Строительство фундамента дома

Обычно цена постройки фундамента составляет около 20% от цены всего дома. Однако, помимо цены, важен и качественный подход к строительству. Ошибки в строительстве фундамента могут привести к появлению трещин, неровностей и других дефектов, которые влияют на другие части дома. Это также может усложнять процесс исправления дефектов в фундаменте.

Поэтому расчет, выбор и строительство фундамента должны находиться под вашим самым пристальным вниманием. Конструкция, материал и глубина заложения фундаментов зависят от величины и характера действующих на фундамент нагрузок, от капитальности и конструктивных особенностей дома и от природных условий строительной площадки (глубина промерзания грунтов, характер их залегания, наличие грунтовых вод и др.). От надежной работы фундаментов в большой степени зависят эксплуатационные качества здания, его капитальность и долговечность.

Прежде всего необходимо выяснить, на каком грунте или основании будет стоять дом. Глубина заложения фундамента зависит от:

- вида грунта;
- глубины его промерзания;
- уровня грунтовых вод.

Различают следующие грунты:

- скалистые грунты – надежны, прочны, не сжимаются, не размываются и не промерзают. Закладывать фундамент можно прямо на его поверхности;

- хрящеватые грунты (гравий, обломы камня) – не сжимаются и не размываются. Фундамент следует закладывать на глубине не менее 50см, независимо от глубины промерзания грунта;

- песчаные грунты – легко вынимаются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой и незначительно промерзают. Фундаменты можно закладывать на глубине от 40 до 70см;

- глинистые грунты – способны сжиматься, размываться, а замерзая, вспучиваться. На влажном участке с глинистым грунтом фундамент надо закладывать на расчетную глубину промерзания;

- суглинки и супеси – смеси из песка и глинистых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30% глинистых частиц, супеси – от 3 до 10%. Оба эти грунта занимают промежуточное место между глиной и песком.

Во влажных грунтах глубина заложения фундаментов должна быть не меньше расчетной глубины промерзания.

Грунты можно условно подразделить на:

- плохие (лесная почва, садовая и болотная земля);
- удовлетворительные (глина, суглинки, песок, гравий);
- хорошие для строительства (нетронутый песчаный и гравийный грунт, совершенно нетронутый скалистый грунт (толщиной более метра)).

Чтобы сделать заключение о грунте вашего участка, а заодно и определить уровень грунтовых вод на участке, достаточно вырыть колодец-шурф глубиной 2-2,5м (естественно, это делается с прицелом на будущее – либо он впоследствии будет частью фундамента, либо колодцем). Через некоторое время измеряют уровень грунтовых вод.

Глубину промерзания грунта обычно узнают у местных строителей. Средние значения глубины промерзания по различным регионам СНГ следующие:

- 100см – Одесса, Астрахань, Ростов-на-Дону;
- 120см – Киев, Волгоград, Курск, Псков, Смоленск, Минск;
- 140 см – Москва, Санкт-Петербург, Новгород, Тверь, Воронеж;
- 150 см – Нижний Новгород, Вологда, Кострома, Пенза, Саратов;
– 170 см – Казань, Ижевск, Самара, Ульяновск.

Наиболее опасными силами, действующими на фундаменты малоэтажных домов, являются силы морозного пучения. В тяжелых пучинистых грунтах (в этих грунтах есть водонасыщенные глины, суглинки, супеси) максимальное давление этих сил равняется 150кПа. Вертикальные перемещения поверхностного слоя грунта при его промерзании на глубину 1-1,5м достигают 0,15м. Перекошенные стены домов – чаще всего действие сил морозного пучения (реже ~ опускания фундамента в грунт).

Избежать воздействия сил морозного пучения не всегда удается только за счет увеличения глубины заложения фундамента ниже уровня промерзания (силы пучения действуют не только снизу, но и сбоку – касательные силы). Чтобы избежать действия касательных сил, основание фундамента делают расширенным (площадка-анкер, которая препятствует выталкиванию фундамента при морозном пучении). Внутри такого фундамента закладывают арматурный каркас, защищающий его от разрыва по слоям.

Фундамент из камня, кирпича (без внутреннего армирования) делают с сужающимися кверху боковыми поверхностями. Кроме того, рекомендуется покрыть боковых поверхностей фундамента скользящим слоем (отработанное машинное масло, полиэтиленовая пленка).

Глубина заложения фундаментов зависит от глубины промерзания грунтов (см. табл.1), а также от уровня грунтовых вод. Минимальное заглубление подошвы фундамента от уровня земли при любых грунтах не должно составлять менее 0,7м.

