Плавающий фундамент: что это такое и особенности технологии

Фундамент – основа любого здания, от прочности и несущей способности фундамента зависит надежность и долговечность всей конструкции. Фундаменты по способу устройства бывают сборными и монолитными. Монолитные фундаменты делают из бетона, бута или бутобетона. Выбор типа фундамента определяется конструктивной схемой здания и грунтовыми условиями.

Типы фундаментов

Все фундаменты, используемые в индивидуальном строительстве, классифицируются на группы согласно двум категориям — по глубине заложения и по материалам, из которых фундамент изготовлен.

Типы фундаментов по материалу

В зависимости от используемых материалов, все фундаменты делятся на: железобетонные, бутовые и кирпичные.

  • Бутовые фундаменты

Основания из бутового камня в центральной части России встречаются довольно редко, однако в регионах, где бут является основным стройматериалом, такие основания широко распространены.

Рис 1.1: Бутовый ленточный фундамент

Из бутового камня создаются ленточные фундаменты, толщина которых варьируется в пределах 50-70 сантиметров. Для кладки фундамента используются массивные прямоугольные камни, которые соединяются с помощью цементно-песчаного раствора.

Важно! Строительство бутового фундамента крайне трудоемкий процесс, однако его долговечность, в сравнении с другими сборными основаниями, максимальна.

  • Кирпичные фундаменты

Основания из кирпича могут возводиться лишь в регионах с сухими грунтами, поскольку при высоком уровне грунтовых вод, из-за отсутствия водостойкости, кирпичные фундаменты очень быстро разрушаются.

Рис 1.2: Столбчатый фундамент из кирпича

Важно! Толщина фундамента из кирпича может составлять 64, 51 и 38 см. (кратная размерам кирпичного блока). Основная форма таких фундаментов — ленточная и столбчатая.

  • Железобетонные фундаменты

Железобетонные основания, за счет высокой надежности и долговечности, являются наиболее распространенным типом фундамента.

Рис 1.3: Железобетонный ленточный фундамент

Такие фундаменты могут быть монолитными — обустроенными посредством заливки опалубки бетоном, как в случае с ленточными и плитными фундаментами, либо сборными — сделанными из готовых железобетонных конструкций заводского производства (ленточные, свайные и столбчатые фундаменты).

Типы фундамента по глубине заложения

В зависимости от глубины заложения почвы выделяют мелкозаглубленные фундаменты и основания глубокого заложения.

Рис. 1.4: Виды фундаментов по способу заложения

Выбор конкретной глубины заложения при расчетах фундамента выполняется исходя из пучинистости почвы — на породах склонных к пучению фундамент должен быть опущен ниже глубины промерзания грунта, тогда как на непучинистой почве могут обустраиваться мелкозаглубленные основания.

Важно! Уровень закладывания фундаментов глубокого заложения всегда на 20-30 сантиметров больше уровня промерзания грунта, мелкозаглубленные фундаменты опущены в почву на 50-70 см.

Дома из бутового камня плюсы и минусы

Самый востребованный строительный материал на сегодня это бут, представляющий собой части природных пород. Он бывает искусственный и натуральный. Фундамент из бутового камня является крепким основанием, главный компонент которого – бут. Готовая конструкция на 9 из 10 частей состоит из него.

Эти камни бывают различных форм, размеров и массы, но самыми используемым на стройке остается плиточный бут, с гладкими и ровными сторонами. Его намного проще уложить в какую либо из конструкций.

Бутовый фундамент возводится аналогично кирпичным стенам – составные части укладываются одна на другую и укрепляются при помощи бетона.

Недостатки и преимущества

Решение заложить под дом фундамент из бута должно быть принято только после рассмотрения всех характеристик этого материала, а также взвешивания всех «за» и «против». Это мотивировано тем, что возвести такое основание не так просто. Во-первых, это займет некоторое время, во-вторых – необходимо очень тщательно провести замеры, а в-третьих, сам подбор и распределение камней по участку фундамента довольно хлопотное дело.

