Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий

Как правильно выбрать вид фундамента для частного дома

Поскольку фундамент – это несущая часть всей конструкции дома, от него напрямую зависят прочность, надежность и долговечность строения. Если фундамент деформируется или покроется трещинами, это непременно скажется на состоянии стен и всего дома. Такое может случиться при несоблюдении технологий строительства основания или при неправильном выборе типа фундамента. Чтобы подобрать подходящее для частного дома основание, нужно учитывать некоторые критерии.

Одним из определяющих факторов является тип грунта на участке. Поэтому на подготовительном этапе строительства обязательно проводятся геологические изыскания, в ходе которых специалисты определяют, какой у почвы состав, свойства, уровень грунтовых вод, возможность просадки почвы

Не менее важно знать, какая на участке глубина промерзания грунтов в зависимости от климатических условий местности. Особенности рельефа на участке также имеют значение: не каждый фундамент можно будет построить на территории с сильными перепадами высот

Для определения типа фундамента необходимо грамотно рассчитать нагрузку, которая будет оказываться на основание

Берутся во внимание все составляющие конструкции: стены, кровля, перекрытия, отделка, даже вес мебели в доме

Также важно рассчитать опорную площадь фундамента – от нее будет зависеть степень давления на почву

Глубина промерзания грунта, его состав и уровень грунтовых вод влияют на определение глубины закладки фундамента. Высокий уровень грунтовых вод вынуждает либо заглублять основание, либо увеличивать опорную площадь. Избежать деформации фундамента во время вспучивания грунта зимой помогут качественная гидроизоляция и дренажная система. На грунтах с высокой склонностью к пучинистости фундамент заглубляют на 0,5-1 м ниже уровня промерзания. Если грунт на участке не склонен к пучинистости, то заливку производят на глубину от 1 м.

Практически любой тип фундамента имеет в своем составе цемент

От качества цемента будет зависеть прочность и долговечность основания, поэтому к выбору этого материала тоже важно подойти ответственно

Приобретая цемент, обратите внимание на срок годности, условия хранения и марку производителя

Помимо перечисленных факторов, нужно учитывать близость других построек и техногенную опасность. Любой фундамент увеличивает нагрузку на грунт, и это оказывает влияние на близко стоящие друг к другу постройки

Не менее важно выбрать грамотных специалистов, которые помогут провести расчеты, выбрать тип основания и правильно его возвести. Кроме того, на этапе проектирования здания определитесь со своими запросами и пожеланиями по поводу архитектурно-планировочного решения дома, подумайте о том, понадобится ли вам подвал или цокольный этаж

Материалы для фундаментов

Для строительства используют самые разные материалы, стойкие к воздействиям климатических факторов.

Дерево

Устройство фундаментов из дерева целесообразно при возведении домов из бруса или цилиндрических брёвен, каркасных построек.

Желательно использовать лиственницу, которая не гниёт и до 50 лет служит даже в мокром грунте. Дуб используют реже из-за дороговизны, к тому же древесина этой породы быстро растрескивается.

Дерево подходит для столбчатых (свайных) и ленточных фундаментов.

К достоинствам деревянных оснований относят небольшую цену, быстрое возведение. Ремонт заключается в замене венца. Иногда заменяют не весь брус, а делают вставку (врезку) части изношенного бревна.

Дерево выдерживает деформации и слабо пропускает тепло.

Камень

Каменные виды фундаментов, применяемых в строительстве, изготавливают из следующих материалов:

• бутовой породы — известняка, известкового туфа, гранита, доломита;
• керамического кирпича;
• бетонных блоков.

Природный бут делят на несколько видов: рваный (неровные края), булыжник (округлая форма), постелистый с двумя параллельными гранями и камень-плитняк плоской формы.

Технология заключается в укладке отдельных элементов фундамента с заполнением швов цементно-песчаным раствором.

Из камня строят ленточные и столбчатые основания.

Плюсы каменных фундаментов:

• повышенная прочность и несущая способность;
• экологичность;
• долгий срок службы;
• стойкость к перепадам температур и повышенной влажности.

Трудоёмкость возведения и большое количество ручного труда, сложная кропотливая подгонка отдельных каменей под конфигурацию фундамента, непригодность для многоэтажных зданий — минусы использования материала.

