Строительство фундамента под любое строение является одной из самых ответственных задач в процессе строительства. Прежде чем приступить к строительству дома, необходимо задуматься о конструкции его фундамента. Ведь фундамент в значительной степени определяет прочность, надежность и долголетие строения. Торопиться тут не нужно: чем правильнее выбрана, рассчитана и смонтирована конструкция опоры, тем дольше будет вам служить здание без потери внешнего вида и проживание в нем будет комфортно. Многие индивидуальные застройщики имеют весьма туманное представление о методиках расчета фундамента и в процессе строительства чаще всего ориентируются на опыт соседей или советы «бывалых» строителей. Как правило, такой подход приводит к печальным результатам, начиная от перекошенных дверных коробок в зимний период и заканчивая расширяющимися вертикальными трещинами на фасадах зданий.   Критерии выбора фундамента.

Определяющими факторами при выборе типа фундамента и глубины его заложения должны стать:

• вид грунта
• глубина промерзания грунта
• уровень грунтовых вод
• нагрузки на фундамент

Фундамент зданий и сооружений предназначен для принятия нагрузок от конструктивных элементов конструкции с последующей передачей их на грунт. Поэтому, устройству фундаментов предшествует изучение грунта, глубины его промерзания и насыщенность почвенными водами, глубина залегания грунтовых вод и рельеф поверхности. Только после всех инженерных изысканий, куда входят: инженерно-геодезические, инженерно-геологические и инженерно-гидрометеорологические изыскания производится проектирование фундаментов с учетом нагрузок, которые будут действовать на фундамент в процессе его эксплуатации. Нагрузки бывают временными и постоянными:

К постоянным нагрузкам относят:

• вес строительных конструкций (сам фундамент, стены, плиты перекрытия и кровля).
• эксплуатационные нагрузки (вес мебели, оборудования и проживающих людей и т.д.)

К временным нагрузкам относят:

• вес снежного покрова, присущего для данного региона, так называемая снеговая нагрузка. Например для Подмосковья эта цифра составляет 1,8 кПа (180 кгс/м²).
• ветровая нагрузка. Характеризует среднюю скорость ветра за зимний период и давление ветра. Например, Подмосковье относится к первой категории по давлению ветра и средней скоростью ветра за зимний период равной 5 м/с.

Площадь основания фундамента выбирают из такого расчета, чтобы на каждый её квадратный сантиметр приходилась нагрузка, не превышающая критическое значение.

Расчетное сопротивление грунтов выбирают, исходя из таблицы:

Хотя слово «исследование» для индивидуального застройщика звучит пугающе-серьезно, затруднений здесь никогда не возникает. Поверьте, на этапе проектирования фундаментов без специалистов не обойтись. В настоящее время инженерно-изыскательские работы для строительства проводят очень многие проектные институты и частные фирмы. Экономия на проведении инженерных изысканий для строительства может обернуться большими потерями.

Как показывает практика, стоимость фундамента составляет приблизительно 15-25% от стоимости коробки дома. При этом затраты на переделку неправильно выполненного фундамента достигают уже 50-60% от общей стоимости строительства и могут быть еще выше, если самому дому нанесен значительный ущерб.

Хотелось бы остановиться на одном весьма распространенном заблуждении. Иной раз, рассчитывая удешевить строительство, заказчики выбирают типовой или готовый проект дома. Это вполне допустимо, пока не выходит за рамки здравого смысла, ведь и фундаменты часто делают по заимствованным чертежам. А вот уже так поступать нельзя. Неважно, о типовом или эксклюзивном проекте идет речь, в любом случае необходимы компетентность и тщательность проведения инженерно-геологических изысканий, в процессе которых исследуются свойства грунтов на площадке предполагаемого строительства. Увы, можно привести массу примеров, когда у соседей постройки стоят нормально, а у новичка вдруг оседает угол. Так что не экономьте копейки, проверьте грунты.

