Выбираем фундамент для проблемного грунта: ленточный, свайный или плитный?

Значительную часть территории России занимают низменности с водонасыщенными почвами, подверженные морозному пучиниванию и часто слабонесущие. Для таких условий разработано несколько типов фундаментов. Мы подскажем, какие из них будут оптимальными в каждом отдельном случае.

Фото: ShutterStock/Фотодом.ру

При выборе конструкции фундамента учитывают состав грунта, уровень грунтовых вод, функции рельефа, массу и конфигурацию здания и даже режим эксплуатации. Не вдаваясь в технологические тонкости возведения ленточных, свайных, плитных и комбинированных фундаментов, поговорим об особенностях их «поведения», достоинствах и недостатках тех или иных конструктивных решений.

Фото: ShutterStock/Фотодом.ру

Ленточный фундамент

Самая простая конструкция фундамента для невысокого блока – ленточный. Именно она доминировала, в том числе и в болотистой местности, во время дачного бума в 1980-х и 1990-х годах.

Фото: ShutterStock/Фотодом.ру

Схема устройства простого плитного фундамента. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media

Заземляющая лента была чрезвычайно популярна из-за относительно низкой цены; в то же время это было рекомендовано некоторыми территориальными строительными нормами, например ТСН МФ-97 МО. Общая высота такой полосы не превышает 1 м, ширина обычно 30–40 см, а глубина укладки 30–50 см (часто вообще обходятся без траншеи, а снимают только плодородный слой на здании сайт).

Свайно-ленточный фундамент. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media

В результате сезонных подвижек грунта такой фундамент упруго деформируется, в результате чего в стенах дома могут появиться трещины. Даже усиленное армирование (не менее двух горизонтальных армирующих поясов диаметром 10–16 мм) не всегда помогает. Практика показала, что плавающий ленточный фундамент – не лучший вариант для здания с блочными стенами (блок-кирпич), особенно если оно имеет сложную конфигурацию, террасы и другие пристройки. Между тем, для прямоугольных в плане каркасных, бревенчатых и бревенчатых построек он вполне подходит. 

Для демонтажа опалубки необходимо расширить траншею не менее чем на 40 см. Но тогда можно нанести гидроизоляцию на внутренние и внешние стены фундамента, что продлит срок эксплуатации конструкции. Фото: ShutterStock/Фотодом.ру 

Глубоко залегающий ленточный фундамент оптимален для тяжелого здания, которое возводится на участке с достаточно плотным грунтом – глиной или суглинком с минимальной примесью ила, без плывунов. (Вообще наиболее рентабельна листово-ленточная конструкция с цокольным или цокольным этажом, но она подходит только для сухих помещений и в статью не входит.)

Глубина промерзания грунта зависит от его типа и местных климатических условий. В средней полосе России на глинистых и глинистых почвах она колеблется от 1,2 до 1,6 м.

Ленточный фундамент может быть как монолитным, так и блочным. Монолитная железобетонная конструкция лучше противостоит воздействию боковых сил при морозном пучении, в целом более жесткая и может быть возведена без помощи автотранспорта – но тогда значительно возрастут временные затраты.

Свайный фундамент с ростверками и стяжкой. Визуализация: Владимир Григорьев/Burda Media

Упрощенная технология позволяет сократить объемы земляных работ и сроки строительства, где опалубка возводится только для надземной части фундамента, а подземная часть заливается в траншею, облицованную рулонным гидроизоляционным материалом. Однако из-за неизбежных неровностей стена такого фундамента достаточно хорошо сцепляется с грунтом и более подвержена действию касательных сил морозного пучения. Однако нагрузка, создаваемая зданием, обычно их компенсирует. 

Если плотный слой грунта залегает значительно ниже глубины промерзания, лента ненадежна или слишком дорога.

Другой популярный метод предполагает установку несъемной опалубки из листов XPS. Такая опалубка проста в установке (для крепления стен используются специальные регулируемые хомуты, они также служат опорой для армирующих поясов) и нейтрализует касательные силы морозного пучения: сцепление гладкого ЭПС с грунтом невелико. 