Основание из бутового камня

Фундамент с бутовым камнем обычно широко применим, когда необходимо построить высокую несущую конструкцию. И это не случайно, основа такого рода имеет ряд положительных характеристик:

  • экологически чистый материал;
  • прочность, надежность, а также гарантия долговечности;
  • природная водостойкость;
  • привлекательный вид, который не требует дополнительной облицовки.

Но вместе с тем, есть в ней и минусы. Самыми ярко выраженными считаются:

  • довольно высокая цена натурального материала;
  • сложности, возникающие при возведении конструкций из бута;
  • большие затраты по времени;
  • непростые расчеты, которые делают перед началом стройки.

Положительной особенностью бутового фундамента является возможность скомбинировать разные материалы. К примеру, чтобы сделать конструкцию чуть дешевле, можно для основы, находящейся в земле взять бут, а сверху – кирпич. При этом следует помнить, что технология укладки у этих материалов разная и ее нужно обязательно придерживаться.

Дома из бутового камня плюсы и минусы

Правила укладки бута

Добывают бут посредством специального рода взрывов. Для работ с фундаментом следует отобрать те элементы, у которых есть две плоские стороны. Кладка фундамента из бутового камня выполняется с применением раствора цемента принципом «под лопатку». Толщина шва между каждым из камней должна быть не меньше полутора сантиметров. Больше делать не рекомендуется, поскольку бут осядет, а само строение разрушится.

Укладка бутового камня

Камни перед закладкой необходимо почистить от разного рода загрязнений и немного намочить. Швы с минимальными размерами, а также прочность перевязки деталей фундамента будут способствовать задействованию фрагментов с разными размерами.

Читайте также:  Выбор марки бетона для ленточного фундамента

Вся работа по укладке бутового фундамента выполняется своими руками. Снизу и по углам обычно располагают самые большие камни. За их счет добиваются устойчивости конструкции. Это порой бывает очень сложно, поскольку иногда нужно перевернуть бут не один раз, прежде чем найдется самый оптимальный вариант его расположения.

Чтобы увеличить несущую способность фундамента данного типа, под первый ряд камня заливают раствор цементной смеси. Та область, где бут будет отсутствовать, засыпается небольшими камешками. В последствие их можно будет использовать в качестве клиньев.

Все последующие ряды кладки выполняются с использованием более густого раствора. Здесь уже используют камни толщиной не больше чем 30 сантиметров. Все элементы бутового фундамента укладываются так, что они с максимальной плотностью располагаются друг к другу и расход бетона при этом минимальный. Верхний ряд кладки должен перекрыть вертикальные швы нижнего ряда.

Расширить бутовую основу можно обустроив уступы, состоящие не менее чем из двух рядов. Связующие детали будущей конструкции должны быть правильно «перевязаны» верхней кладкой. И помните, что в некоторых местах недопустима чрезмерная нагрузка, поскольку за этим может последовать сдвиг камней и полное разрушение уложенных слоев.

Облицовка бутового фундамента

Если ваш дом или другое помещение имеет подвал, то фундамент из бута, в месте его расположения нужно обложить облицовочным кирпичом. Выполняют работу по обкладыванию в одно время с возведением фундамента. Каждые 4 или 6 рядов перевязываются друг с другом тычками.

Как результат вы получите облицовочную поверхность, ряды которой полностью совпадут с горизонтальным швом несущего сооружения. Кирпичная основа должна иметь толщину больше, чем 75 сантиметров. А бут укладывают в ряды высотой около 25 сантиметров. Также необходимо заливать строительным раствором все пустоты, которые образовались в процессе укладки.

Расчет фундамента

При выборе любого варианта сначала необходимо узнать требуемую площадь фундамента, которая рассчитывается по формуле:

S>1,2·F/(В·R), где:

S (см2) — площадь фундамента,

F (кг) – масса здания,

В – коэффициент, учитывающий условия работы фундамента, принимается равным:

1 — для каменного дома, стоящего на глинистых грунтах,

1,1 (1,2) – для деревянных зданий на глинистых грунтах, при отношении длина/высота здания >4 (или при соотношении длина/высота <4 и каменных постройках на песчаных грунтах)

1,3 – для всех видов домов, стоящих на мелких песках

1,4 – для длинных зданий, стоящих на крупных песках

R (кг/см2) — расчётное сопротивление грунта, принимается равным:

4,5 (3,5) – для плотных (средней плотности) крупных песков

3,5 (2,5) — для плотных (средней плотности) песков средней крупности

3 (2) – для плотных (средней плотности) маловлажных мелких песков

2,5 (1,5) – для плотных (средней плотности) влажных мелких песков

2,5 (2) – для плотных (средней плотности) маловлажных пылеватых песков

2 (1,5) – для плотных (средней плотности) влажных пылеватых песков

4 (2) – для сухих (влажных) супесей

3 (1) – для сухих (влажных) суглинков

5 (1) – для сухих (влажных) глин

Отличить глину, супесь и суглинок «на глазок» можно следующим способом:

  • Глину легко скатать в тонкий шнур, при растирании песок на пальцах не ощущается.
  • Суглинок скатывается в шнур с растрескавшимися краями, при растирании песок на пальцах ощущается, но грунт похож на глину.
  • Супесь скатывается в шнур с трудом или не скатывается вообще, в пальцах растирается в песок с вкраплениями глины.

Справочные материалы для расчета массы здания:

Плотность основных строительных материалов

                         Наименование материала Плотность, кг/м3
Блок газосиликатный      400-600
Блок керамзитобетонный      700-1200
Древесина        500-700
ДСП          1000
Железобетон (бетон)      2500 (2400)
Кирпич глиняный и силикатный          1800
Кирпич керамический пустотелый      1200-1600
Гипсокартон          800
Минеральная вата      200-250
Пенобетон      400-600
Песок сухой (влажный)      1600 (1900)
Сталь          7800
Стекло оконное          2500
Фанера клееная          600

Средний вес кровли и перекрытий.

                                     Наименование      Масса, кг/м2
Гончарная черепица              60-80
Листовая сталь              20-30
Ондулин                3-5
Профнастил              5-10
Шифер              40-50
Перекрытие железобетонное из пустотных плит                500
Перекрытие цокольное деревянное по деревянным балкам, утеплитель плотностью до 200 (500) кг/м3    100-150 (200-300)
Перекрытие чердачное деревянное по деревянным балкам, утеплитель плотностью до 200 (500) кг/м3    70-100 (150-200)

В зимний период на здание оказывает давление снег, ложащийся на крышу.  Его тоже надо учесть, это можно сделать с помощью схемы приведенной ниже. Для расчёта снеговой нагрузки используют первое значение, при уклоне крыши 25 — 60 градусов величину нагрузки умножают на 0,7.

Карта снеговых нагрузок

Полученную площадь фундамента делят на его длину для получения необходимой ширины. В случае выбора столбчатых фундаментов – делят площадь на количество столбов для определения их габаритов.

Когда известны размеры фундамента необходимо рассчитать для него арматуру. Более подробно о том как это делается можно узнать в статье: расчет арматуры для фундамента.

Когда используются плавающие фундаменты и их виды

Плавающий тип может быть использован при сооружении любого объекта, но наиболее востребованными они являются в местах размещения объекта строительства, где присутствует пучинистость грунта, близкое залегание грунтовых вод к поверхности земли, а также имеются прочие негативные факторы, отражающиеся на эксплуатации готового сооружения.

Фундаменты данного типа классифицируются по видам следующим образом, это: шведская и монолитная плита, ленточная и столбчатая конструкция.

Шведская плита

Когда используются плавающие фундаменты и их виды

Название данного типа произошло из-за места разработки данной технологии изготовления оснований.

Читайте также:  Виды декоративной штукатурки и способы отделки ею цоколя дома

Отличительной особенностью данного вида является наличие теплоизоляции со всех сторон основания, а также размещение в нём всех инженерных коммуникаций, в том числе и системы отопления, «в теле» монолитной плиты.

Схема устройства шведской плиты

Важно! При сооружении фундамента типа «утепленная шведская плита» (УШП), наружная поверхность служит основанием для ограждающих конструкций (стены, перегородки и т.д.), а также полом первого этажа объекта строительства.