Как правило, отбор грунта на месте устройства фундамента осуществляется с помощью ручного зонда в шурфах глубиной до 5м для малоэтажного деревянного дома и до 7-10м - для кирпичного или каменного. Шурфов требуется не менее четырех (в первую очередь по углам будущего строения).

Основная цель, которую преследуют исследования грунта, - определение его несущей способности и оценка степени его пучинистости. Опыт создания фундаментов на соседних участках может дать дополнительно полезный информационный материал.

Виды грунтов. 

Грунт- горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Грунты могут служить:

1. материалом оснований зданий и сооружений;
2. средой для размещения в них сооружений;
3. материалом самого сооружения.

Наиболее хорошим основанием под строительство фундамента является однородный материковый грунт: он равномерно осаживается и здание стоит на нем более устойчиво. Различают следующие основные грунты под фундамент зданий:

• Хрящеватые грунты (гравий, обломы камня). Не сжимаются. Фундамент закладывается ленточный, на глубину не менее 50 см.
• Песчаные грунты легко вымываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Фундамент закладывают на глубину 40-70 см.
• Глинистые грунты способны сжиматься, размываться, вспучиваться при замерзании. Если глина находится во влажной среде, то фундамент под дом необходимо закладывать на расчетную глубину промерзания.
• Суглинки и супеси – это смесь из песка и глинистых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30 % глинистых частиц, супеси - от 3 до 10%. Оба этих грунта занимают промежуточное место между глиной и песком. Для того чтобы определить процентное соотношение между глиной и песком в грунте достаточно поместить образец грунта в банку с водой и тщательно взболтать до той степени, когда все частицы глины окажутся во взвешенном состоянии. После того, как взвесь отстоится, вы увидите расслоение. Песок окажется внизу, а частицы глины останутся сверху. Процентное соотношение слоев несложно оценить, замерив обыкновенной линейкой.

В основании фундамента должен быть слежавшийся материковый грунт и глубина его заложения ну никак не может быть меньше 50 -70 см. Для уменьшения осадки слой относительно рыхлого грунта, залегающего непосредственно под фундаментом, рекомендуется заменять на более плотный, а значит, менее сжимаемый. В этом случае делают подушку из крупно- или среднезернистого песка без глинистых включений. Засыпанный песок уплотняют трамбовками.

Силы, действующие на фундамент.  

Наверное, в домах своих знакомых вы видели и плохо открывающиеся двери, и перекошенное крыльцо, и покосившуюся веранду, а в кирпичных домах - трещины в стенах. Все это результат неправильного выбора глубины заложения фундамента. Дело в том, что некоторые виды грунтов зимой имеют обыкновение вспучиваться, причем сила этого самого вспучивания настолько велика, что в состоянии приподнять даже дворец. Но только при условии неграмотно сделанного фундамента.

Пучинистые явления – коварные и бесцеремонные процессы, возникающие во влажных глинистых, мелкопесчаных и пылеватых грунтах при их сезонном промерзании. Не учитывать их нельзя, что понятно любому, даже слабо разбирающемуся в строительстве застройщику. Многие это поняли, обнаружив по весне трещину в кирпичной стене загородного дома или увидев перекошенные стены каркасной дачной постройки.

Морозное пучение грунта , так называют это явление специалисты, связано с тем, что в процессе замерзания влажного грунта он увеличивается в объеме: сильнопучинистые грунты – почти на 10 %; слабопучинистые – меньше, чем на 5 %. Происходит это из-за того, что вода увеличивается в объеме при замерзании – до 10 %. Поэтому, чем больше воды в грунте, тем он более пучинистый. Так, лес, стоящий на сильно пучинистых грунтах, зимой поднимается на 10 – 15 см относительно летнего уровня. Внешне это не заметно. Но если в грунт забита свая более чем на 3 м, то подъем грунта зимой можно отследить по отметкам, сделанным на этой свае. Промерзание проявляется в неравномерном поднятии грунта вследствие образования ледяных линз и прослоек, которые после протаивания провоцируют разуплотнение, неравномерные осадки и снижение прочности основания. Степень пучинистости грунта определяется составом грунта, его пористостью, а также уровнем грунтовых вод. Так, глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески относятся к пучинистым грунтам, а крупнозернистые песчаные и гравийные грунты – к непучинистым.

