Фундаментом именуется подземная (или наземная, но прилегающая к грунту) часть здания, которая воспринимает нагрузки от вышележащих конструкций и вместе с собственным весом распределяет их на естественное основание. Прочность и пространственная жёсткость фундамента - под двухэтажный дом, или любой другой - определяет степень эксплуатационной надёжности, поэтому очень важно правильно выбрать его конструктив и произвести строительно-монтажные работы.
Как выбрать фундамент для двухэтажного дома
Выбор типа фундамента для двухэтажного дома - это первоочередная задача, которую приходится решать проектировщику, так как от него зависит и долговечность строения, и безопасность его эксплуатации. Важную роль в этом процессе играет экономическая целесообразность, ведь неадекватное удорожание работ не нужно никакому заказчику. Однако экономия тоже должна быть обоснованной, ведь именно попытки урезать до минимума расходы, оперев, к примеру, каменную кладку на металлический ростверк, приводят порой к плачевным результатам.
- В малоэтажном строительстве процент капиталовложений в нулевой цикл больше, чем в многоэтажном, что особенно ощутимо при строительстве домов с каменными стенами. Под них возводят фундаменты практически по тем же технологиям, что и в масштабном строительстве, поэтому и себестоимость квадратного метра жилой площади в частном секторе выше. Но что поделаешь - это и есть плата за комфорт индивидуального проживания.
- Самое правильное – перед началом строительства обратиться для проектирования фундамента в специализированную организацию, даже если сам дом вы собираетесь возводить без проекта. Решение по выбору фундамента должно приниматься не только на основе анализа грунта, но и с учётом наличия или отсутствия подвала или цокольного этажа.
- Подвалом называют помещение, стены которого заглублены в грунт более чем на половину свой высоты. Площадь подвала обычно делают меньше площади дома в плане – лишь бы хватило места сделать закрома для овощей и поставить стеллажи для банок. Такой вариант проектирования домов идеален для сельской местности - он даёт возможность хранить продукты питания, не прибегая к дополнительному строительству хозяйственных помещений.
- Стены цокольного этажа заглубляются меньше чем наполовину – чтобы в наземной части можно было установить окна. Это даёт возможность задействовать внутрифундаментное пространство для получения дополнительной жилой площади. Хоть это и требует дополнительных расходов на земляные работы и гидроизоляцию, зато позволяет вынести в цоколь инженерное оборудование, оборудовать там спортзал, бассейн или сауну и даже устроить гараж.
- Такое решение гораздо более экономично, чем строить отдельные подсобные помещения, но требует больше затрат на фундамент. Лучший и самый надёжный вариант для цокольного этажа – это заглублённая монолитная плита с направленными вверх рёбрами жёсткости, которые одновременно выполняют функции стен заглублённых помещений.
Монолитный цокольный этаж на заглублённой плите
- Ленточный фундамент тоже подходит для устройства подвала, но в этом случае полы цокольного этажа приходится заливать по грунту. Если же у вас в основании плита, вопрос с черновым полом отпадает сам собой. Да и стены подвала в этом случае можно возвести в более дешёвом кладочном варианте – из керамзитобетонных или шлакобетонных блоков.
Главное, чтобы гидрогеологическая обстановка на участке позволила произвести подобное строительство. Ведь немало таких местностей, где и первый-то этаж нужно поднимать над землёй чуть ли не на два метра, а не то что делать подвал.
В малоэтажном жилищном строительстве применяется три основных типа фундамента:
- Сплошной (плитный), площадь которого соответствует площади всего здания в плане или немного превышает её.
- Ленточный – в виде балки или стены в грунте, длина которой соответствует периметру всех стен здания.
- Точечный (столбы, сваи) – отдельные вертикальные опоры, на которые опирается либо нижний венец обвязки если дом деревянный, либо та же плита или лента, если дом каменный. Балку, обвязывающую головы свай, на которую опираются каменные стены, называют в строительстве ростверком.
У каждого из этих видов фундаментов есть свои особенности, поэтому рассмотрим их более подробно.
Сплошные фундаменты
Данный вид фундамента лучше всего работает, когда значительная нагрузка от веса здания должна передаваться грунту со слабыми прочностными свойствами. В таких случаях ленты практически бесполезны, а плита идеально перераспределяет усилия, делая осадку здания равномерной.
