Сравнение цен на основные виды фундаментов

Фундамент
Фунда́мент

(лат. fundamentum) — строительная несущая конструкция, часть здания, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию. Как правило, изготавливаются из бетона, камня или дерева.

Фундаменты, как правило, закладываются ниже глубины промерзания грунта, для того, чтобы предотвратить их выпучивание. На непучинистых грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты (фундамент, находящийся выше уровня промерзания грунта). Такой тип фундамента подходит в основном для небольших садовых домиков, летних бань и хозяйственных построек.

Для строительства зданий применяются ленточные, стаканные, столбчатые, свайные и плитные фундаменты. Они бывают сборные, монолитные и сборно-монолитные. Выбор фундамента зависит от сейсмичности местности, грунта и от архитектурных решений.

Изготовление фундамента из бетона возможно при температуре выше 5°С, что накладывает существенные ограничения на сезонность выполнения строительных работ. Проведение работ при более низких температурах возможно с использованием технологии электропрогрева.

Классификация фундаментов

Опора надземного основания
административного здания [1], Глендейл (Калифорния)

По назначению

1. Несущий
   ;
2. Комбинированный
   , то есть способный, в дополнение к несущим функциям, выполнять ещё и функции сейсмической защиты;
3. Неглубокого заложения
   [en] на естественных основаниях или искусственных;
4. Глубокого заложения
   [en];
5. Специальные
   , например, экспериментальные антисейсмические «качающиеся» фундаменты; «плавающие» фундаменты, давление которых равно давлению вынутого грунта и другие.

По материалу

1. Каменный: бутовый; бутобетонный; кирпичный.
2. Железобетонный: сборный; монолитный.
3. Деревянный.
4. Ячеистобетонный

По типу конструкции

Фундамент административного здания на ж/б блоках ФБС
В инженерной практике получили распространение несколько основных разновидностей фундаментов[1]:

1. Столбчатый фундамент

(монолитный-из бетона, бутобетона), кирпичный или каменной кладки.

1. непосредственно столбчатый
2. «стаканного типа»

2. Ленточный

(сборный или монолитный):

1. заглубленный (ниже глубины промерзания);
2. малозаглубленный (выше глубины промерзания);

3. Свайный

(сборный или монолитный):

1. на забивных сваях;
2. на трубобетонных сваях;
3. на буронабивных сваях;
4. на набивных сваях;
5. на сваях-оболочках;
6. на винтовых сваях;

4. Свайно-ростверковый фундамент

5. Плитный

6. Континуальные

, то есть очень объёмные, большие, чаще всего близкие к форме круга или квадрата, которые нельзя рассматривать как отдельностоящий столбчатый, плитный, ленточный или свайный фундамент. Обычно это: опоры мостов, силосов, бункеров и т. д. См. также опускной колодец.

Какой ленточный фундамент выбрать

Кирпичные дома имеют большой вес, но для частного 1- или 2-этажного дома можно использовать как обычный, так и мелкозаглубленный тип ленты. При этом, на практике строители скептически относятся к мелкозаглубленным основаниям, поскольку ответственность высока, рисковать долговечностью постройки и жизнью людей никто не хочет.

Для построек из штучных элементов требуется надежное основание, не подверженное влиянию внешних факторов и способное противостоять возможным изменениям условий.

Кроме того, состав грунта и прочие условия на участке чаще всего не позволяют использовать легкие типы фундамента, требуя возведения полноценного заглубленной ленточного основания.

Допускается создание как монолитного, так и сборного фундамента. Оба варианта имеют свои плюсы и минусы, но по сочетанию свойств они примерно равнозначны.

Чаще всего, владельцы выбирают оптимальный для себя вариант, исходя из собственных представлений, возможностей и доступности техники или материала.

Виды деформаций фундаментов и оснований

1. перекос
   — разность осадок двух соседних фундаментов, отнесенная к расстоянию между ними (характерен для зданий каркасной системы);
2. крен
   — разность осадок двух крайних точек фундамента, отнесённая к расстоянию между этими точками; характерен для абсолютно жёстких сооружений компактной формы в плане;
3. относительный прогиб
   или
   перегиб фундамента
   — отношение стрелы прогиба к длине изогнувшейся части здания или сооружения.
4. закручивание
   — вращение фундамента вокруг своей оси.
5. сдвиг
   — горизонтальное смещение от сейсмических и других нагрузок.