Пучинистые явления – это не только большие деформации грунта, но и огромные усилия – в десятки тонн, способные привести к большим разрушениям, которых можно избежать, заложив фундамент ниже глубины промерзания грунта. Именно поэтому перед началом строительства на пучинистых грунтах необходимо выяснить расчетную глубину промерзания, принятую для данного региона.

Глубина промерзания грунта.

Расчетная глубина промерзания принимается для наиболее холодного зимнего периода года в этом регионе, при максимальной влажности грунта и отсутствии снегового покрова. Разумеется, реальная глубина промерзания несколько меньше, чем расчетная. Но на то она и расчетная, чтобы избежать возможных разрушений дома при самых неудачных стечениях обстоятельств, предложенных погодой. Благоприятными для будущего фундамента можно считать условия, при которых глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. И, наоборот, условия, когда глубина промерзания превышает глубину залегания грунтовых вод, относятся к наиболее тяжелым. Нередко у заказчика возникает соблазн отказаться от устройства дорогостоящего капитального фундамента, заглубленного ниже уровня промерзания (для Московской области это более 1,4 м), и ограничиться облегченным вариантом, получившим распространение во многих зарубежных странах. Экономия существенная; однако, в будущем это может привести к весьма плачевным результатам. Подмосковье - не Италия или Германия и даже не Финляндия. В странах Западной Европы, в условиях мягкого (по сравнению с нашим) климата, глубины промерзания грунта почти никогда не достигают уровня грунтовых вод, а потому проблема зимнего вспучивания грунтов практически не возникает.

Возведение фундаментов с малой глубиной заложения в средней полосе России - серьезная ошибка. Малозаглубленные фундаменты приемлемы только для легких зданий (дачи, каркасно-щитовые дома, деревянные дома, гаражи и хозяйственные постройки).

Уровень грунтовых вод и их химический состав.

Уровень грунтовых вод зависит в первую очередь от разновидности почвы. Скажем, для Подмосковья типичен суглинок. Он отличается слабой водопроницаемостью и неравномерной глубиной залегания водоносного слоя. Причудливость подземных "ландшафтов" вынуждает предварять любое строительство проведением гидрогеологических изысканий. Если в зоне капиллярного подъема окажется какое-нибудь препятствие (например, бетонный фундамент построенного коттеджа), подземные источники будут омывать его. Весеннее таяние снега и льда, летние ливни, мелкий осенний дождик, столь милый сердцу поэтов, - все это создает дополнительную угрозу подтопления коттеджа.

Если уровень грунтовых вод высокий и их захватывает глубина промерзания, возможны два выхода из такой ситуации:

1. Учесть это при выборе надежного варианта фундамента, не считаясь с увеличением сметы на строительство;
2. Провести работы, обеспечивающие гарантированное понижение уровня грунтовых вод

При проектировании фундамента желательно учитывать и такой важный фактор, как химический состав грунтовых вод. Наиболее агрессивную среду создает вода с большим содержанием сульфатов, воздействие которых приводит к разрушению бетона. Начавшийся процесс разрушения легко определить по появлению на поверхности бетона белого гипсового налета, а затем - по образованию отслоений (как после промерзания). Для работы в агрессивных средах такого типа следует применять сульфатостойкий портландцемент. Нередко на отдельных конструктивных элементах дома выступают белые пятна кристаллического вида - так называемые высолы. Солевой налет не только портит внешний вид сооружения, но и свидетельствуют о том, что в конструкциях циркулирует влага, проникающая, например, из грунта.

1. ленточный фундамент
2. столбчатый фундамент
3. плитный фундамент
4. свайный фундамент