Какой фундамент лучше? Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай

Гражданское строительство


Время чтения: 6 минут Интересно, но нет времени читать?

Отправка на почту статьи


Нажимая кнопку "Получить", я подтверждаю свою дееспособность и даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с условиями



Чтобы понять, какой фундамент лучше, нужно знать, как он взаимодействует с грунтами основания.

Содержание статьи:

1. Выбор типа фундамента на основании данных о грунтах

2. Бетон или винтовые сваи?

3. Классификация бетонных фундаментов

    3.1. Столбчатый

    3.2. Ленточный

    3.3. Плитный (сплошный)

    3.4. Свайный

    3.5. Фундамент из винтовых свай

        3.5.1. Минусы свайно-винтового фундамента

        3.5.2. Плюсы свайно-винтового фундамента


1. Выбор типа фундамента на основании данных о грунтах

Фундамент дома – это заглубленная в грунт конструкция, передающая нагрузки и воздействия от здания (сооружения) на основание (напластование грунтов, воспринимающее давление).

Разные типы фундаментов по-разному взаимодействуют с грунтами. Но в то же время всегда (независимо от типа) их способность к восприятию проектных нагрузок определяется прежде всего несущей способностью грунтов, а уже потом – конструктивными параметрами самого фундамента, которые опять же назначаются с учетом информации о грунтовых условиях в пятне застройки, а также данных о нагрузках (подробнее «Несущая способность винтовой сваи»).

Следовательно, без изучения грунтовых условий на участке невозможно сделать выводы о способности фундамента к восприятию проектных нагрузок. То же касается и срока его службы.

Но какая именно информация о грунтах позволит определиться с типом фундамента? Принципиальное значение имеют две группы свойств грунтов – физико-механические и химические.

Физико-механические свойства грунтов характеризуют их физическое состояние, а также способность деформироваться и не разрушаться под действием внешних нагрузок. Учитываются при определении способности фундамента к восприятию проектных нагрузок.

Химические свойства грунтов обусловлены происходящими в них химическими изменениями и характеризуют их способность участвовать в химических взаимодействиях с различными веществами. Оказывают непосредственное влияние на срок службы фундамента.

Для определения указанных свойств ГК «ГлавФундамент» разработала специальные процедуры – геотехнические и геолого-литологические исследования, а также измерения коррозионной агрессивности грунтов. Все они адаптированы к ИЖС как по объему получаемых данных, так и по стоимости.

В рамках геотехнических исследований выполняется динамическое зондирование грунтов, которое позволяет определить физико-механические характеристики основания, используемые непосредственно в расчетах оснований конкретных зданий/сооружений, спрогнозировать поведение грунтов под фундаментом при различных воздействиях и т.д.

В части проведения полевых исследований динамическое зондирование ГК «ГлавФундамент» полностью соответствует ГОСТ 19912-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием». А вот интерпретация данных осуществляется с использованием собственной методики, разработанной специалистами отдела научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок компании.

Также в рамках геотехнических исследований для идентификации литологических типов грунтов (глина, песок, гравийные отложения и др.), выяснения характера их напластования (установления литологического разреза), уровня подземных вод, выявления грунтов со специфическими свойствами (просадочные, пучинистые, слабые) выполняется оценка геолого-литологического строения площадки строительства.

Данные, полученные в ходе измерений коррозионной агрессивности грунтов, позволяют назначить марку стали, толщину стенки ствола и лопасти(-ей), обеспечивающие соответствие срока службы фундамента требованиям заказчика или ГОСТ 27751-2014. Для уточнения правильности подбора, после выполнения расчета срока службы остаточная толщина стенки ствола сваи проверяется на соответствие проектным нагрузкам. Все указанные расчеты выполняются без учета защитного покрытия, которое является лишь дополнительной мерой защиты от коррозии (подробнее «Испытания покрытий для винтовых свай»).

Подробная информация о перечисленных методиках содержится в статье «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов».