Вертикальные деформации оснований зданий и сооружений подразделяются на два вида:

1. осадки
   — деформации уплотнения грунта под нагрузкой, не сопровождающиеся коренным изменением сложения грунта;
   абсолютная осадка
   отдельного фундамента;
2. средняя осадка
   здания или сооружения, определяемая по абсолютным осадкам не менее чем трёх его отдельных фундаментов или трех участков общего фундамента;
3. дополнительная осадка
   от увлажнения грунтов оснований дождевыми и талыми водами, снижение их несущей способности, отсутствии планировки прилегающей территории, неисправности отмосток, промерзании основания при недостаточной глубине заложения фундаментов, наличии под фундаментами старых, небрежно засыпанных выработок, оползневых и карстовых явлений, увеличении давления на грунт при дополнительной нагрузке фундаментов (установка более тяжёлого оборудования, надстройка зданий и т. д.), динамических воздействий ударного или вибрирующего оборудования на фундаменты и основания при водонасыщенных песчаных грунтах, неисправности сетей водопровода, канализации, теплофикации, утечки из них воды и, как следствие, чрезмерное увлажнение или размыв грунта оснований, утечки под фундаменты агрессивных производственных сточных вод из неисправных сетей канализации и других факторов.

• просадки
  — деформации провального характера, вызываемые коренным изменением сложения грунта (уплотнением лёссовидных грунтов[2] при их замачивании, уплотнением песчаных грунтов рыхлого сложения при динамических воздействиях, оттаиванием мёрзлых грунтов и т. д.).

Особенности постройки

Все здания, в зависимости от нагрузки, которую они возлагают на основание, условно подразделяются на тяжелые и легкие.

Если в почве обнаруживается значительное пучение, силы которого превышают вес всего здания, то строят легкую конструкцию с неглубоким жестким фундаментом. А если собираются строить большой тяжелый дом, вес которого будет превышать касательные суммарные силы сезонного пучения, то нужно строить фундамент, который глубоко залегает и будет помогать перераспределять нагрузку на строение.

Суммарная масса здания будет зависеть от того, из какого материала сделаны его стены. Легким материалом является дерево (бревенчатые, каркасные, стены из бруса). Тяжелыми материалами для стен являются: бетонные блоки, кирпич, наливной бетон, которые используются для строительства многоэтажек свайного или ленточного типа, с плитным несущим перекрытием, изготовленным из железобетона.

Также на выбор особенностей и конфигурации фундамента влияет тип конструкции здания, а именно: нюансы расположения главных несущих частей здания (перекрытий, стен, опорных колонн и т. д.). В некоторых случаях также учитывают и способы эксплуатации здания, к примеру: будет ли постройка зимой отапливаться или не будет. Также не следует упускать из виду наличие в здании заглубленных помещений – следует заранее предусмотреть их тщательную защиту от проникновения в них вод, залегающих в грунте (грунтовых вод).

Расчёт фундаментов

Теории расчётов осадок фундаментов

Для вычисления расчётных осадок фундаментов зданий и сооружений выбирают расчётную схему основания исходя из характера напластования грунтов, конструктивных особенностей сооружения и размеров фундамента. Существует более двухсот методов (теорий) расчёта деформаций оснований, все они имеют свои достоинства и недостатки, вот некоторые из них:

1. метод линейно деформируемого полупространства
   с условным ограничением глубины сжимаемой толщи
   Hс
   ;
2. метод линейно деформируемого слоя конечной толщины (Егорова К. Е.)
   , применяется в следующих случаях: если в пределах сжимаемой толщины Hc, определённой как для линейно деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформации
   Е1
   ≥ 100 МПа и толщиной
   h1
   ≥
   Hс
   (1 — (
   Е2
   /
   Е1
   )^1/3), где
   Е2
   — модуль деформации подстилающего слоя грунта с модулем
   Е1
   (пп. 7, 8 [4]);
3. ширина (диаметр) фундамента b
   ≥ 10 м и модуль деформации грунтов основания
   Е1
   ≥ 10 МПа.