Сборные фундаменты изготавливают из ФБС (блоков строительных). Производят их из бетона или керамзитобетона.

Железобетон

Бетон, армированный стальной и композитной арматурой, называют железобетоном.

Композитная арматура не предназначена для изготовления фундаментов.

В состав входят песок, цемент, щебень и добавки улучшающие физико-механические характеристики. К таким добавкам относят пластификаторы и составы для работы при низких температурах.

Для небольших строений допускается использовать керамзитобетон

Важно обеспечить защиту от влаги части фундамента, находящегося в земле. Этого добиваются оборудованием отмосток и гидроизоляцией наружных стенок

Из бетона строят ленточные, столбчатые, плитные, забивные типы оснований.

• технологичность;
• прочность, способность выдерживать любые нагрузки;
• возможность придания основанию любой геометрической формы;
• доступность в продаже готового к применению состава любых марок;
• устойчивость к любым климатическим условиям;
• стойкость к воздействию влаги;
• простота финишной отделки (при необходимости).

Пенобетон

Новый материал с улучшенными потребительскими свойствами — ячеистый бетон используют для частных домов и общественных зданий. Максимальная высота построек не должна превышать трёх этажей.

Пенобетон не используют для заливки монолитных оснований. Сборные фундаменты возводят из готовых блоков.

Газобетон делится на несколько классов по плотности. Удельная масса варьируется от 300 до 1200 кг/м3.

Блоки сушат естественным или автоклавным способом. Для оснований выбирают изделия, изготовленные вторым способом.

• низкая теплопроводность;
• механическая прочность при правильном выборе плотности;
• точная геометрия;
• простая обработка и резка в домашних условиях;
• долговечность, стойкость к распространению грибка и гнили.

Недостатки связаны со свойствами материала:

• ячеистая, пористая структура способствует проникновению внутрь блока влаги;
• многократные циклы намокания-высыхания быстро разрушают материал;
• невозможность возведения многоэтажных строений;
• необходимость проведения качественной гидроизоляции.

Основное распространение ячеистобетонные блоки получили при возведении домов из пенобетона. Это удобно при заказе и доставке строительных материалов, которые изготавливают на одном предприятии.

Общеизвестный факт, что все здания возводят с фундаментами. Зачем дому нужен фундамент? Назначение фундамента – обеспечение устойчивой опоры здания, передача нагрузок от веса здания и конструкций на грунтовое основание.

Устойчивость и надёжность опор влияет на долговечность и прочность всего здания, поэтому очень важно правильно выбрать тип опорных конструкций

Необходимость геологических исследований

Давление от многоквартирного дома может выдерживать далеко не каждый грунт. Геологические исследования — это одно из самых важных подготовительных мероприятий во время разработки проектной документации для строительства панельных или кирпичных высотных домов.

Место под строительство проходит сканирование ультразвуком. В ходе исследований грунте бурят скважины на глубину около 100 м. На различных отметках производится сбор проб почвы для выяснения состава. Есть единое правило: чем земля тверже и плотнее, тем лучше. В идеале обустройство фундамента многоэтажного дома должно производиться на грунте из скальных пород. Это даст возможность элементам основания нормально справляться с любыми нагрузками на фундамент МКД.

В общем, сооружение многоэтажек можно производить на различных почвах — от сыпучих до скалистых. Но для любого грунта нужно точно определить, какие типы фундаментов можно использовать для многоэтажных домов.

Характеристики почвы и наличие вертикального давления на фундамент — это две основные составляющие, которые влияют на выбор вида основания многоэтажного дома. Но учитывать нужно и иные факторы:

• Наличие карстовых пустот, плывунов, уровень подземных вод и наличие иных подземных аномалий.
• Сейсмические особенности либо напряжение пород естественного и искусственного происхождения в районе сооружения здания.
• Климат. В первую очередь это сезонные температурные колебания, скорость ветра и количество осадков. Если присутствуют значительные ветряные порывы на высоте 350-450 м, как и термическое увеличение в объеме стройматериалов, а также попадание молний, то это вызывает довольно серьезные разовые нагрузки полностью на конструкцию дома, в частности и на основание.
• Находящиеся поблизости тоннели метрополитена, транспортные магистрали, водо- и газопроводы и иные объекты, которые или влияют на монолитность основания, или могут пострадать вследствие непременной осадки грунта.
• Нахождение рядом больших объектов капитальной постройки.