2. Бетон или винтовые сваи?

Большинство фундаментных конструкций, применяемых сегодня в малоэтажном строительстве, – бетонные или железобетонные (столбчатые, ленточные, плитные, свайные).

Причина такой популярности бетона – приписываемые ему свойства: надежность, способность лучше сохранять тепло, а значит возможность отказаться от утепления цоколя, пола и коммуникаций.

Хотя такая точка зрения распространена широко, не стоит слепо доверять мифам о бетоне, ведь, как любой строительный материал, он имеет как преимущества, так и недостатки, а при работе с ним нужно учитывать ряд особенностей.

С бетоном пол будет теплым, даже если дополнительно не утеплять его?

Это не так. Теплопроводность бетона выше, чем теплопроводность грунта, поэтому он промерзает быстрее, ускоряя процесс охлаждения пола. Более того, для таких конструкций очень важна должная организация теплоизоляции, так как из-за замачивания бетон будет не только промерзать значительно быстрее, но и начнет разрушаться.

Какой фундамент лучше? Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай

Правда ли, что бетонное основание автоматически защищает коммуникации от промерзания?

И снова нет. Так как бетонный фундамент на естественном основании только ограждает подпольное пространство от ветра, но не решает проблему его утепления, при прокладке сетей водоснабжения и водоотведения нужно локально защищать трубы.

Отделка и утепление цоколя для бетона дешевле, чем для свайно-винтовой конструкции?

Основываясь на доводах, которые мы привели, опровергая предыдущие мифы, можно сделать вывод: бетон нуждается в утеплении ничуть не меньше винтовых свай. При этом в обоих случаях будут использоваться материалы, одинаковые по качеству и цене.

Цена бетона ниже, чем цена винтовых свай?

Сэкономить на бетонном фундаменте возможно, но только если строить его без учета действующих строительных правил и норм: использовать более дешевую марку бетона, сократить количество арматуры или толщину ее сечения, урезать объем мероприятий по устройству гидроизоляции и т.п.

Разумеется, Вы должны быть готовы к тому, что все это отразится на качестве будущего основания.

При строительстве легких конструкций бетонный фундамент не нужно сильно заглублять?

Под действием сил морозного пучения недостаточно заглубленный фундамент начнет смещаться или деформироваться (исключение – участки, сложенные прочными грунтами, не подверженными морозному пучению). В итоге Вы ежегодно будете «подгонять» окна и двери, которые по весне будут открываться/закрываться с усилием. В общем – очередная экономия на качестве. 

Может ли бетонный фундамент быть надежнее и прослужить дольше, чем свайно-винтовой?

Зависит, разумеется, от того, какой бетон и какие сваи были использованы. Качественный бетонный фундамент будет демонстрировать отличные показатели надежности и долговечности. Но срок службы свайно-винтового фундамента, при строительстве которого использовались сваи с толщиной стенки ствола, соответствующей грунтовым условиям площадки строительства (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), выполненные из качественной стали (подробнее «На что влияет марка стали?»), будет сопоставим со сроком службы традиционного бетонного основания, выполненного в соответствии со всеми технологическими требованиями.

Какой фундамент лучше? Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай

Все сказанное выше доказывает, что достоинства бетона сильно преувеличены (подробнее «Что лучше: бетонный фундамент или винтовые сваи?»).

3. Классификация бетонных фундаментов

3.1. Столбчатый

Экономичен, так как не требует проведения дополнительных земляных и гидроизоляционных работ. Столбы устанавливаются быстро. Подходит только для дачных домиков, беседок, при строительстве которых используются легкие материалы.

Какой фундамент лучше? Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай

3.2. Ленточный

Используется для сооружений, стены которых изготовлены из тяжелых материалов: дома из камня, кирпича, керамзитобетона, шлакобетона и т.п. Подходит для зданий с подвалом, цокольным этажом, гаражом.

