Столбчатые фундаменты устраивают следующим образом: выкапывают ямы-шурфы нужной глубины и сечения на расстоянии 120–200 см друг от друга в зависимости от конструкции и материала стен. Столбы фундаментов обязательно должны располагаться:

– под углами наружных стен;

– в местах примыкания внутренних стен;

– под пересечениями внутренних стен.

В том случае, если на лаги или балки пола опирается перегородка, под ними тоже устраивают фундамент. Внимательно следят за тем, чтобы ямы-шурфы были расположены соответственно разметке, под осями стен. Конечно, минимальные отклонения считаются допустимыми для такого рода работ, однако лучше, если их не будет совсем. Расстояние между столбами должно быть от 1,2 до 2,5 м.

В качестве материалов для строительства столбчатых фундаментов используются те же, что и при устройстве ленточных, однако расход их и, соответственно, затраты значительно ниже. Основной элемент таких фундаментов – это свая (или столб) из камня, кирпича, бетона или железобетона. В качестве формы для сваи можно использовать асбестовую трубу, заполненную цементным раствором.

При устройстве столбчатых фундаментов обращают внимание на необходимость устройства цоколя или забирки в промежутке между столбами. Делают ее разными способами. На рис. 25 показан вариант фундамента с теплым подпольем и кирпичным цоколем, который опирается на перемычку, уложенную поверх столбов. Верх столбов находится ниже отметки земли на 10–15 см. Железобетонную перемычку выполняют в деревянной опалубке в виде установленного от столба до столба желоба. На дно этого желоба укладывают 3-сантиметровый слой раствора и стальную арматуру из 3–4 прутьев сечением не менее 10 мм. Концы прутьев сгибают крючком. Арматуру закрывают сверху слоем раствора не менее 5 см. В этом варианте фундамента большое значение имеет воздушная прослойка между перемычкой и грунтом основания, предохраняющая цоколь от давления вспученного грунта, плотно прижатые с обеих сторон к перемычке асбестоцементные листы закрывают эту воздушную прослойку от осыпания грунта. Кстати, большинство проблем, с которыми сталкиваются через 1–2 года после строительства дома, связаны именно с незнанием этой особенности устройства цоколя (рис. 25).

Рис. 25. Устройство фундамента с теплым подпольем и кирпичным цоколем.

Известен еще один вид фундамента – деревянный. Для его устройства используется русская лиственница – материал, у которого прочность на сжатие не уступает самым лучшим маркам бетона.

Достоверно известно, что в Венеции сохранились дворцы, построенные на фундаменте из лиственницы. Интересен тот факт, что многим строениям не менее 5 столетий. У этого замечательного материала только один недостаток – дороговизна, а значит, далеко не все смогут его себе позволить.

Желающие построить садовый домик на деревянном фундаменте, или, как еще принято говорить, на деревянных стульях, могут использовать вместо лиственницы сосновую или дубовую древесину, обмазанную битумом или обожженную, диаметром не менее 20 см.

Подготовленные деревянные стулья устанавливают на брусья шириной 20 см, длиной 50 см и толщиной около 10 см. Эти брусья требуются для повышения устойчивости фундамента. Стулья заглубляют в грунт не менее чем на 130 см.

Деревянные стулья устраивают по всему периметру строения на расстоянии полутора метров друг от друга, после чего ямы засыпают землей слоем 20–25 см и утрамбовывают. Срок службы такого фундамента составляет примерно 7–15 лет (в зависимости от выбранного материала, при этом дуб наиболее предпочтительнее). Покрытие материала антисептическими веществами или же его обжиг примерно вдвое увеличивают этот срок.

Плитные фундаменты

Фундаменты такого вида в основном устраивают на тяжелых пучинистых и просадочных грунтах. Они имеют жесткую конструкцию в виде одной плиты, выполненной под всей плоскостью здания. Плитные фундаменты прекрасно выравнивают все вертикальные и горизонтальные смещения грунта, благодаря чему они получили еще одно название – «плавающие».

Устройство плитных фундаментов в основном применяется при строительстве малоэтажных зданий простой формы. Из-за использования большого количества бетона и расхода металла на арматуру плитные фундаменты достаточно дороги.