К тому же плита, выполненная по традиционной технологии – с наплавной гидроизоляцией, защищённой бетонной подготовкой, лучше всего защищает от проникновения из грунта влаги. Она может быть устроена практически на любых проблемных грунтах, и это основное достоинство сплошного основания.
Так как расход бетона и металла на такой фундамент самый большой, в малоэтажном строительстве устройство плиты считается оправданным при относительно простой конфигурации и небольшой площади здания в плане. Именно такими чаще всего и бывают двухэтажные дома, ведь при наличии второго уровня дом занимает на участке в два раза меньше места.
В многоэтажных зданиях толщина плиты может достигать 100 см (минимум 50 см). При малоэтажной застройке нагрузки не столь мощные, поэтому и толщина монолита может быть намного меньше. Определяется она расчётом, но в среднем плитный фундамент для 2 этажного дома из газо- или пеноблоков имеет высоту не более 30 см (без цоколя).
Для чего плите рёбра
Толщина фундамента может быть уменьшена вполовину, если у плиты сформировать рёбра жёсткости, направленные вниз или вверх. Нижние рёбра могут иметь прямоугольную или трапециевидную форму, и устраиваются под несущими стенами.
- На просадочных или карстовых грунтах нижние рёбра могут структурироваться в виде решётки или плите вообще придаётся коробчатое сечение (нижняя и верхняя плита, а между ними рёбра). Ребристая плита обычно устраивается в поверхностном варианте - в этом случае в грунт закладываются только рёбра, а горизонтальная часть располагается на поверхности.
- Когда рёбра жёсткости направлены вверх, они одновременно выполняют функцию цоколя. При этом сама плита может быть заложена так глубоко, насколько того требует устройство цокольного этажа или даже полноценного подвала. Хотя с таким же успехом она может быть почти полностью поверхностной.
Наличие у плиты цокольной части не только даёт возможность поднять выше уровень пола первого этажа, но и завести в дом коммуникации через него. В остальных случаях вводы устраивают прямо в плите, а так как доступа к трубопроводам для ремонта в этом случае нет, приходится сразу закладывать не только основную, но и резервную линии.
Рёбра, залитые поверх плиты - Если рассматривать себестоимость нулевого цикла в целом, включая стоимость цоколя и чернового пола первого этажа, то плита с верхними рёбрами, за счёт которых толщина горизонтальной части может тоже уменьшаться до 150 мм, получается даже более экономичной, чем ленточный фундамент.
- Способствует этому и малый объём земляных работ, так как для бесподвального варианта роется котлован глубиной всего лишь 50-70 см, а иногда можно обойтись и вовсе без него. Если плита сооружается плоская, либо с кирпичным цоколем, до минимума снижаются расходы на устройство опалубки.
При сооружении ленточных фундаментов, на доску для опалубки высотой более 60 см затрачивается больше средств, чем на арматуру.
Строительство плиты без котлована - Для строительства в северных регионах страны, плиты чаще всего проектируют по скандинавским технологиям: шведской (УШП) и финской (УФФ). Их отличительной особенностью является применение утеплителя в качестве подфундаментного слоя, а так же внедрение в горизонтальную часть монолита системы напольного отопления.
- Между собой эти плиты отличаются конструктивно. УШП – это классическая плита с направленными вниз рёбрами, которая полностью выполняется в монолите, а работы по заливке производятся как единый непрерывный цикл. Такой фундамент может сооружаться только на ровном участке.
- Финский вариант представляет собой не совсем плиту, а плитно-ленточную конструкцию, горизонтальная и вертикальная часть которой структурируются отдельно, и работают независимо друг от друга. Соответственно, данный вид фундамента подходит для устройства на рельефе с перепадами.
- Состоит УФФ из трёх частей: монолитной железобетонной подушки ленточного типа; керамзитоблочной (или монолитной) стены в грунте высотой 60-100 см; и плитной части. Так как основные нагрузки здесь воспринимает лента, толщина плиты вместе с выравнивающей стяжкой составляет всего 100 мм. Плиты УШП и УФФ объединяет только то, что под ними заложен слой утеплителя толщиной минимум 200 мм.