Достоинствами плавающей фундаментной плиты данного вида, являются такие показатели как то:

  • возможность использования на различных типах грунта, вне зависимости от уровня залегания грунтовых вод;
  • наличие теплоизоляции и системы «тёплый пол» обеспечивают отсутствие потерь тепла, а также образование конденсата на поверхности фундамента;
  • ровная поверхность позволяет выполнять монтаж покрытия пола первого этажа без выполнения дополнительных монтажных работ;
  • малые сроки выполнения работ без использования тяжёлой строительной техники.
Когда используются плавающие фундаменты и их виды

Укладка арматурного каркаса при сооружении УШП

Из недостатков УШП следует отметить следующие моменты, это:

  • возможность использования только на ровных участках размещения;
  • необходимость выполнения точной разметки при укладке инженерных коммуникаций;
  • невозможность использования на грунтах с низкой несущей способностью (торф и прочие);
  • сложность обслуживания и ремонта инженерных сетей;
  • высокая стоимость изоляционных материалов.

Монолитная плавающая плита

Отличительной особенностью данного типа фундамента от УШП является отсутствие утеплителя и инженерных коммуникаций при настиле «пирога».

Схема устройства основания данного типа представлена на нижеследующем рисунке:

Когда используются плавающие фундаменты и их виды

Слои «пирога» основания типа «монолитная плавающая плита»

Достоинствами данной конструкции являются:

  • снижение объёмов выполняемых земляных работ в сравнении с обычными типами фундаментов;
  • простота выполнения монтажа;
  • продолжительные сроки эксплуатации.

Недостатками конструкции являются такие показатели, как:

  • невозможность устройства подвальных помещений;
  • возможность использования на зданиях с ограниченной этажностью;
  • относительно высокая стоимость работ, обусловленная большим количеством используемого бетона.

Ленточный плавающий фундамент

Когда используются плавающие фундаменты и их виды

Отличительной особенностью оснований ленточного типа, является наличие лишь замкнутой решетчатой конструкции в виде ленты, а не сплошной плиты, как в выше рассмотренных вариантах.

Достоинствами данного типа фундаментов, в сравнении с плитной конструкцией, является снижение трудоёмкости выполнения работ и расхода строительных материалов.

К недостаткам следует отнести необходимость монтажа более сложной опалубки и сооружения чернового пола.

Ленточный плавающий фундамент, подготовленный для монтажа легких ограждающих конструкций

Плавающий столбчатый фундамент

Конструкция столбчатого фундамента предполагает сооружение отдельных столбов, размещаемых в углах строящегося здания и в местах пересечения (сопряжения) стен между собой.

Когда используются плавающие фундаменты и их виды

Отличительной особенностью оснований данного вида является их незначительное заглубление в поверхность земли, что упрощает выполнение монтажных работ и снижает стоимость строительно-монтажных работ, но, одновременно с этим, ограничиваются возможности использования по видам сооружаемых на них строений.

Важно! При использовании подобной конструкции фундамента, для надежной фиксации столбов по отношении друг к другу, а также для придания ей жёсткости, необходимо обустройство ростверка, что несколько увеличивает стоимость выполняемых работ.

Вариант устройства плавающего столбчатого фундамента с ростверком из деревянного бруса

Статья по теме:

Виды фундаментов для частного дома: ленточный, столбчатый, плитный; как выбрать вид устройства фундамента, как сделать его усиление и утепление, на что необходимо обратить внимание при закладке — читайте в публикации.

