Фундаментом называется подземное или подводное основание под любым сооружением, которое служит его опорной частью и предназначается для передачи нагрузки смонтированных на нем конструкций на грунт. Он является основой всей конструкции и предназначен для равномерного распределения нагрузки от нее на грунт. Основание должно быть прочным и долговечным, устойчивым к влиянию окружающей среды, экономичным при изготовлении.
Для его изготовления предварительно проводится инженерно-геологическая экспертиза, по результатам которой определяется:
- тип возводимого фундамента;
- материалы для его строительства;
- глубина заложения;
- технология производства строительных работ при его возведении.
Для предотвращения вспучивания основания глубина его закладки, как правило, должна быть больше глубины промерзания грунта в месте строительства. Рассчитать объем фундамента без специальных знаний сложно, но это необходимое условие. Правильно возведенное основание в значительной мере влияет на эксплуатационные качества сооружения и его долговечность. При изготовлении важно правильно рассчитать количество бетона на фундамент; должны быть полностью исключены любые ошибки, так как их исправление стоит очень дорого или совсем невозможно.
Классификация фундаментов
Классифицируют основания по нескольким признакам:
- по назначению:
- несущий;
- комбинированный;
- неглубокого или глубокого заложения;
- специальные.
- по типу конструкции:
- ленточные;
- столбчатые;
- свайные;
- плитные.
- по материалу изготовления:
- железобетонные (сборные или монолитные);
- каменные (кирпичные, бутовые, бутобетонные);
- ячеистобетонные;
- деревянные.
Области применения различных фундаментов
Тип строящегося основания определяется параметрами конструкции, возводимой на нем, и геологическими условиями места строительства.
Ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты возводятся для постройки зданий из тяжелых материалов (бетон, камень, кирпич и т. д.). Строятся они с применением бетона или железобетона и в точности повторяют периметр возводимых сооружений. Также они обустраиваются под несущие стены сооружения. Если в возводимом сооружении предусмотрено наличие цокольного этажа, гаража или подвала, то без ленточного основания не обойтись.
По способу сооружения они делятся на монолитные и сборные. Рассчитать ленточный фундамент несложно, важно соблюдать последовательность работ. Для обустройства монолитного основания сначала выкапывается траншея, ширина которой на 10 см больше его ширины. Затем там оборудуется опалубка, из арматуры делается армирующая обвязка и все это заливается бетоном. Для уменьшения теплопотерь в такие основания могут закладываться различные утеплители.
Сборные ленточные фундаменты строятся из бетонных или железобетонных фундаментных блоков, которые укладываются на бетонный раствор. Они в основном применяются при строительстве сооружений простой формы.
Преимущества ленточных монолитных оснований:
- используются для возведения сооружений с основаниями любой формы;
- надежность;
- долговечность.
Преимущества ленточных сборных оснований:
- простота возведения;
- существенное уменьшение сроков возведения.
Недостатки ленточных оснований:
- массивность;
- трудоемкость;
- низкая экономичность;
- возрастание срока строительства за счет выполнения большого объема земляных работ;
- необходимость проведения гидроизоляции для сборных фундаментов.
Столбчатые фундаменты
Столбчатые фундаменты применяются при строительстве зданий без подвала, у которых стены изготавливаются из легкого материала (брусчатые, рубленые, панельные или каркасные). Столбы устанавливают по всем углам здания и по его периметру через небольшие расстояние (около 2 м). Сверху для придания жесткости на них укладываются специальные обвязочные балки. Минимальное сечение столбов определяется видом материала, из которого их изготавливают. Расчет объема бетона для фундамента столбчатого типа является важным этапом при проведении данного вида работ.
Столбчатые фундаменты делятся на монолитные и сборные. Первые применяются при строительстве на грунтах, где уровень подводных вод находится на более чем метровой глубине от поверхности земли. Сборные столбчатые основания возводятся на сырых и заболоченных участках. Их нельзя строить на неровных участках, так как они могут быть разрушены боковым давлением грунтов.
Преимущества столбчатых оснований:
- незначительная, по сравнению с другими основаниями, трудоемкость при их строительстве;
- низкая стоимость материалов;
- высокая экономичность.
Недостатки:
- невозможность применения такого основания при строительстве тяжелых зданий на глинисто-песчаных грунтах;
- недостаточная несущая способность;
- низкая устойчивость в подвижных грунтах.
Плитные фундаменты
Плитные основания возводятся на всю площадь здания с применением монолитного железобетона. Такие фундаменты возводятся при строительстве зданий на глинисто-песчаных, сжимаемых или пучинистых грунтах. Они способны выдерживать горизонтальные и вертикальные смещения грунта, поэтому их еще называют плавающими.
Преимущества плиточных оснований:
- равномерное распределение нагрузки;
- может использоваться в качестве пола первого этажа;
- значительная несущая способность;
- простота возведения;
- возможность их применения при строительстве зданий на тяжелых грунтах.
Недостатки плиточных оснований:
- необходимость засыпки большого количества песка;
- дороговизна;
- в случае строительной площадки с неровным рельефом приходится выполнять большой объем земляных работ.
Свайные фундаменты
Свайные основания предназначены для строительства зданий на слабых грунтах, когда необходимо передать нагрузку от зданий на более плотные грунты, залегающие на глубине. Материалом возведения свай может служить сталь, железобетон, бетон или дерево. Они или забиваются в грунт, или изготавливаются в заранее пробуренных каналах.
Преимущества свайных оснований:
- низкая усадка;
- экономичность;
- малое время строительства;
- возможность использования на слабых грунтах.
Недостатки:
- невозможность обустройства подвальных этажей;
- с увеличением плотности почвы стоимость строительства возрастает;
- необходимость использования спецтехники при их строительстве.
Расчет бетона для различных типов фундамента
Количество бетона, необходимое при возведении фундамента любого типа в основном определяется его геометрической формой.
- Расчет бетона на фундамент ленточного типа. Для этого необходимо измерить суммарную длину периметра здания и оснований под несущие стены. Ширина фундамента зависит от веса здания и плотности грунта. Высота основания равна сумме глубины его залегания и высоты надземной части. Объем бетона равен произведению длины, ширины и высоты фундамента.
- Расчет бетона для столбчатого основания. Сначала вычисляется объем бетона для одного столба, который равен произведению диаметра столба на его длину. Общее необходимое количество бетона равно произведению его объема для одного столба на количество столбов.
- Расчет бетона для плитного основания. Объем бетона равен произведению площади фундамента на его толщину. Часто при обустройстве таких оснований используются ребра жесткости. Объем бетона для ребер жесткости равен произведению их суммарной длины на площадь их поперечного сечения. При расчете площади поперечного сечения необходимо иметь в виду, что высота ребра жесткости равна толщине фундамента, а ширина — 0.8 высоты. Таким образом, общее количество бетона равно сумме объема бетона для самой плиты и ребер жесткости.
- Расчет бетона для свайного основания. Общее количество бетона равно сумме бетона для свай и ростверка. Объем бетона для свай рассчитывается так же, как и для столбов. Объем бетона для ростверка определяется так же, как и в случае ленточного фундамента.
Все вышеприведенные расчеты приведены для идеального случая. Рассчитать объем бетона для фундамента с абсолютной точностью невозможно. Поэтому при заказе объема для любого типа основания необходимо добавлять 10% к рассчитанному объему на всякие погрешности.
При заливке основания бетоном необходимо иметь в резерве некоторые площадки для заливки бетоном (отмостки, стоянки, дорожки и т. д.) на случай, если заказанный бетон окажется лишним при заливке фундаментов.