Опалубка из сборных досок или листов обойдется дешевле пенопласта, учитывая, что доски можно взять в аренду, а пиломатериалы использовать в дальнейшем, например, для чернового пола. Фото: ИЗБА Де Люкс

Относительно недавно была разработана технология устройства ленточных фундаментов под малоэтажные блоки с использованием виброзахвата (грунозабора) и блочной вибропогружной опалубки. Суть метода заключается в следующем: сначала с помощью виброгрейфера разрабатывается фрагмент («улов») траншеи длиной около 2 м, в которую помещаются небольшие (условно 0,3×0,7×1, 5 м) толстостенные металлические контейнеры (профильные блоки) поочередно опускаются автокраном с жестко закрепленным на них виброблоком. Блоки оснащены замковым соединением, благодаря которому они точно выстраиваются в линию. Затем в них заливают бетонную смесь, а затем, постепенно расширяя траншею и переставляя блоки, образуют монолитную полосу. Преимущество метода в скорости, а также в том, что бетонная смесь хорошо уплотняется вибрациями. А к недостаткам можно отнести необходимость использования мощного оборудования, заводского бетона и невозможность обеспечить сплошное армирование и уклон, что негативно сказывается на прочности ленты. 

Что даёт георазведка

Без точных данных о составе почвы на участке нежелательно начинать строительство даже легкого каркасного дома. Стоимость геологоразведки, например, в столичном регионе сегодня составляет около 30 тысяч рублей. На эту сумму компания должна пробурить не менее четырех скважин глубиной 3-5 м, взять пробы грунта с разной глубины и провести их гранулометрический анализ. Эта информация позволяет правильно выбрать тип фундамента и рассчитать строение по его несущей способности. В случае свайно-винтового или свайно-винтового фундамента необходимые параметры можно определить и пробным забиванием или ввинчиванием нескольких свай. 

Для каркасного или небольшого (до 100 м2) бревенчатого дома подойдет фундамент из забетонированных изнутри стальных стяжек, соединенных швеллерными балками из швеллера. Фото: Стальная искра

Такие сваи ввинчиваются вручную или с помощью малогабаритной электроустановки. Они вполне подходят для строительства на склонах. Фото: ДубльДом

Устройство армированного каркаса плитного фундамента зависит от расчетных нагрузок. Как правило, требуется, чтобы основная площадь была армирована двухэтажной сеткой. Фото: ИМиП

Однако, когда речь идет о небольших облегченных постройках, часто применяют одноуровневое армирование. Фото: Технобетон

Решетку поднимают на стойки так, чтобы она находилась в толще слоя бетона. Фото: Хейц

Свайный фундамент

Свайные фундаменты практически не подвержены морозному выдавливанию, но обладают относительно низкой несущей способностью (точнее, для ее повышения иногда требуются слишком большие затраты). Они предпочтительнее для строительства на склонах и подтопленных участках и надежнее ленточных в случае проседания верхнего слоя грунта, но под ним, на глубине не более 2-5 м, располагаются плотные камни, на которые можно поставить сваи поддерживается . На илистых грунтах иногда применяют висячие сваи, несущая способность которых обеспечивается силами трения между боковыми поверхностями и грунтом, но для такой неблагоприятной «геологии» лучше подходят плитные и комбинированные конструкции, о которых речь пойдет ниже подходит. 

Бетонные сваи могут быть оборудованы опорными площадками для установки деревянных реек, хотя чаще выполняется железобетонный ростверк. Фото: СвайСтройГрупп 

Шаг, необходимая длина и сечение свай определяются расчетным путем в соответствии с СП 24.13330.2011. 

Забивные и вибрационные сваи производятся на заводе. По прочности они превосходят железобетонные изделия, изготовленные на заводе (в том числе с применением трамбовочного оборудования). Преимущества забивного (вибропогружного) фундамента заключаются еще и в том, что сваи при установке обжимают грунт, что увеличивает несущую способность. Однако необходимо обеспечить доступ к площадке сваебойного копра или автокрана с виброустановкой. Затраты на строительство достаточно высоки: каждая свая длиной 4 м, включая установку, обойдется в 9-12 тысяч рублей. 

