Проектирование фундаментов

Одним из передовых ориентиров в области частного, промышленного и капитального строительства является проектирование фундаментов с перспективой снижения стоимости и улучшения качества. Причина – значительный процент от стоимости строительства в целом уходит на возведение основания зданий и сооружений.

Сэкономить бюджет без потери качественных характеристик помогает профессиональный подход к оценке почвенных условий строительной площадки, нагрузок и особенностей планируемого здания; к грамотному составлению и осуществлению плана работ.

Проектирование фундаментов

Основание, не соответствующее характеристикам, является самой важной и фатальной ошибкой при возведении частного загородного строения. Вероломность заключается в том, что зачастую это несоответствие не дает о себе знать сразу. Застройщики развивают работы дальше, несмотря на то, что это уже потеряло смысл.

Этот этап – основа соответствующей эксплуатации. На него возложена миссия по длительному выдерживанию нагрузок от строительных материалов, отделки, мебели, техники, оборудования, самих проживающих. Нарушение норм и правил неминуемо ведет к неравномерной усадке. Дальше – перекосу конструкции. В итоге – трещинам и полному разрушению.

Постараемся в этой статье дать полноценную картину типологии базисов, предоставить знания для предварительного выбора на основании тех или иных условий, что в итоге приведет к грамотному проектированию фундаментов, разговоре на одном языке с инженерами, невозможности ввести собственника в заблуждение, к экономии средств на услуги и смету.

Проектирование оснований и фундаментов

Проектирование оснований и фундаментов происходит с сохранением основополагающей задачи: подошва опоры, ее корпус и ее надземный каркас составляют единое звено, в котором все взаимосвязано. Характеристики каждого элемента так или иначе сказываются на другом. Именно поэтому планы составляются с учетом всех нюансов и мелочей, лишь затем они переходят в исполнение.

Строительство – та отрасль, где чаще всего важно не просто верно соблюсти технологию, а заранее все осмыслить, продумать, представить, пережить, мысленно оказаться в том, что только на стадии фантазий. Сложно самому без базовой подготовки вслепую нащупать все подводные камни. Для этого и существуют инженеры, проектирование для которых – профессиональная обязанность. Полноценный и подробный план может составить проектное бюро. Часто такая услуга доступна и у застройщиков. В Эндбери же возможно на абсолютно безвозмездных началах перевести любой план (полученный от подрядчика, найденный в интернете или даже нарисованный на салфетке) в свайное поле:

Условно именно составление чертежей является первым, нулевым этапом возведения любого строения. На практике есть несколько подготовительных моментов, без понимания которых дело не увенчается успехом:

  • Установите предназначение постройки. К бытовке, беседке, летнему домику и особняку в несколько этажей предъявляются требования разного класса ответственности, согласитесь. Разница колоссальная.
  • Определите суммарную площадь. Здесь важно учесть, сколько людей будут проживать на постоянной основе, а сколько лишь изредка посещать. Какие помещения будут отданы под жилые, хозяйственные, бытовые, общие. В конце концов, сколько этажей планируется.
  • Подо что будут отведены помещения. Прелесть собственного загородного имущества, которое только планируется к реализации в том, что в отличие от квартиры, нет необходимости подстраиваться под типовые планировки. И если есть желание обустроить мастерские, кабинеты, большую кухню или даже спортзал с сауной – все возможно. Важно лишь продумать это заранее и рассчитать давление от задуманного на фундамент.
  • Учесть строительные материалы. Это основная нагрузка. Учтите, из чего будут возведены стены, перегородки, перекрытия, фасады, внутрянка, кровля и прочие моменты, существенно влияющие на массу сооружения в целом.
  • Определите точки ввода и вывода коммуникаций. Если с домом на сваях не составит труда обустроить системы автономного водоснабжения, водоотведения, электрификации и прочих закладных, то при желании возвести плиту или ленту важно сделать это заранее. Чтобы потом не бурить бетонные стены, снижая качественные эксплуатационные характеристики.
  • Изучите грунт. Обратите внимание, где проходит твердый несжимаемый слой почвы, где проходят грунтовые воды и насколько они агрессивны, какой ландшафт участка, есть ли перепад и насколько он активен, нет ли в земле остатков старых конструкций, крупных корней, строительного мусора.

Дополнительно стоит обратить внимание на расположение будущих сооружений. Их близость к дороге, забору, соседям, выгребным ямам, крупным деревьям загоном для скота и прочих индивидуальных особенностей местности. Многие опирают чертежи на стороны света, располагая окна так, чтобы можно было любоваться закатами или встречать рассветы. Чтобы получить как можно больше солнечных лучей или, напротив, спрятав от них жилище.

Проектирование и устройство фундамента: последовательность составления

Стадии, по которым проходит процесс:

  1. Геологические изыскания участка проводятся с целью изучить ландшафт, особенности почвенных пластов и других характеристик грунта (прохождение подземных вод, их уровень и прогноз его изменения, химический состав; способность пластов двигаться и деформироваться);
  2. Изучение документации планируемой постройки, габаритов, материалов, тяготения к усадке;
  3. Расчет дополнительных нагрузок от осадков, конструктивных элементов;
  4. Предварительный подбор типа основания, его габаритов и материалов;
  5. Сопоставление несущей способности с предполагаемыми нагрузками;
  6. Внесение финальных корректировок и поправок в план опорного поля;
  7. Утверждение плана;
  8. Формирование чертежей и схем;
  9. Начало работ по возведению.

Вышеперечисленные пункты выполняются не только на основании опыта и профессиональных навыков специалистов, а строго соответствуют строительным нормам и правилам, принятых в стране.

Индивидуальный или типовой проект: что выбрать?

Начнем с того, что понятие “типовой” неприменимо для фундаментов. Задача базиса – создать идеально ровную площадку под дом, проект которого уже может быть типовым. Потому что строить на ровной площадке можно что угодно. Остов же обязан нивелировать все недостатки почвенных особенностей. На свете нет даже двух абсолютно идентичных земельных надела. Грунт может быть условно благоприятным, но это все равно не будет означать, что он идентичен тому, под который составлялся типовой экземпляр.

Как раз по этой причине мы настоятельно рекомендуем перед любыми монтажными работами изучить почвенный разрез. В идеале – полноценные инженерно-геологические изыскания с множественными глубокими лунками и изучением образцов в лаборатории. Нет такой возможности – хотя бы экспресс-геология с меньшими числом и глубиной пробуренных отверстий, определением состава на глаз и ощупь.

Обратите внимание, что чем предположительно тяжелее будущее строение, тем больше должно быть количество шурфов и их глубина. Под небольшой дом рекомендовано бурить как минимум 4 отверстия глубиной в 5 метров по разным углам пятна. Для тяжелого каменного, кирпичного строения число лунок и их заглубление значительно увеличиваются.

Работа полностью вслепую, наугад, приведет либо к тому, что сваи изначально будут слишком длинными, достигнут отказа, оставив сверху значительную часть столба, что нерационально дорого обрубать, но и дальше не забьешь. Второй вариант еще хуже – сваи могут провалиться в землю. А это либо необходимость менять полностью технологию или материалы, достать забитый элемент невозможно, поэтому придется переносить свайное поле,переносить сроки монтажа и платить неустойки за простойку или прогон техники. Все перечисленное в конце явно дороже геологии.

После получения информации с полевой, лабораторной и камеральной части, либо мини-исследований, решив точную архитектуру помещений, можно приступать к подготовке планов, чертежей и схем, основываясь на: вес конструктивных элементов, эксплуатационные нагрузки, осадочный вес, характеристики почвы пятна застройки.

И пускай пословица “скупой платит дважды” звучит не очень красноречиво и даже немного обидно, но она действительно правдива. Чтобы стройка не высасывала деньги постоянно, важно на нулевом этапе не поскупиться на важные моменты.

Зона ответственности грунта

Несущая способность почвы – практически самая важная составляющая несущей возможности фундамента. Особенности, определяющие годность, основываются на структуре и показателях влажности. Если сравнить сухой и влажный грунт, первый считается менее связным, второй – более связным. Но если брать влажный грунт как середину шкалы увлажненности и сравнивать его уже с переувлажненным, то у второго связность ниже, чем у первого. Плывун вообще считается самым коварным, опасным, зоной особой ответственности. В идеале совокупность почвенных прослоек должна быть:

  1. Прочной;
  2. Слабо сжимаемой;
  3. Равномерно сжимаемой;
  4. Не перенасыщенной влагой.

Для понимания критерия “прочность” сравните, какую нагрузку оказывает планируемое здание на квадратный метр с тем весом, который этот самый квадратный метр в состоянии выдержать. В случае со сваями несущая способность складывается из почвенной и свайной.

Таблица расчетное сопротивление грунтов

Миссия остова – сделать давление нагрузок равномерным. Вес материалов и особенно тяжелых конструкций не должен представлять угрозу неравномерной усадки, а в последствии – трещин и разрушений.

Прослойки, их структура и характеристики, подразделяются на виды: скальные, осадочные и рыхлые. Первые способны выдержать колоссальные нагрузки, но работы с ними максимально сложные. Вторые считаются оптимальными для строительства. А вот третьи создают множество проблем. Это песок или глина, различающиеся тем, что:

Обезвоженный песок не изменяется по объему, связность на минимуме;
Обводненная глина напротив, увеличивается в объеме и становится связной (но до определенного момента, обсуждали чуть выше);
Микс песка и глины с легкостью превращается в плывун, теряя несущие характеристики. Но многолетние отложения неплохо показали себя в области базиса. Такая разновидность распространена на территории Московской области, служит остовом для множества коттеджных поселков и СНТ. Однако рождает такое явление, как морозное пучение, о котором стоит поговорить отдельно.

Морозное пучение

Начнем с того, что идеальным фундаментом для глинистых грунтов, характеризующихся капиллярностью, является именно свайный. Нижняя часть опор никогда не базируется в глинистых прослойках. После инженерных изысканий проект составляется так, чтобы их пройти и опереться на более глубокий несущий пласт. Дело в том, что глина способна вмещать много влаги. И делать это неравномерно. А набранная влага с процессом замерзания и оттаивания постоянно меняется в объемах. Фундамент в сцепке с такими подвижками поднимается и опускается, деформируя все вышестоящее. Сваи же просто допускают движение глины с водой по своим боковым стенкам.

Некоторые застройщики возмущаются – обещали, что морозное пучение сваям не грозит, на деле у меня отлетел весь цоколь. Обратите внимание, цоколь разрушится только в том случае, если вы не заложите определенный промежуток от границы атмосфера-грунт. Как мы уже сказали выше, гуляет не сам фундамент, а земля по отношению к нему.

Кстати, бытует мнение, что менее тяжелые дома не нуждаются в глубоком фундаменте. Именно феномен морозного пучения опровергает миф. Тяжелое строение способно давить на остов, препятствуя выталкиванию. Малые нагрузки с задачей вряд ли справятся и будут также “гулять”.

Проектирование фундаментов зданий на сваях

Несущие возможности у каждого типа сваи, каждого материала, шага, сечения и длины различные. Даже расположение в поле влияет на стойкость к нагрузкам. Различают:

  • Одиночные сваи;
  • Свайные поля с линейным или шахматным расположением опор;
  • Пятна с усилениями;
  • Конструкции с обвязкой;
  • Конструкции с ростверком.

Марка бетона, класс стали, тип армирования – все это необходимо учитывать. Согласитесь, процесс ответственный, непростой, требующий знания стандартов и нормативов, при этом опирающийся на профессиональные навыки и опыт. Поэтому, лучше доверить создание документации специализированной компании.

Проектирование фундаментов на винтовых сваях

Винтовые сваи представляют собой трубы с заостренным наконечником и приваренной лопастью с одной стороны и технологическими отверстиями с другой. В техотверстия вставляется стрела экскаватора, а лопастная острая часть при оказании вращательных действий экскаватора закручивает тело сваи до отказа.

Технология заключается в том, чтобы пройти все проблемные прослойки, о которых шла речь выше, найти ту самую твердую, несущую, несжимаемую и винтом забуриться в нее, надежно якорясь. Трубы ровные и гладкие, влаге в земле не за что будет “узватить” тело элемента. К тому же пучению помешает лопасть.

Внутренняя полость трубы заполняется бетонным раствором – как из соображений гидроизоляции, антикоррозийного эффекта, так и для увеличения массы опоры.

Проектирование фундаментов на забивных железобетонных сваях

Забивные железобетонные сваи – это конструктивные части остова, внешне похожие на карандаш, заостренный брусок. Имеют 4 боковые грани, продолговатое тело, пирамидальное острие. Внутри расположен арматурный каркас, он заливается бетонной оболочкой. Забивка происходит при помощи мини-копровых установок до момента наступления отказа.

Аналогично предыдущей технологии, ЖБ сваи “ищут” в процессе монтажа несжимаемую опору. Земля остается в нетронутом виде в плане подготовки. А вот в ходе установки стесняется и сжимается под прохождением тела. Поэтому несущие характеристики достигаются не только в месте якорения острия, но также большую роль играет сила трения о боковые грани.

Обе перечисленные технологии можно заказать к проектированию у инженеров компании Эндбери. Данный выбор открывает массу преимуществ:

  • универсальность в отношении почвы, даже самой проблемной;
  • с легкостью нивелируются ландшафтные перепады высот участка без лишних затрат и земляных работ;
  • монтаж возможен в любые сезон и погоду;
  • не остается строительного мусора;
  • сад и огород не придется разворошить;
  • сроки работ под ключ – 1-3 рабочих смены в зависимости от объема;
  • отсутствие процесса усадки;
  • весомая экономия средств в сравнении с другими технологиями