Преимущества ленточного фундамента

  • Относительно низкая стоимость. Ленточные фундаменты обычно имеют достаточно небольшие размеры, поэтому требуют не так уж и много материалов для возведения. К тому же материалы требуются самые простые – дешевая грубая доска для опалубки; арматура 8-12 мм диаметром для создания скрепляющего пояса, цемент марки 400, обычный песок и щебень для создания бетона. Поэтому и работа, и материалы стоят не так уж и дорого.
  • Простая конструкция. Для возведения ленточного фундамента не требуется использование специальной техники и каких-либо сложных технологий, так как в нем все максимально просто. Траншею можно вырыть лопатой, даже достаточно большую; опалубка строится при помощи пилы и молотка; арматура вяжется между собой стальной проволокой, без сварки; бетон также можно сделать прямо на участке, небольшие объемы вручную, более значительные – при помощи переносной бетономешалки на полкуба или куб.
  • Высокие нагрузки. Так как ленточный фундамент представляет собой единый грубый монолит бетона, он спокойно выдерживает вес двух- или трехэтажного кирпичного дома без деформации. Поэтом он подходит для малоэтажного строительства любого типа.
  • Скорость. Даже под большой дом в сто квадртаных метров возвести фундамент можно менее, чем за месяц, если замешивать бетон своими силами, и всего за неделю при использовании готового, так как с промышленных миксеров весь объем можно залить за один день. Поэтому основное время уйдет на то, чтобы вырыть траншею и построить опалубку с армирующим поясом.

Преимущества и недостатки ленточного фундамента

Ленточный фундамент под дом обладает множеством преимуществ по сравнению с другими разновидностями:

  • Высокая несущая способность и равномерное распределение нагрузок от здания на грунтовое основание.
  • Несложная технология строительства – главное правильно разметить расположение ленты и соблюдать все технологические аспекты.
  • Несколько разновидностей по конструкции и глубине заложения – позволяет подобрать оптимально подходящую конструкцию для конкретных условий.
  • Долговечность – при условии качественного выполнения гидро- и теплоизоляционных работ.

Рисунок 2. Железобетонная лента в разрезе

Зная все плюсы и минусы ленточного фундамента, вы сможете легко определить целесообразность его сооружения в конкретно вашем случае. Основной его недостаток заключается в том, что он относительно дорогостоящий, поэтому для легких строений обычно используют его незаглубленные разновидности или отдают предпочтение другому типу основания. Например, для беседок, сараев, хозпостроек и других малых и неответственных строений гораздо выгоднее построить столбчатый фундамент.

Читайте также:  Водяной уровень: как пользоваться гидроуровнем

Среди других недостатков:

  • большие объемы земляных работ;
  • длительное время созревания бетона после заливки;
  • невозможность сооружения на слабонесущих и обводненных грунтах.

Советы строителей

Подводя итоги, можно привести некоторые полезные советы строителей по данной теме:

Советы строителей
  1. При строительстве зданий на глинистом грунте рекомендуется предварительно осуществить заливку монолитной плиты или ленты со сборным цоколем.
  2. При установке блоков в несколько рядов необходимо уделить особое внимание точности разбивки, а также установить металлические штыри на глубину будущего погружения блоков в грунт.
  3. При строительстве на участках с неблагоприятной почвой лучше обратиться за консультацией к геологам. Если потребуется, они порекомендуют добавить к двухслойной подушке еще и дополнительный песчаный слой.
  4. Армирующий пояс всегда должен быть шире устанавливаемых блоков. Для повышения прочности конструкции он может быть реализован в виде верхнего и нижнего поясов.

Расчет монолитного фундамента под дом

На толщину фундамента влияют показатели почвы, результаты геодезических испытаний (типы грунта, уклон поверхности, глубина промерзания, наличие и отсутствие грунтовых и поверхностных вод), конструктивные и технологические аспекты проекта строительства.

Минимальная толщина фундамента составляет 15 сантиметров, но она подходит только для легких конструкций – небольшая баня, гараж, возводимых на непучинистых грунтах. Обычно толщину основания при малоэтажном строительстве принимают равной 20-30 см.

Проектом может быть предусмотрено утепление фундамента, в этом случае при расчетах нужно учитывать толщину утеплителя. Основанием морозоустойчивого фундамента является железобетонная плита.

Толщина ленточного фундамента должна быть более 35 см, при возведении зданий на сыпучих почвах следует уменьшить нагрузку на грунт путем добавления уступов (ширина около 20 см, высота – 30-40 см), обрез фундамента должен быть выше уровня земли.