Фундаменты с цокольным этажом

Строительство дома с монолитным цокольным этажом будет стоить дороже и хлопотнее, однако такой проект имеет немало плюсов для застройщика

Во-первых цокольный этаж увеличивает полезную площадь строения (что особенно важно если речь идет о застройке небольшого участка), во-вторых позволяет организовать в нем помещения любого назначения – от гаража до жилых комнат

Основная задача при возведении фундамента с цоколем – правильно выполненная гидроизоляция. Она необходима для предотвращения затопления этажа талыми водами. К сожалению многие застройщики не уделяют этому должного внимания (плохо построенные дома с цоколем нередко затапливает по весне).

Еще, при устройстве такого основания, необходимо учитывать пучинистость грунта, глубину залегания грунтовых вод и сделать правильное водоотведение (ливневку) и отмостку вокруг дома.

Среди достоинств фундамента с цокольным этажом – возможность строительства дома на участках с любым рельефом, способность выдерживать очень большую нагрузку, к тому же цокольный монолитный фундамент позволяет поднять надземный уровень дома на необходимую высоту (что пригодится если у вас участок с перепадом высот).

Практика и теория

По причине недостаточной практики обустройства свайно-плитного фундамента для высоких многоэтажных домов эта область еще не отображена в ГОСТ и СНиП. Условно строителями были разработаны такие правила:

• Почву под плитой необходимо переуплотнить. Для чего во время копки котлована выполняется недобор нескольких метров земли, а во время установки свай предварительно делают отверстие на 10% уже сечения сваи. Когда свая и монолит становятся на место, земля уплотняется в принудительном порядке.
• Самые высокие нагрузки на сваи наблюдаются по углам дома.
• Пара свай большого размера всегда лучше множества коротких изделий. Чем дальше до границы основания, тем короче потребуются сваи.

С учетом уникальности многоэтажных домов 1-й группы ответственности и несовершенства имеющегося свода правил во время сооружения высоток советуют постоянно проводить мониторинг свайных конструкций, состояния почв, бетонного ограждения и ростверка.

Нужно помнить, что бывает первичная и вторичная осадка земли. Когда на основание будет давить вся масса здания в 200 м, деформация почвы иногда принимает критические показатели. Поэтому во время обустройства фундаментов нужно в обязательном порядке определять участки наибольшего вертикального давления. Это места контакта с основанием несущих стен. Если в многоквартирном здании находится стилобат, участки максимального давления необходимо определять особенно внимательно.

Недостатки

• Высокие затраты на строительство. Построка фундамента для многоэтажного дома требует значительных финансовых вложений, так как необходимы материалы высокого качества и трудоемкие работы с их установкой.
• Сложность осуществления ремонтных работ. В случае необходимости ремонта фундамента требуется проведение серьезных работ, которые могут привести к временной или полной остановке функционирования здания.
• Возможность возникновения трещин и деформаций. При некачественном строительстве или неблагоприятных грунтовых условиях фундамент может быть подвержен трещинам и деформациям, что может привести к повреждению всего здания.
• Ограниченная применимость в условиях плохих грунтов. Некоторые типы фундаментов могут быть неэффективными или непригодными для использования в условиях сильного оседания или неплодородных грунтов.
• Трудности при строительстве на неровных участках. При наличии неровностей в месте строительства фундамента необходимо проводить дополнительные работы по выравниванию участка, что также требует дополнительных затрат и времени.
• Ограничение в выборе проектных решений. Постройка многоэтажных домов с определенным типом фундамента может ограничивать выбор архитектурных и конструктивных решений, что может быть нежелательным для комплексного строительства.

Классификация фундаментов по разным критериям

По виду материала:

• железобетонные;
• бетонные — состоят из бетона, заливаются в опалубку с трамбованием;
• бутовые — из бутового камня на цементном растворе;
• бутобетонные — бетон с заполнением бутовыми камнями;
• кирпичные — кладка из полнотелого хорошо обожженного кирпича;
• деревянные — закопанные стойки или деревянные сваи;
• металлические — обычно сваи.