Главный вопрос, который приходится решать при строительстве дома, – на какую глубину нужно закладывать фундамент? При этом неопытные строители впадают в крайности: – или выкапывают под фундамент слишком глубокую траншею, что влечет за собой перерасход средств, или, напротив, устраивают фундамент на недостаточной глубине, и в результате в фундаменте и в стенах дома появляются трещины.

В последнее время в книжных магазинах появилось множество книг зарубежных авторов, которые считают, что глубина фундамента для строительства дома должна быть от 50 до 100 см. Однако следует учитывать, что в большинстве западноевропейских стран отрицательные температуры в пределах 10–15° наблюдаются раз в сто лет. Значит, в условиях такого мягкого климата глубокого промерзания грунта почти не бывает, и проблема зимнего вспучивания жителям этих стран незнакома. Тем не менее советы и рекомендации этих авторов вполне подойдут жителям южных регионов нашей страны.

Свайные фундаменты

Фундаменты такого типа принято устраивать в местностях, где верхний слой грунта не сможет выдержать большую тяжесть. Есть, конечно, альтернатива – удалить верхние слои грунта до более плотных слоев, однако сделать это не всегда возможно, поскольку плотные слои грунта расположены довольно глубоко. Свайные фундаменты также устраивают при высоком уровне стояния грунтовых вод и на плывунах.

Свайные фундаменты представляют собой сваи, столбы с заостренным нижним концом, которые забивают или вворачивают в землю. Самыми устойчивыми являются винтовые сваи, которые вкручивают в землю с помощью специального малогабаритного оборудования. Эта технология очень удобна с точки зрения сохранения ландшафта вокруг строительного участка. Столбы, свободно проходя через слабые слои грунта, упираются в более твердые и передают им нагрузку от строения. Для создания жесткой конструкции верхняя часть столбов соединяется балками.

Для удобства сваи можно не вворачивать, а изготовить непосредственно в грунте. В этом случае бурят скважину, в нее вставляют арматурный каркас или полые трубы, после чего скважину заливают бетоном. Затем бетон обязательно уплотняют трамбовкой или вибрацией.

Примерный срок службы монолитных свайных фундаментов составляет не менее 150 лет. Однако для этого при их возведении следует соблюдать определенные технологические нормы.

Плавающие фундаменты

В условиях заболоченных, сильно пучинистых и зыбких грунтов устройство обычных фундаментов представляется очень проблематичным, потому что влечет за собой значительные технические трудности, гораздо больший объем земляных работ и, как следствие, высокие затраты.

В этом случае можно устроить так называемый плавающий фундамент, представляющий собой железобетонную монолитную плиту, свободно лежащую на насыпном основании. Размеры плиты должны соответствовать размерам дома. По периметру плиты с нижней стороны делают ребра жесткости. Точно такие же ребра, только меньшей высоты, устраивают по всей плоскости плиты в продольном и поперечном направлениях с шагом 100–120 см (рис. 26).

Рис. 26. Устройство плавающего фундамента: а – пучинистый грунт основания; б – уплотненный насыпной грунт; в – ребро; г – отмостка; д – арматура; е – монолитная железобетонная плита; ж – цоколь; з – конструкция пола; и – стена.

Технология устройства такого вида фундамента довольно проста. Прежде всего из грунта, щебня, крупного песка или их смеси насыпают основание толщиной 40 см, немного увлажняют и тщательно утрамбовывают. Из строганых досок собирают щитовую опалубку и закрепляют ее с наружной стороны вбитыми в землю колышками с шагом 1–1,5 м. Затем для бетонирования ребер жесткости выкапывают канавки и застилают их полосками толя, рубероида или пергамина в качестве гидроизоляционного слоя.

Арматуру равномерно раскладывают по всему основанию и вдоль канавок. Для арматуры подойдут стальные прутья или проволока любого размера, обрезки труб и профиля. На небольшую ржавчину внимание не обращают, так как на качество железобетона она не повлияет.

После установки арматуры заливают бетон и трамбуют верхнюю плоскость плиты, выравнивая ее по уровню. В случае необходимости в нужных местах добавляют бетон.

Поверхность плиты закрывают листовым материалом от дождя и солнца и оставляют в таком виде на 10–15 дней, после чего снимают опалубку и выкладывают кирпичный цоколь по всему периметру плиты. Под внутренними стенами и лагами пола выкладывают кирпичные столбы, располагая их над ребрами жесткости.