Таблица 1. Глубина заложения фундамента

Грунты	Расстояние до грунтовых вод в период промерзания грунта	Глубина заложения фундаментов (одно- и двухэтажные здания)
Скальные и полускальные	Любые	Любая, независимо от глубины промерзания грунта
Пески гравелистые крупные и средние	Любая	Независимо от глубины промерзания грунта, но не менее 0,5м
Пески мелкие, пылеватые	Более чем на 2м больше глубины промерзания грунта	Независимо от глубины промерзания грунта, но не менее 0,5м
Супеси	Превышает расчетную глубину промерзания грунта менее чем на 2м	Не менее 3/4 расчетной глубины промерзания грунта, но не менее 0,7м
Суглинки, глины	Менее расчетной глубины промерзания грунта	Не менее расчетной глубины промерзания грунта

При устройстве фундаментов необходимы как правильный выбор глубины заложения, грамотная разбивка, качественно выполненные работы в процессе строительства фундамента, использование качественных строительных материалов, так и правильный выбор самой конструкции фундамента (полезной будет Гидроизоляция фундамента).

Прежде чем определиться в выборе типа фундамента, необходимо знать, на каком грунте он будет установлен, а также расчетное сопротивление этого грунта. Эти величины содержит таблица 2.
Таблица 2. Виды грунтов и их расчетные сопротивления

Виды грунтов		кПа	кгс/кв. см
Крупнообломочные грунты, щебень, гравий		500-600	5-6
Пески гравелистые и крупные		350-450	3,5-4,5
Пески средней крупности		250-350	2,5-3,5
Пески мелкие и пылеватые плотные		200-300	2-3
Пески средней плотности		100-200	1-2
Супеси твердые и пластичные		200-300	2-3
Суглинки твердые и пластичные		100-300	1-3
Глины твердые		300-600	3-6
Глины пластичные		100-300	1-3

Давление на грунт при определенной опорной площади фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта, а общая нагрузка, действующая на подошву ленточного фундамента, будет равна сумме нагрузок от выпавшего и лежащего на крыше снега, крыши, чердачного перекрытия, наружной стены дома, пола и самого фундамента. Ориентировочную общую нагрузку на грунт можно вычислить с помощью таблиц 3, 4, 5.
Таблица 3. Нагрузка на 1м2 стен

Материал стен	кПа	кгс/кв. см
Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с минераловатным утеплителем	0,3-0,5	30-50
Брусчатые и бревенчатые толщиной 140—180 мм	0,7-1	70-100
Из опилкобетона толщиной 350 мм	3-4	300-400
Из керамзитобетона толщиной 350 мм	4-5	400-500
Из шлакобетона толщиной 400 мм	5-6	500-600
Из эффективного кирпича толщиной380 мм510 мм640 мм	5-6 6,5-7,5 8-9	500-600 560-750 800-900
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной250 мм380 мм510 мм	4,5-5 7-7,5 9-10	450-500 700-750 900-1000

Таблица 4. Нагрузка от 1м2 перекрытий пролетом до 4,5 м

Тип перекрытия	кПа	кгс/кв. см
Чердачное по деревянным балкам Плотностью, кг/м3, до:
200	0,7-1	70-100
300	1-1,5	100-150
500	1,5-2	150-200
Цокольное по деревянным балкам плотностью, кг/м3, до:
200	1-1,5	100-150
300	1,5-2	150-200
500	2-3	200-300
Цокольное железобетонное	3-5	300-500

Таблица 5. Нагрузка от 1м2 горизонтальной проекции крыш

Тип кровли	кПа	кгс/м2
Кровельная сталь при уклоне 27°	200-300	20-30
Рубероидное покрытие (два слоя) при уклоне 10°	300-500	30-50
Асбестоцементные листы при уклоне 30°	400-500	40-50
Черепица гончарная при уклоне 45°	600-800	60-80

Достаточно просто после этого вычислить площадь опоры. Приведем пример расчета. Деревянный дом площадью 40м2 с крышей из шифера имеет массу примерно 14тонн. Зная массу дома, тип грунта, на котором он будет построен, и количество опор, на которых дом будет стоять, можно рассчитать размер опорной плиты (подошвы столба), по формуле:S=m/nF где S – площадь опоры, см2; m – масса дома, кг; n – число опор; F – допустимая нагрузка на грунт, кгс/см2.

Несложно подсчитать, что для приведенного выше дома, построенного на песчаном грунте (F=3 кгс/см2) и стоящего на восьми опорах, площадь каждой из опор должна составлять 580см2. На практике лучше всегда закладывать величины больше полученных по формулам, ведь всегда возможна переделка дома, достройка второго этажа, облицовка кирпичом и т.п.

При сравнении ленточных и столбчатых фундаментов (см. ниже) следует отметить, что расход бетона (нужная продукция в разделе Бетон) при возведении столбчатых фундаментов меньше примерно на 50%, в два раза уменьшается объем земляных работ, сокращается потребность в опалубочных материалах. Но при изготовлении столбчатых фундаментов из железобетона потребуются дополнительные затраты, связанные с изготовлением и установкой арматурных каркасов.

При устройстве фундаментов на пучинистых грунтах необходимо помнить, что строительство и ввод дома в эксплуатацию должны осуществляться в один строительный сезон. Фундаменты, возведенные в пучинистых грунтах и оставленные на зимнее время без нагрузки стен, перекрытий и крыш, могут деформироваться.