По характеру работы под нагрузкой:

• жесткие — в них можно пренебречь деформацией изгиба;
• гибкие — проектируют их как изгибаемые элементы, работают на изгиб, это плитные, ленточные фундаменты.

Сами фундаменты, так же как и основания, должные отвечать определенным требованиям СНиП:

1. Долговечность.
2. Прочность.
3. Стойкость к вымыванию грунтовыми водами, биологической и химической агрессии.
4. Устойчивость на скольжение и опрокидывание.

Геологическое исследование грунта

Геологическое исследование грунта является одним из важных этапов при строительстве многоэтажных многоквартирных жилых домов. Это процесс, который позволяет оценить свойства и состав грунта на участке, определить его несущую способность и прочность. Геологическое исследование грунта позволяет заранее выявить потенциально опасные зоны и принять меры для обеспечения безопасности и надежности фундамента.

Геологическое исследование грунта проводится специалистами-геологами при помощи специального оборудования и инструментов. Они бурят скважины на участке, достигая нужной глубины, и отбирают образцы грунта для лабораторных исследований. Основные параметры грунта, которые изучаются в ходе исследования, включают такие характеристики, как плотность, влажность, крупность, содержание глины и песка.

По результатам геологического исследования грунта составляются специальные отчеты и карты, которые содержат информацию о слоях грунта и их характеристиках. Эта информация является основой для проектирования фундамента и выбора оптимального типа фундамента, учитывающего все особенности грунта на участке.

Значение геологического исследования грунта

Геологическое исследование грунта играет ключевую роль в строительстве многоэтажных многоквартирных жилых домов

Важное значение геологического исследования заключается в следующем:

• Определение несущей способности грунта – результаты исследования позволяют определить, насколько грунт способен выдерживать нагрузку от здания. На основе этих данных подбирается оптимальный тип и глубина фундамента.
• Предотвращение деформации и разрушения фундамента – геологическое исследование позволяет выявить наличие подземных вод, например, и определить меры по их отводу или укреплению фундамента.
• Обеспечение безопасности и надежности здания – геологическое исследование помогает выявить возможные опасности, такие как оползни или сейсмическая активность, и принять меры для защиты здания и его жителей.

Заключение

Геологическое исследование грунта является важным этапом при строительстве многоэтажных многоквартирных жилых домов. Оно позволяет определить свойства грунта, его несущую способность и прочность. Результаты геологического исследования являются основой для выбора и проектирования оптимального типа фундамента, обеспечивая безопасность и надежность здания.

Фундамент из монолитной плиты

Устройство плитного фундамента.

Плитный тип фундаментов применяется для заложения домов на тех территориях, где отмечается высокий уровень грунтовых вод, и там, где наблюдается почва с низким и неравномерно сжимаемым, подвергающимся деформации грунтом, чтобы изначально исключить возможность деформирования основания и самого здания в периоды активности подземных вод и других сейсмических явлений. При строительстве фундаментов этого типа делают пространственную жесткую арматуру на всей площади будущего здания. Железобетонная монолитная плита может быть построена на месте или привезена в готовом виде. Сначала нужно будет снять верхний слой земли. На той пощади, где будет уложена плита, в зависимости от природы почвы и наличия песка рекомендуют начинать строительные работы с заложения подушки с обязательным ее уплотнением. Усиление железобетонного основания можно сделать с помощью металлической арматуры диаметром в 1 см .

Соединять каркас арматуры оснований любого типа нужно с помощью сварки или с помощью вязальной проволоки. Каркас является пространственным соединителем взаимосвязанных верхних и нижних ярусов используемой для усиления основания проволочной сетки. Он должен быть заложен так, чтобы толщина бетона впоследствии полностью смогла покрыть его. Такая конструкция глубокого основания обеспечивает надежность и долговечность плиты без появления в ее структуре трещин и разрывов, провалов и исключает вероятность движений основания вместе со слоями почвы. Перед укладкой арматуры каркаса для этого глубокого фундамента подушку из песка нужно покрыть рубероидом или другим материалом, который предотвращает утечку цементного молока из траншеи во время укладки бетона.

https://www.youtube.com/watch?v=N1S98nEOv8s

Изоляционный слой стоит укладывать в виде целого основания, что позволит в несколько раз повысить уровень прочности глубокого или мелкого фундамента. Если этим правилом пренебречь и исключить этап гидроизоляции фундамента, то грунтовая влага будет проникать в поры плиты, что приведет к ее разрушению.