В зависимости от заглубленности различают следующие типы фундаментов:

– сильнозаглубленные;

– малозаглубленные;

– незаглубленные.

На территории средней полосы России принято устройство сильнозаглубленных фундаментов, мало– и незаглубленные применяют только в южных регионах.

Сильнозаглубленные фундаменты

Сильнозаглубленные фундаменты целесообразнее применять в северных района, а также на территории средней полосы России.

Сильнозаглубленный ленточный фундамент представляет собой конструкцию из бетонных блоков размером 300 х 300 х 450 мм. Блоки укладывают на цеметном растворе в три ряда по высоте с армированием межрядных плоскостей армировочной сеткой. Фундамент возводят на песчаной подушке толщиной 15–20 см. Общее заглубление фундамента (с учетом песчаной подушки) составляет 90 см. Высота фундамента от земли составляет 40–45 см.

Малозаглубленные фундаменты

Устройство малозаглубленных фундаментов позволяет значительно снизить объем земляных работ и расходы на материалы за счет уменьшения глубины закладки фундамента. При действии сил морозного пучения по касательной боковые грани фундаментов необходимо выполнять наклонными с расширением книзу, а пазухи траншей заполнять песчаной подушкой с послойным уплотнением. Также дополнительно рекомендуется сделать обмазку выровненных боковых поверхностей различными противопучинистыми материалами.

Малозаглубленный ленточный фундамент представляет собой бетонную конструкцию шириной 30–50 см, высотой 20–50 см, уложенную с небольшим заглублением на песчаную подушку (рис. 27).

Рис. 27. Устройство малозаглубленного фундамента: а – на подсыпке; б – на подсыпке в траншее; в – жилых строений; г – деревянных домов; д, е, ж – на подсыпке с утеплением; 1 – фундамент; 2 – подсыпка из непучинистого материала; 3 – утепление; 4 – водоотводные канавки поперек подсыпки через каждые 2–3 м; 5 – уплотненный торф; 6 – теплоизоляция.

В зависимости от строения и степени пучинистости грунта блоки для фундаментов располагают следующим образом:

– свободно, без соединения между собой;

– в виде монолитного железобетона;

– соединенными между собой.

Деформации оснований фундаментов не должны превышать норм, допустимых для малозаглубленных фундаментов (табл. 6).

Таблица 6. Предельные деформации малоэтажных строений

При устройстве фундаментов в средне-и сильнопучинистых грунтах основания скрепляют между собой балками или различными поясами усиления (например, железобетонными). В этих условиях также устраивают фундаменты из трапециевидных блоков, размещенных в траншее на засыпке из непучинистых материалов.

Суть устройства фундамента такого типа заключаются в следующем: при проявлении нормальных сил морозного пучения происходит выпирание непучинистого материала через треугольные вырезы блоков, в результате чего действие и величина этих сил становятся значительно слабее.

Устройство малозаглубленного фундамента в зоне сезонного промерзания грунтов

Для усиления фундамента в зоне сезонного промерзания грунтов, а также для повышения устойчивости против воздействия сил пучения фундамент устраивают в виде открытой оболочки с опорной подушкой в верхней части. При этом сама полость оболочки может быть заполнена грунтом-дренажем (рис. 28).

Рис. 28. Устройство малозаглубленного фундамента в виде открытой оболочки: 1 – оболочка; 2 – опорная подушка; 3 – грунт-дренаж; 4 – песчаная подушка.

Песчаную (или щебеночную) подушку укладывают под оболочкой цилиндрической, квадратной, прямоугольной и любой другой формы. Дополнительно поверхность оболочки промазывают горячим битумом или смолой.

Если деформация фундамента в сезонные периоды промерзания и оттаивания превышает допустимые пределы, рекомендуется использование специальной теплозащиты (рис. 29).

Рис. 29. Устройство теплоизоляции в малозаглубленных фундаментах: а – ленточный фундамент; б – столбчатый фундамент; 1 – цемент; 2 – теплоизоляция; 3 – песчаная подушка; 4 – гидроизоляция; 5 – дренаж.

Расположенная на небольшой глубине рядом с фундаментной стеной теплоизоляция замедляет отдачу тепла и значительно уменьшает глубину промерзания грунта.

В качестве теплоизоляционного слоя применяют минераловатные плиты или пенопласт, а также легкие сыпучие материалы (рис. 30). При использовании подобных материалов большое значение имеют следующие их свойства:

– теплоизолирующая способность;

– прочность;

– долговечность.