Недостатки ленты:

  • необходимо заглублять ленту за глубину промерзания грунта (более 2 м), что приводит к существенному повышению ее стоимости;
  • сложность организации надлежащего контроля качества выполненных работ (использование бетона низкого качества, недостаток арматуры и пр.);
  • требуется много времени на набор прочности;
  • высокая цена конструкций, выполненных в соответствии со всеми строительными правилами и нормами.
Какой фундамент лучше? Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай

3.3. Плитный (сплошный)

Используется, когда грунт в основании слабый. Обеспечивает более равномерную осадку здания, защищает подвальные помещения от подпора грунтовых вод. Его проектируют в виде плоской или ребристой плиты с расположением ребер под несущими стенами или колоннами.

Главный плюс этого вида фундамента – высокая несущая способность, которая достигается большой площадью, снижающей давление на основание и позволяющей проводить работы в сложных грунтовых условиях, а также возможность более свободной перепланировки благодаря более равномерному распределению нагрузок.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • необходимость обустройства качественной гидроизоляции;
  • сложность организации надлежащего контроля качества выполненных работ;
  • требуется много времени на набор прочности.
Какой фундамент лучше? Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай

3.4. Свайный

Свайный фундамент подходит для оснований, сложенных большой мощностью слабых грунтов в верхней зоне, или для местности, где наблюдается высокий уровень подземных вод. Использование свай дает возможность перенести эту нагрузку с верхних слоев грунта, на более глубокие, которые отличаются большей несущей способностью.

К преимуществам свайных фундаментов можно отнести и значительно меньший уровень осадок и сравнительно невысокую цену. Но строительство такой конструкции – сложный процесс, который требует выполнения целого комплекса работ, проконтролировать качество которых трудно.

Какой фундамент лучше? Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай

Главный же их недостаток – необходимость использования спецтехники и оборудования, которые применяются при устройстве самих свай. Этот фактор можно исключить, если использовать фундамент из винтовых свай.

3.5. Фундамент из винтовых свай

Фундамент из винтовых свай – один из типов свайного фундамента. Конечно, как и у любой строительной технологии, у этой также есть свои достоинства и недостатки. Но если учесть сильные/слабые стороны конструкции, можно не только избежать проблем, но добиться максимальных показателей эффективности, увеличения срока службы и пр.

3.5.1. Минусы свайно-винтового фундамента

1. Возможно несоответствие срока службы конструкции требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Подобное неизбежно случится, если при разработке проекта не будут учтены степень коррозионной агрессивности грунтов на участке строительства (подробнее «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»), а также наличие блуждающих токов.

Только подобрав толщину стенки ствола и лопасти (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), марку стали (подробнее «На что влияет марка стали?») в соответствии с указанными данными, определив порядок действий для снижения коррозии (водоотведение, использование цинковых анодов – подробнее «Коррозия: причины, способы защиты») можно обеспечить нормативный срок службы фундаментный конструкции и всего сооружения.

2. Возможен «уход в срыв» однолопастных дезаксиальных винтовых свай при нормируемых осадках, если диаметр их ствола менее 159 мм.

При расчете свайно-винтовых фундаментов используются формулы, заложенные в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Эти формулы разработаны еще в 60-х годах 20 века и базируются на упрощенных моделях взаимодействия (например, модель Мариупольского для анкеров), а потому не учитывают многие особенности совместной работы свай и грунтов.

Поэтому при расчете несущей способности винтового основания необходимо учитывать результаты полевых испытаний грунтов, выполненных в соответствии с ГОСТ 5686-2012.

3. Может потребоваться бетонирование основания колонны или проведение работ по созданию жесткого сопряжения для однолопастных свай малых диаметров (57-76 мм).

Из-за недостаточности диаметра ствола эти разновидности не обеспечивают должное сопротивление горизонтальным нагрузкам без проведения дополнительных мероприятий.