Гидроизоляция фундамента

Для сохранения сухости и тепла фундамент защищают от грунтовых вод и осадков – производят гидроизоляцию. Это предотвращает деформацию стен ниже уровня грунта и препятствует набуханию материала от влаги. Попав внутрь конструкции, вода разрушает и арматуру, что приводит к трещинам в стенах и смещению строения. В результате страдает внутренняя отделка дома, появляются плесень и сырость в квартирах. Традиционные способы гидроизоляции фундамента: обмазочная; рулонная; штукатурная. В зависимости от выполняемых задач гидроизоляция классифицируется на: вертикальная; горизонтальная.

Чем обусловлена капитальность фундамента

Капитальным фундамент считают в тех случаях, когда его невозможно разобрать, не нанеся урона всей постройке — поэтому так важно, чтобы он был надёжным, и как можно дольше сохранял работоспособность. Существуют, конечно, технологии восстановления, но стоимость таких работ может доходить до 40% от цены всего здания – так что, ответственность при проектировании фундамента велика

В целом успешную эксплуатацию здания определяет рациональный выбор типа конструкции, его совместимость с реальными инженерно-геологическими условиями. Хотя не только тип фундамента, но и его размер имеет значение: он определяется расчётом, и обязан обеспечить способ передачи нагрузки на основание, исключающий вероятность появления деформаций и осадочных явлений.

При проектировании капитальных фундаментов обязательно учитывают:

1. предельно допустимые величины нагрузок;
2. деформационные свойства грунта, сопоставленные с прочностью материала фундамента;
3. трудовые и экономические затраты;
4. сроки строительства.

Любое принятое решение должно обеспечивать фундаменту устойчивость на сдвиг (скольжение в подошве), хорошо противостоять силам морозного пучения, и не бояться увлажнения грунтовыми водами.

Критерии выбора типа фундамента

Уровень грунтовых вод оказывает решающее влияние на выбор глубины заложения фундамента, поэтому его нужно обязательно определять в ходе изысканий и учитывать в расчётах. Иногда при угрозах сезонного подтопления его искусственно понижают, сбрасывая воду под уклон рельефа.

Если проблема является постоянной, решают её с помощью дренажных систем. Строительство фундамента сопровождается устройством обязательной гидроизоляции горизонтальных и вертикальных поверхностей, но в некоторых случаях предварительно делают выштамповку днища котлована.

Не меньшее значение при определении глубины заложения фундамента имеет и уровень промерзания грунта в зимнее время, ведь вода, замёрзшая в грунте, обеспечивает ему прочность только при отрицательных температурах. При оттаивании он может набухать, оплывать, осаживаться, а иногда и полностью утрачивать свою прочность. Нет воды – значит и замерзать нечему, поэтому самым надёжным считается грунт, в котором уровни воды и сезонного промерзания не пересекаются.

Капитальный фундамент с дренажом

При строительстве на склонах свои трудности, связанные с необходимостью террасирования и укрепления основания, устройством сложной ступенчатой опалубки, правильной организацией головного дренажа. В общем, в каждом конкретном случае решения принимаются индивидуально, на основе результатов проведённых инженерно-геологических изысканий.

Плюсы и минусы

Теперь перейдем к главным преимуществам и недостаткам многоэтажных домов разного типа.

Кирпичные многоэтажки

Если вы берете квартиру в доме из кирпича, то проверяйте его тип. Керамический кирпич считается самым надежным и экологически безопасным.

Также стоит проверить толщину готовых стен, так как между слоями кирпичной кладки не должно быть утеплителя. Он должен находиться только снаружи.