Примечание. По схеме линейно деформируемого пространства осадка фундамента может быть определена и методом эквивалентного слоя по Н. А. Цытовичу

• метод эквивалентного слоя грунта (Цытовича Н. А.)
• метод послойного суммирования
  — точность прогноза осадок понижается с увеличением площади фундаментов и глубины отрываемого котлована.

Общие теории

Расчёт фундаментов

для зданий и сооружений начинается с выбора типа фундаментов. Прежде всего требуется определить геометрию (размеры) фундаментов, исходя из их устойчивости и прочности применяемых материалов, для этого нужно выполнить следующие условия:

• Установить глубину заложения подошвы фундамента
  , зависящую от следующих факторов:

1. расчётной глубины промерзания грунтов;
2. технологических решений;
3. конструктивных решений (конструктивных особенностей подземной части сооружения: наличие или отсутствие подвала; отдельные фундаменты под колонны, ленточные под стены или сплошная монолитная плита под всё сооружение; монолитные или сборные фундаменты и пр.);
4. геологических изысканий (характера напластования и состояния грунтов: просадочность, пучинистость и др.);
5. гидрогеологических изысканий (уровень грунтовых вод — УГВ);
6. массивности возводимого здания (два этажа или двадцать);
7. особых условий строительной площадки — сейсмичность района (в сейсмических районах принято в среднем заглублять до 10 % всего здания исходя из опыта проектирования и указаний государственных нормативов);
8. наличия построенных зданий и сооружений вблизи, подземных коммуникаций и др.;
9. рельефа местности (горная местность или пологая равнина).

Примечание

. Минимальная глубина заложения фундаментов составляет 0.5 м от уровня планировки, в несущий инженерно-геологический элемент — ИГЭ — 0.2 м. Устанавливать фундаменты желательно выше УГВ, если это возможно, на одной отметке, особенно в сейсмоопасных районах, и на один и тот же ИГЭ.

• Определить размеры фундамента
  :

1. выполнить сбор нагрузок на фундаменты и на основание под ними — N
   (вертикальная нагрузка),
   M
   (опрокидывающий момент),
   Q
   (сдвигающая сила);
2. принять предварительную площадь подошвы фундамента А
   и его размеры в плане (
   b
   ×
   l
   ) исходя из принятого значения
   R0
   (см. п. 5.6.7 СП 22.13330.2011), определив давление по подошве фундамента
   ρ
   (
   p
   =
   N
   /
   A
   ) и сравнив его с реальным значением
   R0
   для выбранных размеров фундамента;

• расчёт прочности материала фундамента

1. выполнить расчёт фундаментов на продавливание (вычислить толщину подушки фундаментов);

• расчёт основания при необходимости

1. расчёт песчаной подушки (для искусственного основания);
2. расчёт глубинного уплотнения и т. д.;
3. проверить прочность слабого подстилающего слоя, если это требуется по результатам оценки инженерно-геологических условий;

• расчёт конечной осадки фундамента

1. выполнить расчёт величины конечной осадки s
   фундамента (и сравнить её с предельно допустимой величиной абсолютной осадкой
   smaxU
   );
2. расчёт осадок двух близко расположенных фундаментов.
3. расчёт абсолютных осадок;
4. расчёт средней осадки;
5. расчёт относительной осадки.

Примечание

. Сравнение полученных расчётом осадок с предельными, приведенными в СНиП, и решение вопроса о необходимости устройства осадочных швов, либо изменении типа и конструкции фундаментов.

• Вычислить величины различных видов деформаций оснований (расчёт устойчивости фундамента)

1. расчёт фундаментов на опрокидывание (отрыв подошвы фундамента допускается обычно не более 1/4 площади, зависит от каждого конкретного случая, например, для фундаментов эстакад отрыв подошвы фундамента не допустим);
2. расчёт фундаментов на сдвиг;
3. расчёт фундаментов на относительную разность осадок, относительный прогиб, выгиб, крен фундамента или сооружения, закручивание.