Буронабивные сваи обойдутся на 30-40% дешевле забивных и лучше всего подходят для дома из не слишком тяжелых (бруса, бруса, пенобетона, пенобетона или арболитовых блоков). Для возведения такого фундамента не нужен автомобиль – достаточно арендовать механизированную буровую установку и бетономешалку. Суть технологии заключается в том, что в земле бурят отверстия диаметром 150-250 мм, обстраивают их опалубкой, при необходимости откачивают воду, а затем в каждую скважину опускают арматурный каркас и заливают бетоном и уплотняют погружным вибрационным устройством. Если грунт осыпается или течет, в отверстия сначала вставляют асбестоцементные трубы. 

В Подмосковье бурение и стяжки углубляются в среднем на 1,6–1,8 м. Фото: IZBA De Luxe 

При установке буронабивных свай снова остаются выпуски арматуры, которые затем обвязываются стальной проволокой или привариваются к арматурному каркасу для ростверка

Верх свай обвязан монолитным ростверком

Важно учитывать, что на эту часть фундамента могут действовать силы морозного пучения. Для их нейтрализации в опалубке на опорах или с помощью съемной песчаной подушки выполняют висячий ростверк. Но если дом стоит на склоне, песок из пространства между сваями не убрать. При этом подстилка почти не увлажняется и не влияет на балки обвязки

При использовании буров ТИСЭ-Ф со складным плугом возможно формирование в нижней части свай удлинения, что повысит несущую способность конструкции и при этом полностью исключит возможность выдавливания мороза.

Винтовые сваи. Это самый дешевый из свайных фундаментов (опора диаметром 200 мм и длиной 2,5 м вместе с установкой обойдется в 2600-3000 рублей), но срок службы при использовании обычных сварных изделий не превышает 50 лет. Значительно надежнее (но и в полтора-два раза дороже) изделия с литыми наконечниками. Железобетонные стяжки еще более долговечны, но эта более новая разработка еще не производилась серийно. 

Песчано-гравийная подушка под ленточный фундамент лишь снижает силы промерзания при наличии глубокого дренажа. В остальных случаях служит для выравнивания и увеличения несущей способности основания.

Плитный фундамент

Плитный фундамент обладает значительной несущей способностью и обеспечивает максимально равномерное распределение нагрузки от здания на грунт. Именно такой фундамент часто оптимален на слабонесущих и подвижных грунтах, в том числе на пылеватых и илистых песках, рыхлых массах и торфяниках. Кроме того, конструкция значительно упрощает устройство пола на первом этаже (не нужно сооружать подпорки под балки или устраивать обратную засыпку стяжкой). Но затраты достаточно высоки – обычно даже больше, чем на свайный фундамент. Это связано с большим расходом материалов (пескогравий, бетон, в шведском варианте – еще и влагостойкий утеплитель) и необходимостью заказывать бетонную смесь заводского изготовления. 

Пластинчатый каркас. Фото: StoneHut (3)

Трубы теплого пола крепятся к каркасу плиты хомутами. Обычно трубы укладываются двойным витком, но с точки зрения теплового комфорта предпочтительнее монтаж со спиральным улитком

Затем система проходит опрессовку в два этапа, после чего заливается бетонной смесью

Неутепленные плитные фундаменты применяют для тяжелых зданий с кирпичными стенами. Конструкция представляет собой плоскую и гладкую монолитную железобетонную плиту, залитую в опалубку поверх песчано-гравийной подушки. Он прост и надежен, но требует 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 в основном сосредоточены на краю плиты, и для предотвращения деформации и растрескивания монолита необходимо увеличивать толщину до 250 мм и более. 

Утепление цоколя листами экструдированного пенополистирола, «заанкериванием» ленты с помощью цепных свай, является эффективным средством борьбы с силами морозного пучения. Фото: ShutterStock/Фотодом.ру

Обычный (неутепленный) плитный фундамент – одно из лучших решений для возведения тяжелого кирпичного или бетонного здания на однородном слабонесущем грунте.

Ребристая пластина несколько менее материалоемка (но более трудоемка). Ребра можно устраивать как снизу (заливкой в ​​траншеи), так и сверху (с помощью опалубки). С точки зрения прочности первый вариант предпочтительнее, но второй несколько дешевле, так как верхние ребра одновременно служат основанием и опорой для пола первого этажа.