Плюсы:

• не боятся насекомых, грызунов, а также влаги, плесени, грибка;
• не нуждаются в обязательной фасадной отделке;
• не подвержены воздействию осадков;
• не требуют противоусадных технологий;
• обеспечивают безопасность от пожаров;
• по уровню прочности стоят выше панелек;
• позволяют провести перепланировку квартиры;
• создают тихую обстановку внутри квартир – вы не слышите соседей, а они не слышат вас;
• сохраняют комфортный микроклимат внутри помещений;
• экологически чистый состав материалов.

Минусы:

• высокая цена квартир;
• долгие сроки строительства (до 3 лет);
• ограниченность количества этажей;
• требуют дополнительного времени для усадки.

Панельно-каркасные многоэтажки

Практичнее будет найти квартиру в новостройке из многослойных панелей, которые лучше всего сохраняют тепло. Если они будут состоять только из одного слоя, то теплоизолирующий материал слишком скоро начнет терять свои свойства.

Плюсы:

• быстро строятся – от 3 месяцев до 1 года;
• вентилируемое пространство между обшивкой и каркасом исключает попадание влаги, плесени;
• железобетонные плиты обеспечивают их прочностью, устойчивостью к коррозии, а также физическим/химическим воздействиям;
• отличаются низкой себестоимостью;
• по степени звукоизоляции выигрывают у монолитно-каркасных домов;
• позволяют без рисков купить квартиру уже на этапе котлована, а также сократить затраты на ремонт за счет гладких стен;
• противостоят любым погодным условиям;
• служат более полувека;
• стены дышат.

Минусы:

• нельзя сносить стены, перестраивать квартиру по своему желанию;
• образование стыков, плохо заделанных щелей приводят к возникновению сквозняков;
• примерно через 30 лет понадобится капремонт – демонтаж внешней обшивки и замена утеплителей;
• требуют дополнительного слоя тепло-/звукоизоляции.

Монолитно-каркасные многоэтажки

По сравнению с классическими монолитными домами каркасные обладают более высоким уровнем шумо- и теплоизоляции

Мы рекомендуем обращать внимание на жилые объекты с вентилируемыми навесными фасадами. Тогда утеплитель точно не отсыреет и прослужит большой срок.

Плюсы:

• быстро строятся;
• незначительная усадка – можно начинать ремонт сразу после завершения строительства;
• отсутствие несущих стен – возможность выполнить любую перепланировку;
• прочность;
• полное отсутствие швов;
• стоят более 100 лет.

Минусы:

• имеют низкий уровень звукоизоляции;
• требуют дополнительного слоя теплоизолирующих материалов.

Совет: Знания о плюсах и минусах кирпичного или монолитного многоэтажного дома пригодятся вам во время поиска жилья, а затем на этапе приемки квартиры. Для удобства SPbHomes.ru указывает информацию о технологии строительства новостроек Санкт-Петербурга в визитной карточке каждого жилого комплекса.

Факторы, учитывающиеся при проектировании

Разработка проекта фундамента для высотного жилого дома является очень ответственной задачей. Чтобы высотка сохраняла целостность и не была подвержена деформации в течение всего расчетного времени эксплуатации, в процессе выбора вида основания нужно учесть:

• наличие движений грунта, ветровые нагрузки, сейсмическую обстановку;
• возможные горизонтальные и вертикальные нагрузки;
• вид и плотность почвы;
• количество осадков, средний температурный режим в определенном регионе;
• наличие под фундаментом газопровода и водопровода, источников подземных вод, пустот;
• рельефные особенности.

Заключение

Однозначно ответить, какая технология лучше всего подходит для МКД, нельзя. Как вы уже поняли, многое зависит от качества материалов для стен, соблюдения инструкций, опыта строителей

Важно и то, какую цель вы преследуете при покупке квартиры, планируете ли вы жить там много лет или предпочитаете периодически менять жилье. Также стоит заранее предусмотреть планировку квартиры, так как если вы захотите поменять ее, например, в панельном доме, то сделать это будет практически невозможно.

Еще один важный момент – это бюджет и время ожидания. Если вы готовы много платить и долго ждать, то можно остановиться на новостройке из кирпича, если таких возможностей нет, то лучше выбрать монолитно-каркасную или панельную технологию.