Пример расчета плитного фундамента 10х10

Рассчитаем монолитный фундамент для одноэтажного дома. Исходные данные об объекте строительства:

  • Здание: жилой одноэтажный дом площадью 100 м2;
  • Здание возводится из бруса толщиной 200 мм;
  • Высота стен здания равна 4 м;
  • Перегородки внутри здания выполнены из гипсокартона (общая площадь перегородок составляет 64 м2);
  • Крыша четырехскатная с уклоном равным 35°;
  • Пластичный грунт, в состав которого входит глина;
  • Регион, в котором ведется строительство: г. Оренбург, значения снеговой нагрузки для него равняется 240 кг/м²;
  • Перекрытия деревянные, их общая площадь составит 68 м2.
Расчет монолитного фундамента под дом

Для расчета нагрузки на фундамент необходимо учитывать вес всех конструкций, а также ветровое и снеговое воздействие. При расчете нужно учитывать как нормативную, так и расчетную нагрузку в комплексе с коэффициентом надежности.

Для рассматриваемого примера результаты будут следующие:

  1. Нагрузка от стен: 100*160*1.1 = 17600 кг;
  2. Нагрузка от перегородок: 64*30*1.2 = 2304 кг;
  3. Нагрузка от перекрытий: 68*150*1.1 = 11220 кг;
  4. Давление от кровли: 61*2*60*1.1 = 8052 кг;
  5. Полезная и снеговая нагрузки: 68*240*1.2 + 61*180*1.4 = 17330 кг.

В сумме получаем нагрузку, равную ориентировочно 56506 кг (при этом учитывался коэффициент надежности). Ширина подошвы бетонного слоя на 20 см выступает за периметр здания. Следовательно, площадь основания составляет 1081600 см2. Высчитываем удельную нагрузку на почву под домом по формуле: 56506 кг: 1081600 см2 = 0,05 кг/см². Сопоставляем расчетные и заданные значения: Δ = 0,07 – 0,05 = 0,02 кг/см².

Масса строения рассчитывается по формуле: М = Δ*S = 0,02*1081600 = 21632 кг.

Отсюда толщина монолитной плиты фундамента для дома: t = 21632/700 = 30.9 см. Принимаем значение, равное 30 см.

Объем фундамента равен: *0.3= м3.

Плитный фундамент (Шведская плита)

Массивное и мощное основание для строительства кирпичных, бревенчатых, блочных домов. Данный тип фундамента еще называют плавающим и его можно применять практически на всех грунтах (включая торфяные, глинистые и с высокой степенью пучения). Монолитная железобетонная плита отливается на «подушке» под размер дома или немного больше. При подвижках грунта, фундамент «плавает», что сохраняет целостность строения.

Мелкозаглубленный плитный фундамент – устройство на поверхности грунта (только отсыпается подушка). Отсутствие возможности строительства подвала.

Заглубленный плитный фундамент. Для его возведения выкапывается котлован, на дне которого отливается плита. Решение для домов с подвалом, гаражом, подполом.

Отдельно можно отметить современный плитный фундамент – УШП (шведская плита) или утепленная шведская плита. Особенность основания заключается в его утеплении пенополистиролом (боковые грани, снизу), прокладку в толще плиты коммуникаций, а также «теплого пола». Таким образом, УШП одновременно представляет собой: фундамент, черновой пол с подогревом, перекрытие первого этажа. На плите сразу можно возводить стены, а по окончании строительства укладывать чистовое напольное покрытие.

В завершении хотелось бы отметить, что фундамент – база, основа дома. Не стоит экономить на его возведении.

Винтовой фундамент

Ближайшим родственником свайного фундамента является винтовой. Такой фундамент имеет основу в виде стальных винтовых свай, которые прекрасно себя чувствуют в грунте с большим содержанием воды.

Сложный ландшафт, вспучивание грунтов и вообще любая нестабильность почвы не являются угрозой для качественно возведенного свайно-винтового фундамента. На стальные сваи наваривают винтовые лопасти таким образом, чтобы, оказавшись глубоко в грунте, свая не рыхлила его, а, напротив, максимально уплотняла. Чтобы завинтить сваю, необходимо два-три работника.

Минус винтового фундамента заключается в том, что сталь, из которой сделаны сваи, нуждается в качественном антикоррозионном покрытии, которое стоит дорого. Более дешевые средства предохраняют от ржавчины лишь в течение 4-5 лет.

Схема винтового фундамента