Мелкозаглубленная лента относится к жидким основаниям: под действием сил морозного пучения она поднимается при промерзании грунта и опускается при его оттаивании. Но эти силы часто распределяются неравномерно (в основном из-за разницы влажности почвы и температуры между северной и южной сторонами дома). В результате иногда возникает усадочный ролик. Фото: ShutterStock/Фотодом.ру 

Неутепленная плита, как и мелкозаглубленная лента, относится к плавающим фундаментам и может совершать сезонные подвижки (особенно если зимой дом не отапливается), что необходимо учитывать при строительстве пристроек.

Преодолеть силы морозного пучения можно, увеличив глубину фундамента, осушив участок или предохранив грунт от промерзания. Последний способ самый простой и дешевый.  

При монтаже шведской плиты стыки утеплителя заделываются клеевой пеной. При установке подушки слои разделяют геотекстилем, что способствует более равномерному распределению нагрузки на основание. Фото: ТехноНИКОЛЬ 

Утепленная шведская плита защищает грунт от промерзания, благодаря чему на него не действуют силы морозного пучения. Но по жесткости конструкция уступает обычному монолиту и в основном применяется при возведении зданий с каркасными или пеноблочными стенами. Этот тип фундамента обычно выполняет роль чернового пола и оснащен системой водяного отопления, которая используется для обогрева всего здания. А так как печь имеет значительную тепловую инерцию, в доме легче поддерживать постоянную температуру – и зимой, и летом. Единственным недостатком является, пожалуй, относительно низкая база. Песчано-гравийная подушка помогает преодолеть этот недостаток.  

Цоколь ленточного или свайно-ростверкового фундамента необходимо отделить от стен рулонной гидроизоляцией на мастике. Фото: ShutterStock/Фотодом.ру

Утепленный плитный фундамент оптимален для дома, в котором живут постоянно, для дач в тех же географических условиях лучше подходят сваи или плавающая лента

Железобетонный фундамент

Проектирование возможно железобетонного фундамента на проблемном грунте предъявляет повышенные требования к качеству бетона. Готовую смесь рекомендуется покупать в надежной компании. При самостоятельном приготовлении смесь необходимо тщательно перемешать, а значит, без мини-бетоносмесителя не обойтись. Мытый песок также желательно покупать, так как включения глины ослабляют бетон, и использовать щебень средней фракции (20-40 мм), а не речной гравий. Холоднодеформированные швы крайне нежелательны (в случае плиты они недопустимы), а если их невозможно избежать, требуется дополнительное усиление ослабленного участка частями прутка длиной не менее 1 м. 

Иногда необходимо увеличить ширину ленты или решетки, чтобы создать опору для утепления и отделки стены. Фото: Штайнхит

Гибридные варианты фундамента

стремление объединить преимущества разных типов фундаментов привело к появлению комбинированных конструкций. 

• Фундамент под свайный ленточный представляет собой комбинацию ленты небольшой глубины и буронабивных или забивных свай. Несущая способность такого фундамента в основном обеспечивается лентой, а сваи препятствуют его выталкиванию. Но при промерзании грунта конструкция испытывает повышенные нагрузки (особенно если лента недогружена) – именно поэтому не стоит использовать в ней стяжки, где листья могут расшататься. Такой фундамент хорошо сочетается с небольшими постройками из блочной кладки, простыми в плане.
• Свайно-плитный фундамент встречается крайне редко, но все же применяется в частном жилом строительстве при возведении больших кирпичных домов. Представляет собой свайное поле (сваи укладывают с шагом 1,5–2 м по всей площади застройки), объединенное толстой монолитной плитой. 
• Свайный фундамент с ростверком и стяжкой является хорошей альтернативой шведской плите, и без лишних затрат обеспечивает высокое основание, а значит лучшую защиту стен от влаги. Поверх решетки и тщательно утрамбованной песчаной подсыпки выполняется выравнивающая смесь толщиной 100–150 мм с одноуровневым армированием. При этом основание снаружи утепляют листами XPS, чтобы снизить вероятность промерзания грунта под фундаментом. 

• Источник: Журнал «Идеи для вашего дома» № 232

Источник