Деформации могут произойти, если построенный дом в зимнее время не отапливается, а глубина заложения фундамента была рассчитана на тепловой режим отапливаемого дома. Для строительства фундаментов в пучинистых грунтах, особенно при их глубоком промерзании, следует подбирать водо- и морозостойкие материалы, в том числе высокопрочные бетоны и растворы. Перед строительством фундамента размечается план дома и выравнивается грунт. Для разметки натягивают шнуры по внешнему периметру дома на расстоянии 1-1,5м от края будущей траншеи, в створе разбивочных осей забивают деревянные рейки или обрезки металлических труб, которые должны выступать на 10-20см над уровнем пола. При выравнивании грунта пользуются миллиметровым уровнем (500-1000мм) или резиновым уровнем – шлангом. Последний инструмент весьма прост в изготовлении: в кусок поливочного шланга с двух сторон вставляются стеклянные трубки на высоту от обреза шланга 20-50см. Если поливочный шланг прозрачный, то такие трубки не нужны. Шланг заполняется водой, лучше подкрашенной, чтобы уровень в трубках был хорошо виден. Уровень жидкости в таких сообщающихся сосудах всегда одинаков, и с его помощью просто измерить, насколько выдается та или иная часть грунта, фундамента и т. д. Кроме того, вам потребуется контроль прямых углов. Для этого из прямых реек собирается угольник с соотношением сторон 3:4:5 и прямым углом. Проще, конечно, купить такой угольник в магазине – стальной угольник каменщика. Затем, после разметки и рытья траншеи или ям, вы начинаете каменные работы – укладку и скрепление отдельных камней, строительных блоков, кирпичей и т.д. в единое целое при помощи растворов.

Каменные работы требуют применения самых простых инструментов: тяжелых молотов – кувалд и молотков для дробления глыб бутового камня, молотка-кирочки или печного молотка для околки кирпича, кельмы, или мастерка треугольной формы с закругленным передним концом для нанесения раствора на кладку и растворного ящика.

Растворный ящик можно сварить из листового металла толщиной 2-3мм или сбить из досок (толщиной не менее 20мм). Дно деревянного ящика обычно покрывают листовым металлом, а из досок или брусьев делают ручки для переноски ящика. Кроме того, для работ необходимы ведра для воды и сыпучих материалов, складной метр, уровень, отвес, рейки-порядовки (это уже для кирпичной кладки цоколя и стен): два бруска длиной 3м, сечением 20x60мм и делениями через 78мм. Через два деления в рейки забивают гвозди. Нитка с грузом на конце, закрепленная на рейке, указывает точное направление ряда кирпичной кладки.

При изготовлении строительных или, как их часто называют, кладочных растворов необходимо знать следующее:

– сначала в ящик засыпают песок, потом вяжущее (цемент и др.) и все перемешивают до получения однородного цвета;

– затем заливают воду и снова все перемешивают;

– если применяют известковое тесто, то в сухую промешанную смесь песка и цемента вливают известковое молоко (известковое тесто, разведенное водой);

– затем смесь снова тщательно перемешивают;

– если в раствор добавляют глину, то ее вначале смешивают с известковым молоком, разбавляют водой до получения глино-известкового молока и заливают в сухую смесь песка с цементом;

– окончательно приготовленные растворы должны иметь однородный цвет;

– вручную растворы приготовляют в ящиках или корытах. Нельзя приготовлять его в бочках и ведрах, так как верхние и нижние слои при этом плохо перемешиваются.

В таблице 6 приведены составы кладочных растворов при их использовании для кладки различных частей дома.

Воду для цементных растворов берут в объеме цемента плюс 0,07 от объема песка. Например, при одном ведре цемента и пяти ведрах песка количество необходимой воды равно 1+5x0,07=1,35 ведра воды. Излишнее количество воды делает растворы и кладку менее прочными.

Таблица 6. Составы кладочных растворов

Конструкция	Песок	Цемент	Известь	Глина
Фундамент	9	1	1,1	–
Фундамент ниже уровня грунтовых вод	6	1 (цемент марки 400 или 500)	–	–
Цоколь дома	5 7	1 1	0,5 1	–
Стены кирпичные	4	1	1	0,3
Стены шлакоблочные	8 13	1 1	1 0,5	1 1,3

Обычно под стены кладут либо ленточные, либо столбчатые фундаменты. Ленточные фундаменты кладут под каменные, бетонные, каркасно-засыпные и щитовые стены. Под рубленые стены, стены из железобетонного каркаса часто делают столбчатые фундаменты. Между столбами прокладывают цоколь-забирку из камня, бетона, реже – дерева. Столбчатые фундаменты экономичнее ленточных, требуют меньше материалов, но также требуют и высокой точности при изготовлении. Материал фундаментов:

- бутовый камень;
- красный обожженный сплошной кирпич;
- бетонные блоки.

Для столбчатых фундаментов применяют

- литой бетон;
- металлические (реже деревянные) стойки.

Силикатный кирпич и шлак непригодны для строительства фундаментов. При использовании извести в растворах в нее добавляют молотый кирпич или бой гончарной черепицы (примерно 10 процентов от объема извести). Обычно известковые растворы используют для фундаментов, устраиваемых на скотных дворах: пропитка земли навозной жижей быстро разрушает обычный цементный раствор.