупной оценке ряда ключевых критериев, среди которых результаты геодезических исследований, а также технические характеристики возводимого объекта, среди которых:

• величина, определяющая глубину промерзания грунта;
• отсутствие или наличие, а также уровень грунтовых вод на месте строительства;
• вид грунта и его состояние;
• особенности конструкции и архитектуры здания в части этажности сооружения, наличия цокольного этажа или подвального помещения;
• наличие подземных коммуникаций на месте строительства;
• необходимая несущая способность основания, определяемая массивностью здания, весом используемых материалов, расчетными статическими и динамическими нагрузками;
• предполагаемый срок службы объекта.

В ходе исследования грунта, оценки наличия и уровня грунтовых вод, определения глубины промерзания почвы производится комплекс геологических работ, включая бурение скважин и копку шурфов. В случае, если на стадии исследований будут допущены ошибки целостность фундамента может быть нарушена со временем благодаря наличию сил морозного пучения грунта, пагубному воздействию влаги и грунтовых вод, размывающих основание. Наиболее сложными для строительства являются пучинистые и подвижные глинистые грунты, почвы с высоким уровнем подземных вод.

Различают несколько видов грунтов, обладающих индивидуальными характеристиками устойчивости. Среди них:

• скальный или обломочный тип грунта представляет собой каменистую основу, которая практически не промерзает и не вспучивается, а следовательно, является идеальным местом для строительства любого здания или сооружения. При этом плотность и твердость камня создает трудности на этапе строительства, являясь причиной дополнительных расходов;
• грунты из песка и на песчаной основе выделяются низкой степенью пучинистости, считаясь удачным вариантом для осуществления любого вида строительства. Песок удобен при работе и при необходимости может подвергаться утрамбовке, пропуская через себя воду;
• мелкозернистые пески и пылевые грунты представляют собой проблемно основание, которое промерзает при низких температурах на большую глубину и отличается высокой подвижностью, считаясь плывучим. Не случайно специалисты рекомендуют избегать их застройки;
• глинистые типы грунтов представляют собой сложный вариант для возведения основания, поскольку обладает значительной пучинистостью.

Процесс выбора типа основания производится на базе анализа инженерно-геологической ситуации на участке строительства с учетом наличия данных в виде сбора всех нагрузок – суммарной массы конструкций возводимого здания или сооружения. Выбор типа фундамента и расчет основания производится специалистом проектно-строительной организации. Самостоятельная оценка местности без геодезических исследований и ошибки в выборе и проектировании основания могут стать причиной разрушения сооружения.