Как функционирует фундамент

Коробка здания снизу «связана» фундаментом, который является поясом, опоясывающим по периметру несущие стены и удерживающим их на месте. Также фундамент сдерживает возникающие внутри напряжения (к примеру, столбчатые и свайные фундаменты для прочности соединены плитами или балками).

Фундамент берет на себя всю нагрузку, получаемую от здания, и равномерно перераспределяет ее по всему основанию. Так фундамент является самым нижним элементом конструкции здания, то он испытывает самое большое давление. Поэтому, нужно сделать так, чтобы прочность фундамента позволяла укрощать нагрузки, которые действуют зачастую неравномерно и могут сдавливать, растягивать, скалывать основание.

Вес здания переносится от фундамента на основание, таким образом происходит сцепление между зданием и грунтом под ним. При этом на здание могут воздействовать боковые, скользящие, опрокидывающие и выталкивающие подвижки. На подвижных и рыхлых грунтах проводить строительство наиболее сложно, так как фундамент не всегда может опираться на стабильное твердое почвенное основание в верхних слоях – чаще всего основную «работу проделывают» более глубокие и плотные слоя.

Определенные фундаменты могут лучше, чем другие, защищать внутренности дома от проникновения воды из грунта, к примеру – монолитный ленточный фундамент. Особенно актуально это на почвах с более высоким пролеганием грунтовых вод, или в случае строительства подземного гаража, цокольного этажа или подвального помещения.

Итак, относительно фундамента можно сделать следующие выводы:

• он должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать и успешно перераспределять весовые нагрузки;
• фундамент должен успешно противостоять выталкивающим, сдвигающим и опрокидывающим внешним воздействиям;
• он должен обладать большой долговечностью (желательно даже более длительной, чем сама конструкция дома);
• материалы, из которых изготовлен фундамент, должны быть химически нейтральными к составу вод в грунте, а также экологичны;
• фундамент должен обладать наименьшей возможной трудоемкостью возведения при максимальной его прочности.

Первостепенной задачей является выбор типа фундамента в зависимости от типа грунта, а уже потом – в зависимости от конструкции дома.

Литература

Российская

• СП (Свод правил)
  СП 24.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 (1995, с поправкой 2003) текст) Свайные фундаменты. (текст)
• СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.
• СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов.

• СНиП (Строительные нормы и правила)

• СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками. (текст)
• СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты. (текст)
• ГОСТ (Государственный стандарт)

• ГОСТ 23972-80 Фундаменты железобетонные для параболических лотков. Технические условия.
• ГОСТ 24022-80 Фундаменты железобетонные сборные под колонны сельскохозяйственных зданий. Технические условия.
• ГОСТ 24476-80 Фундаменты железобетонные сборные под колонны каркаса межвидового применения для многоэтажных зданий. Технические условия.
• ГОСТ 28737-90 Балки фундаментные железобетонные для стен зданий промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Технические условия.
• ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений.
• ТСН (Территориальные строительные нормы)

• ТСН 50-302-2004 Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге
• МГСН (Московские городские строительные нормы)

• Руководства, рекомендации, справочники и пособия

• Рекомендации по расчету, проектированию и устройству свайных фундаментов нового типа (1997).
• Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83).
• Нормативная литература близкая по теме

• СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты.
• Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83).
• ГОСТ 24379.0-2012 «Болты фундаментные. Общие технические условия»
• ГОСТ 24379.1-80 Болты фундаментные. Общие технические условия. Конструкция и размеры.

Зарубежная

См. также

• Грунтовые воды и водопонижение
  Дренаж
• Подземные воды
• Водоносный горизонт
• Гидрогеология

• Типы и виды фундаментов

• Ленточный фундамент
• Конструктивные решения в конструкциях фундаментов

• Основания фундаментов

• Карст
• Термокарст
• Геология
• Инженерная геология
• Инженерные изыскания (строительство)
• Сооружения

• Подвал
• Ростверк
• Прочее

• Предельное состояние

Как вам статья?

Сергей

Задавайте свои вопросы эксперту в комментариях

Задать вопрос