Чтобы отказаться от бетонирования основания колонны или создания жесткого сопряжения, достаточно использовать элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН).

4. Возможно нарушение структуры грунта при погружении винтовых свай и последующее снижение его несущей способности.

Такие ситуации возникают, когда в расчетах учитывается только диаметр лопасти, но не ее конфигурация.

Конфигурация лопасти винтовой сваи, подобранная под конкретные грунтовые условия, позволяет свести к минимуму нарушения структуры грунта при погружении, что обеспечивает надлежащее восприятие проектных нагрузок (подробнее «Принципы подбора параметров лопастей»).

5. Сваи с двумя и более лопастями могут уступать в восприятии, к примеру, горизонтальных нагрузок даже однолопастным дезаксиальным конструкциям.

Причина подобного явления – в неправильном (часто просто бездумном) расположении второй и последующих лопастей на стволе.

Чтобы многолопастные сваи надлежащим образом воспринимали проектные нагрузки, расстояние между лопастями, шаг, угол наклона должны быть рассчитаны с учетом данных о грунтовых условиях площадки строительства и данных о нагрузках от строения (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

6. Неравномерное распределение запаса прочности по фундаментам объектов ИЖС, из-за которого снижается уровень их надежности и сокращается срок службы.

Причина – неучет различных величин нагрузок, воздействующих на фундаменты даже простых сооружений (под ответственными несущими узлами и конструкциями сооружения, под несущими и самонесущими стенами, под ненесущими перегородками и лагами пола).

Чтобы этого избежать, под каждый тип нагрузки нужно использовать определенную модификацию свай (подробнее «Расчет свайного фундамента»).

Таким образом, все минусы свайно-винтового фундамента по большому счету связаны с игнорированием его особенностей и сильных сторон.

3.5.2. Плюсы свайно-винтового фундамента

Фиды фундаментов. Фундамент из винтовых свай

Фундамент из винтовых свай:

  1. В большинстве случаев не подвержен воздействию сил морозного пучения, что отличает его от иных типов фундаментных конструкций, особенно с применением забивных свай (подробнее «Воздействие сил морозного пучения на разные типы винтовых свай»).
  2. Может использоваться на заболоченных участках, на территориях с высоким уровнем грунтовых вод без потерь в сроке службы. Чтобы это стало возможным, нужно провести в пятне застройки измерения степени коррозионной агрессивности грунтов и использовать полученные данные при расчете толщины стенки ствола и лопасти, диаметра ствола, выборе марки стали.
  3. Можно возвести быстро (сокращение времени строительства на 15-30% относительно бетонного фундамента).
  4. Обходится не менее чем на 30% дешевле бетонного основания, выполненного в соответствии с требованиями СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (подробнее «7 мифов о бетонном фундаменте»).
  5. Позволяет полностью отказаться от любых земляных работ, в том числе по выравниванию участка в случае наличия перепада высот.
  6. Позволяет выполнять работы по погружению даже в условиях стесненной застройки или близости подземных коммуникаций, так как при погружении не возникают вибрации.
  7. Не требует времени на «набор прочности». Сразу готов к восприятию нагрузок, предусмотренных проектом.
  8. Можно построить в любое время года.
  9. Можно использовать повторно, что имеет принципиальное значение при строительстве временных сооружений.
  10. Ремонтопригоден, чего не скажешь о забивных сваях и некоторых других типах оснований.
  11. Можно устанавливать без привлечения специальной техники, конечно, если речь идет о модификациях малых длин и диаметров.
  12. Позволяет монтировать инженерные коммуникации одновременно с работами по установке. Трубы проходят между сваями (на определенном расстоянии) и не связаны с ростверком, поэтому не перемещаются вместе со зданием вниз, как это происходит в случае устройства бетонного фундамента. В результате удается избежать уменьшения уклона или возникновения контруклонов, а также нарушения герметичности в стыках. 


Была ли информация для Вас полезной?
23
4
0
 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений

Статьи по теме