Рис. 30. Устройство малозаглубленного фундамента на теплоизоляционной подушке: 1 – малозаглубленный фундамент; 2 – теплоизоляционная подушка.

Положительную температуру грунта поддерживают также с помощью электрического кабеля, проложенного вокруг фундамента.

Незаглубленные фундаменты

Незаглубленные фундаменты устраивают при отсутствии сил морозного пучения. Основные мероприятия по обеспечению устойчивости строений в таком случае сводятся к подготовке основания с последующим устройством фундаментов.

Выше отмечалось, что при использовании песчаных подушек под фундаментами силы морозного пучения значительно уменьшаются. Происходит это за счет упругости непучинистых материалов. В качестве материалов для подушек рекомендуется использовать крупно– и среднезернистый песок, мелкий щебень, керамзит, котельный шлак и пр. Ленточные фундаменты под кирпичные и блочные строения, возводимые на среднепучинистых и сильнопучинистых грунтах, соединяют в горизонтальную раму, которая выравнивает деформацию основания от пучения в период промерзания грунта, а также во время весеннего отттаивания. Этот же принцип применяют и при устройстве столбчатых фундаментов.

Заглубление песчаной подушки, ее высота, а также армирование фундаментов определяют так же, как и при устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.

Незаглубленный ленточный фундамент представляет собой элемент высотой примерно 20–25 см и толщиной 30–50 см. Толщина песчаной подушки зависит от степени пучинистости грунта.

Для строительства деревянных строений на слабопучинистых грунтах можно применять ленточные фундаменты из блоков, уложенных на подсыпку из песка или мелкого гравия. При средне-и сильнопучинистых грунтах эти блоки должны быть жестко соединены между собой сваркой или скруткой (рис. 31).

Рис. 31. Устройство ленточного фундамента на средне-и сильно-пучинистых грунтах: 1 – блоки; 2 – арматура; 3 – бетон; 4 – железо-бетонная шпонка; 5 – раствор.

Правильное применение пучинистого грунта в качестве природного основания под незаглубленные фундаменты, в том числе и с использованием теплоизоляции, исключает деформацию фундамента сверх нормы и позволяет избежать лишних расходов на строительство.

Особенности устройства фундаментов в зависимости от характеристики грунта

Перед началом строительства требуется узнать основные характеристики грунта той местности, где предполагается возведение дома. Такую проверку можно провести самостоятельно: для этого выкапывают яму глубиной до 2 м и определяют уровень расположения грунтовых вод и глубину промерзания грунта.

Если уровень грунтовых вод расположен достаточно глубоко (ниже глубины промерзания на 1,5–2 м), такой грунт считается сухим. В этом случае устраивают песчаный фундамент (рис. 32).

Рис. 32. Устройство песчаного фундамента: а – крупнозернистый песок; б – бетон; в – уплотненный грунт; г – отмостка; д – цоколь; е – засыпка; ж – пол; з – гидроизоляция; и – стена.

В сухих грунтах подошву фундамента следует устраивать на глубине 70–80 см. Прежде всего дно траншеи послойно заполняют крупным песком. Каждый слой увлажняют водой. В этом случае можно сэкономить примерно 50 % бетона. Далее над поверхностью земли бетон укладывают в опалубку, а верх фундамента выводят на отметку 50–60 см от уровня земли, выравнивают его цементно-песчаным раствором и устраивают гидроизоляцию из двух слоев толя или рубероида.

При расположении уровня грунтовых вод ниже глубины промерзания меньше чем на 1,5 м фундамент закладывают на глубину 70–100 см в песчаных и супесчаных грунтах и на расчетную глубину промерзания в суглинистых грунтах.

Хуже всего, когда уровень грунтовых вод совпадает с глубиной промерзания грунта. В этом случае работы по устройству фундаментов более сложны: основание фундамента закладывают ниже расчетной глубины промерзания на 30 см (рис. 33). Для экономии материала часть бетона можно заменить песчаной подушкой.

Рис. 33. Устройство фундаментов при совпадении уровня грунтовых вод с глубиной промерзания: а – глубина заложения; б – глубина промерзания; в – обмазка; г – гидроизоляция; д – кирпич.

Чаще всего фундаменты на песчаной подушке применяются в следующих случаях: