Основа дома - фундамент. Он переносит вес дома на грунт, защищает стены, подвалы и цокольные этажи от грунтовых вод и сырости. Доля фундамента в общей стоимости дома составляет 10-20%, это немало, да и последствия неграмотных решений при устройстве фундамента трудно исправить. Так что каждому застройщику необходимо знать, какие бывают фундаментные конструкции и их альтернативы.
Грунты
Первое, что определяет выбор типа фундамента, - это грунт, его состав, свойства, характер грунтовых вод.
Идеальный вариант - несокрушимая скала или природная каменная насыпь под домом, однако такое бывает редко. Хорошо, если грунт состоит из крупного однородного песка, без линз торфа или крупных валунов, а грунтовые воды расположены глубоко. В этих случаях при правильно распределенной нагрузке фундамент даст равномерную осадку и не будет в дальнейшем испытывать от грунта сильных нагрузок. Нужно только удалить остатки пней, корни, валуны и другие разнородные образования.
Хуже, когда песок мелкозернистый и пылевидный, с примесью глины: если земля насыщена влагой, такой грунт часто обладает свойствами плывуна, а зимой подвержен морозному пучению.
Глинистые грунты (глины, суглинки, супеси) в сухом состоянии служат надежным основанием, но при обилии воды становятся текучими, а зимой, промерзая более чем на метр, насыщенный влагой глинистый грунт с чудовищной силой давит на конструкции фундамента, выталкивая их вверх и в стороны. Кирпичные и газобетонные дома от этого растрескиваются и требуют серьезного ремонта; деревянные - также нередко перекашиваются и испытывают серьезные деформации. Чтобы этому воспрепятствовать, требуются специальные меры и конструктивные решения. В частности, если глубина заложения подошвы фундамента на хорошей песчаной почве не зависит от залегания грунтовых вод (лишь бы она была более полуметра), то на глинистых почвах при высоких грунтовых водах фундамент приходится заглублять до уровня промерзания почвы (для Петербурга это примерно 120 см, для Пскова - 105 см, для Петрозаводска - 135 см).
Иногда, чтобы не закладывать фундамент глубоко, для него устраивают песчаную подушку, начиная с расчетной глубины. В целом ее толщина должна быть не более половины всей высоты фундамента. Для подушки используют средне- или крупнозернистый песок, засыпая его в котлован слоями по 150-200 мм, тщательно утрамбовывая и проливая водой каждый слой. Но не всякий песок подойдет, и сыпать его просто так грузовиками не следует. А, например, в обводненных пучинистых грунтах создание песчаной подушки не рекомендуется без устройства дренажа, иначе возможно заиливание песка и потеря им первоначальных свойств. Иными словами, однажды под вашим домом окажется совсем не то, на что он рассчитан. С печальными последствиями.
Для устройства фундамента можно использовать окол камня из карьеров, половняк (разбитый пополам или на более мелкие части кирпич), щебень, гравий и пр. Материалы укладывают враспор со стенками траншеи, слоями толщиной 20-25 см, каждый слой поливают раствором и плотно утрамбовывают.
Наконец, худшее из возможных оснований - торф, способный выдержать разве только дачный туалет. В строительстве торф приходится просто убирать, засыпая котлован песком.
Виды и материалы
Кроме грунта, выбор типа фундамента определяется его требуемой долговечностью. Так, основательные ленточные и плитные бетонные фундаменты могут служить лет 150, фундамент из отдельных бетонных или кирпичных столбиков - 30-50 лет, «курьи ножки», иначе говоря, деревянные столбики («стулья») из сосновых пней с корнями, - 10 лет. Важна и конструкция дома, его вес и материал стен: ни к чему возводить под дачный домик сооружение, как под крепостную башню, или устанавливать кирпичный дом «на курьих ножках». Самые мощные фундаменты - с забивкой свай - нужны для многоэтажных домов и в частном строительстве практически не применяются. И все же: забивка свай в Москве. Из всех конструкций чаще всего встречаются:
- легкие и экономичные столбчатые фундаменты;
- универсальные плитные;
- прочные и тяжелые ленточные.
Надо отметить, что традиционные конструкции фундаментов из кирпичной кладки постепенно вытесняются монолитным железобетоном, так как кирпич, раствор и оплата работы каменщиков суммарно обходятся дороже готового бетона с доставкой от ближайшего бетонного завода. Еще накладнее фундаментные блоки, их доставка, разгрузка и укладка монтажным краном. Для устройства монолитного фундамента требуется соответствующая строительная квалификация специалистов при проектировании и изготовлении армирования. Заливку бетона можно доверить рабочим низкой квалификации.
Кроме экономических преимуществ, бетон лучше и конструктивно - он прочнее, обладает необходимой плотностью, морозостойкостью, водонепроницаемостью, химической стойкостью к агрессивной среде и т. п.
Столбчатый фундамент
Для легких рубленых, каркасных или щитовых домиков наиболее экономичны столбчатые фундаменты. Используют обычно камень, кирпич, бетон и железобетон в форме готовых блоков или с заливкой на месте. Расстояние между столбами должно быть 1,5-2,5 м. Столбы обязательно ставят во всех точках сосредоточения нагрузок - углах, местах пересечения стен, под стойками каркаса и опорами тяжело нагруженных прогонов. Минимальное сечение кирпичных столбов - 500 х 500 мм, бетонных - 400 х 400 мм. Под совсем легкие каркасные дома сечения могут быть еще несколько уменьшены. Простейший фундамент типа «плавающих столбиков» состоит из песчаной подсыпки на месте убранного растительного слоя, тротуарной плитки 600 х 600 мм и кирпичного либо бетонного столбика 400 х 400 х 500 мм. Все необходимые для него материалы могут быть подвезены к месту строительства даже в багажнике автомашины.
Иногда на коварных глинистых грунтах столбчатый фундамент глубокого заложения делают даже под не слишком тяжелые каменные стены, так что дом оказывается стоящим словно на ходулях. По верху столбов укладывают обвязочные железобетонные или металлические балки в качестве опоры для кладки стен. Если предполагается значительная нагрузка, столбы должны быть выставлены строго вертикально, балки следует опирать точно на центр столбов, чтобы нагрузка распределялась равномерно. Рассчитывая сечения и площади, нужно обязательно учитывать вес дома и несущую способность грунта. Столбчатые фундаменты можно устраивать под облегченные строения из кирпича (не более двух этажей, стены толщиной 250 мм с утеплителем, цокольное перекрытие из железобетона, остальные перекрытия деревянные) либо под дома из газобетона и большие каркасные сооружения, где недопустимы сезонные перекосы из-за пучения грунта (например, под остекленные оранжереи и т. п.).
Практически обязательным элементом столбчатого фундамента оказывается забирка - легкая стенка между столбами, утепляющая подпол, а также защищающая его от попадания снега, влаги и пыли (а также, что греха таить, от бродячих собак, крыс и других нежелательных квартирантов). Желательно, чтобы ее поверхность по всему периметру дома была однородной и по форме, и по фактуре. Легкую декоративную забирку делают из асбоцементного шифера, прикрепляя его болтами к опорным балкам дома. Требовательные домовладельцы используют специальные цокольные панели, имитирующие кладку из натурального камня.
Традиционную забирку делают из кирпича или бетона, с минимальной толщиной стенки 100-120 мм и заглублением в грунт 200-300 мм. Если грунт пучинистый, под забиркой необходима песчаная подушка толщиной 150-200 мм и шириной не менее 300 мм. Еще лучше, чтобы бетонные элементы вообще не касались земли: между ними должно быть свободное пространство 50-100 мм, тогда им не страшны ни почвенная влага, ни морозное пучение грунта. Это пространство закрывают шифером или панелями, присыпают песком, а лучше - керамзитом. Для вентиляции подполья в цоколе с каждой стороны дома предусматривают отверстия 150 х 150 мм, закрытые решеткой или сеткой. На зиму отверстия закрываются пробками.
Плитный фундамент
Универсальным вариантом конструкции фундамента для частного домостроения является монолитная железобетонная, гладкая либо ребристая плита под всей площадью дома. Такой «плавающий» фундамент пригоден для строительства на всех грунтах при любой глубине залегания грунтовых вод. Он дороже столбчатого, но дешевле ленточного. Поскольку эта технология требует относительно большого расхода бетона и арматуры, использовать ее целесообразно при сооружении небольших и компактных построек без высокого цоколя, в которых сама плита выступает в качестве основания пола. На плите можно ставить кирпичный, брусовой или каркасный дом в один или два этажа. Также плитный фундамент необходим при строительстве на неравномерно и сильно сжимаемых грунтах, например на насыпных грунтах, песчаных подушках, слежавшихся свалках, сильно пучинистых грунтах и т. п.
Как один из видов такого фундамента можно предложить монолитную железобетонную плиту толщиной 70 мм с прочной арматурной сеткой по верху. Под фундамент устраивается песчано-щебеночная засыпка толщиной 400 мм. Плита фундамента имеет снизу сетку ребер жесткости через 1500 мм (каждое ребро - треугольного сечения, высотой 200 мм, с тремя прутьями арматуры по углам, перевязанными проволокой). По контуру плита фундамента опоясана мощным трапециевидным ребром сечением 350 х 450 мм, имеющим соответствующее армирование.
Ленточный фундамент
Это самый мощный, трудоемкий и дорогой фундамент, который, однако, пригоден для очень тяжелых и капитальных домов с бетонными, каменными, кирпичными стенами или тяжелыми перекрытиями. При наличии под домом подвалов, теплых подполий, гаража или цокольного этажа необходим фундамент именно такого типа.
Иногда ленточный фундамент применяют как «урезанный» вариант плитного. Естественно, в этом случае обязательно его качественное армирование. Незаменимы ленточные фундаменты и в том случае, когда цоколь выполняет роль подпорной стенки для грунта.
Конструктивно ленточный фундамент представляет собой систему толстых стен (выложенных из кирпича, блоков или отлитых из бетона) под всеми наружными и внутренними капитальными стенами. Подошва фундамента располагается обычно на 20 см глубже границы промерзания. Если грунт сухой или песчаный, фундамент можно закладывать выше глубины промерзания, но не меньше чем на 50-70 см от уровня земли.
Минимальная толщина фундамента зависит от толщины стен здания, использованного материала и воспринимаемых нагрузок: железобетонного - от 100 мм; бетонного - 250 мм; бутобетонного - 350 мм; кладка из естественного камня - 500 мм, из бута-плитняка - 300 мм. Над поверхностью земли бетон укладывают в опалубку до нужной высоты, выравнивают раствором и устраивают гидроизоляцию. Верхняя часть ленточного фундамента обычно служит цоколем. По отношению к плоскости наружной стены цоколь может быть западающим, выступающим или заподлицо с ней.
Стандартный элемент защиты от дождевых и паводковых вод цоколя и фундаментов - опоясывающая дом отмостка. Обычно ее делают из бетона или асфальта, шириной не менее 600 мм, на 150-200 мм дальше выноса карниза.
Подвалы
Хотя подвал под домом весьма популярен, беспристрастный экономический расчет не оправдывает его устройство, особенно при высоко стоящих грунтовых водах, а также в тех случаях, когда дом предназначен для сезонного проживания. Не окупаются затраты на сооружение подвала и хранением в нем овощей для семейного потребления. Сооружение стен и пола подвала значительно сложнее строительства простого фундамента. Они должны противостоять давлению грунта, защищать подвал от воды и в какой-то мере обеспечивать теплоизоляцию помещения. Для выдерживания боковой нагрузки наружные стены подвала следует подпереть внутренними стенками через 3-4 м. При этом при глубине подвала 2,5 м железобетонные стены должны иметь толщину не менее 300-400 мм. Глубина заложения фундаментных стен должна быть на полметра ниже пола подвала. Даже в идеальных условиях, когда грунтовые воды залегают ниже уровня пола подвала, его стены и пол должны быть тщательно гидроизолированы, чтобы в подвале было сухо. Если грунтовые воды проходят выше пола, гидроизоляция становится еще более непростой задачей. В конце концов, для хранения заготовленных на зиму овощей и консервов проще сделать стальной, заведомо герметичный кессон.
Труднее всего обустроить вход и тем более въезд, если в подвале планируется гараж. Через такие въезды в подвал беспрепятственно проникают дождевые и талые воды. Для защиты от них перед лестницей (или пандусом) следует поставить «порог» высотой 20-30 см, а над ней (или пандусом) соорудить крышу. Непосредственно под входом в подвал полезно сделать водосборник - траншею, закрытую решеткой, из которой вода будет уходить либо в магистральную канализацию, либо в расположенный неподалеку овраг (если таковой есть), либо в дренажную скважину (если не помешают грунтовые воды).
Чтобы создать в подвале оптимальные условия для хранения овощей, оборудования в нем гаража или бани, придется организовать вентиляцию. Вытяжная труба должна начинаться в верхней части подвала и выходить вместе с остальными вентиляционными трубами на крышу дома. Для улучшения тяги ее желательно проложить рядом с дымовым каналом печи или отопительного котла. Приточная труба начинается на чердаке и кончается в нижней части подвала. Летом естественной тяги может оказаться недостаточно, и в вытяжную трубу придется поставить вентилятор.
Утепление фундаментов
Появление экструдированного пенопласта открыло новые возможности в строительстве фундаментов. Особенностью этого материала является герметичность ячеек размером 0,1-0,2 мм: зарытый в землю, такой пенопласт не намокает и сохраняет технические характеристики десятилетиями. В то же время он достаточно прочен, чтобы выдерживать возможные нагрузки. Теплопроводность пенопласта общеизвестна - он один из лучших теплоизоляторов. Слой пенопласта, уложенный вокруг дома и присыпанный землей, уменьшает глубину промерзания грунта до минимума. То же самое может быть сделано под крыльцом, садовыми дорожками (если они имеют качественное мощение, а грунт пучинистый), под подъездом к гаражу, в местах прокладки инженерных коммуникаций.
Необходимость теплоизоляции стен подвала очевидна - потери тепла через подземную часть коттеджа в некоторых случаях составляют до 20% общих теплопотерь. Если подвал отапливается, теплоизоляция защитит его от промерзания, поможет предотвратить образование конденсата, появление сырости и развитие плесени. Даже утепление неотапливаемых подвалов имеет смысл. Поскольку температура грунта на глубине 2 м никогда не опускается ниже +5-10°C, теплоизоляция подвала позволяет в зимний период поддерживать в нем без отопления температуру до +10°C, благодаря чему можно использовать его в качестве хранилища.
Слово экспертам
Мнение специалиста
Илья АРАСЛАНОВ, технический консультант ООО «Торговый дом «УРСА»:
Часто заказчики обращаются к техническим специалистам с вопросом: «Как решить проблему промерзания стен подвала дома?». Это должно решаться еще на этапе проектирования будущего здания. В настоящее время практически идеальным материалом для утепления стен подвала является экструдированный пенополистирол.
Экструдированный пенополистирол «URSA FOAM» имеет показатель морозостойкости, составляющий 500 циклов замораживания и оттаивания, выдерживает кратковременную распределенную нагрузку 500 кПа и постоянную 150 кПа в течение 20 лет, в ходе эксплуатации сохраняет стабильные физико-механические свойства, форму и размеры не менее 50 лет. В совокупности эти показатели характеризуют долговечность конструкции.
Несмотря на органическую природу сырья, этот материал обладает абсолютной устойчивостью к воздействию органических кислот, выделяемых микроорганизмами, поэтому может использоваться в конструкциях при непосредственном соприкосновении с грунтом и растительностью.
На практике эффективно проводить комплексное утепление подземной части здания путем одновременной установки внешней горизонтальной теплоизоляции и теплоизоляции пола с помощью экструдированного пенополистирола.
Для предотвращения промерзания тела фундамента необходимо устроить вертикальную наружную теплоизоляцию из плит «URSA FOAM», которая также будет защищать вертикальную гидроизоляцию от перепадов температуры с «плюса» на «минус» и механических повреждений.
Борис ШВАНОВ, директор по строительству ООО «Стройпроектсервис»:
Нет сомнений, что значительная доля успеха в загородном строительстве обусловлена правильностью выбора типа фундамента, принятыми конструктивными решениями, а также соблюдением СНиП при проведении работ. Поэтому еще раз повторим: тип и конструкцию фундамента должен определить специалист.
Опыт показывает, что в большинстве случаев может быть использован ленточный фундамент, в частности, на буронабивных сваях (тип свай - висячие). Низ сваи должен находиться ниже точки промерзания. При бетонировании свай необходимо выполнить их армирование с выпуском арматуры на высоту будущего фундамента. После снятия растительного слоя следует подготовить основание под устройство фундаментной ленты. Как правило, она устанавливается по периметру и дополнительно - пятая лента по ширине. Выборку грунта под устройство фундаментной ленты необходимо выполнить так, чтобы лента располагалась строго горизонтально и после песчаной подготовки глубина заложения была не менее 200-300 мм от поверхности земли. Высота фундаментной ленты над поверхностью земли определяется высотой снегового заноса, для Ленобласти это 600 мм. Толщина бетонной ленты должна быть не менее 300 мм, что позволяет наиболее эффективно выполнить ее армирование с включением в работу свайного основания. Бетон, используемый для устройства фундамента, должен быть марки не менее 200. Лучше использовать готовый товарный бетон с доставкой спецтранспортом. Важной составляющей также является стоимость. Сравнительный анализ затрат показывает, что такой тип фундамента наиболее эффективен.
Сергей СЕРГЕЕВ, заместитель генерального директора архитектурно-строительной компании «Петров СПб»:
Сказать, что фундамент - это важно, значит, не сказать ничего. Фундамент - основа дома. И стоимость его в конечном итоге составляет не 10, а, как минимум, 25-30% общей стоимости всего здания, потому что учитывать надо не только расход материалов и работы по его монтажу, но и все предварительные инженерные расчеты, геологические и геодезические работы, выбор наружной отделки. Не хотелось бы, чтобы читатели воспринимали статьи в журналах как самоучитель по установке фундамента. Ведь, не разобравшись в грунтах и не зная свойств строительных материалов, можно зарыть в землю газобетон или красный кирпич, посчитать, что фундамент готов, а потом всю жизнь маяться, потому что в сырых грунтах красный кирпич впитывает влагу и подвал превращается в болото. Конечно, человек, имеющий техническое образование и знакомый с новыми технологиями, может самостоятельно рассчитать фундамент, используя современные компьютерные программы. Но если специальной подготовки нет, лучше не рисковать и доверить проектирование и монтаж фундамента профессионалам, сведя к минимуму материальные затраты и получив гарантированное качество выполненных работ.
Алексей ВАРЕСТ, директор ООО «Росенталь»:
В Ленинградской области преобладают глинистые грунты с разной степенью насыщения водой. Случалось, что при рытье котлована под фундамент без предварительного исследования грунта строители наталкивались на водоносный слой, расположенный близко к поверхности земли. Это приводило к существенному увеличению стоимости работ по заливке заглубленного ленточного фундамента. Ленточные фундаменты требуют детального исследования состава грунта, удаления большого объема почвы при земельных работах и, следовательно, большого объема песка и щебня на «подушку». Соответственно, необходимы доски, арматура, стяжки. Вообще, технологически ленточные фундаменты сложнее и дороже плитных и столбчатых. Плитные фундаменты, по-моему, универсальны. Земельные работы при их возведении минимальны. Следует иметь в виду, что чем хуже грунт, тем толще должна быть плита и больше песка и щебня нужно на «подушку». Для того чтобы по краям грунт не промерзал и, соответственно, не создавал давление на плиту, по периметру дополнительно укладывается пенопласт - 1,5 м на глубину 30 см.