Подобным образом можно утеплить и обычную плоскую плиту. Пенополистирол в таком случае заменяет собой бетонную подготовку и нейтрализует воздействие сил морозного пучения. Из ЭППС сегодня изготавливают и несъёмную опалубку, с применением которой для формирования контуров плиты вообще не нужно приобретать пиломатериал.
Ленточный фундамент – особенности формирования
Хотя популярность плитных фундаментов сильно возросла, их всё же нельзя назвать самыми применяемыми. Пальма первенства всё же принадлежит фундаментным лентам, ширина которых рассчитывается в зависимости от несущей способности грунта и величины воспринимаемых нагрузок.
- Ленточные фундаменты могут заливаться не только в монолитном варианте, но и возводиться из камня, блоков ФБС или кирпича. Форма сечения ленты, глубина её заложения и толщина подготовительных слоёв под подошвой может весьма отличаться, что зависит от конкретных условий строительства.
- Собирать фундаментную ленту из крупноформатных блоков удобнее всего, когда дом строится без подвала. При глубоком заложении в таких стенах пришлось бы делать герметизацию стыков, что влечёт немалые расходы не только на общую вертикальную гидроизоляцию, но и на шовную.
- Монолитные ленты в производстве более трудоёмки, но зато никаких швов – гидроизоляция получается более надёжной. Их водопоглощение практически равно нулю, особенно когда в бетоне присутствуют гидрофобизирующие добавки - да и к пучению грунта монолит всегда более устойчив, чем кладка.
- Неплохой альтернативой железобетону является бутобетон, но его применяют для заливки лент в основном в тех регионах, где бутовый камень – материал местный, а не привозной. Бутобетонная лента считается самой жёсткой, именно это качество у фундамента, предназначенного под газоблочную кладку, наиболее ценно.
Важно: Если железобетонный вариант ленты можно залить при малом заложении в грунт или вообще поверхностно, то безарматурный фундамент должен закладываться ниже границ промерзания. При этом обязательно уширяется площадь подошвы, чаще путём придания сечению ленты формы трапеции.
Глубина, толщина и высота фундамента
Глубина закладки подошвы фундамента может зависеть от разных факторов. Это:
- количество этажей и наличие подвала;
- суммарная величина нагрузок;
- наличие примыкающих зданий или пристроек;
- геология участка.
Решающее значение имеет степень пучинистости грунта. Чем она выше, тем меньше желательно заглубляться - либо нужно принимать меры, которые помогут свести к нулю воздействие морозного пучения. Таковыми мерами являются:
- уменьшение площади боковой поверхности ленты;
- создание на ней скользящего слоя;
- формирование защитного экрана, который одновременно будет исполнять роль тепло- или гидроизоляционного барьера;
- уход от прямоугольной формы сечения – трапециевидный фундамент меньше подвергается выпучиванию;
- засыпка пазух вдоль ленты непучинистым грунтом (песком, щебнем, ПГС).
Весьма важную роль в защите ленточного фундамента от морозного пучения играет отмостка – выполненная с небольшим уклоном площадка, отводящая поверхностную влагу от фундамента. Под покрытие отмостки тоже закладывается утеплитель – ЭППС или керамзит, что не позволяет почве вокруг фундамента промерзать.
Если нет необходимости устройства цокольного этажа, глубина фундамента для двухэтажного дома может составлять всего 50-60 см, и это самый экономичный вариант. Однако, чтобы лента мелкого заложения, предназначенная под дом с каменными стенами, получилась устойчивой, её подошва должна быть расширена, что придаст сечению ленты форму буквы «Т».
В плотных грунтах делать уширение в подошве не требуется. Мало того, можно вообще произвести заливку безопалубочным способом, просто нарезав в грунте щели требуемой глубины и ширины.
При глубоком заложении лент увеличивается высота фундамента - следовательно, возрастает объём монолита и затраты на материалы. Заливать ленту поверхностно тоже можно, но в этом случае фундамент для 2х этажного дома должен для жёсткости связываться по внутреннему периметру продольными и поперечными балками. Структура получается решётчатая и очень надёжная, но она тоже увеличивает объём бетона – да и на опалубку требуется больше пиломатериала.
Столбчатый фундамент для дома в 2 этажа
Если подвал в доме устраивать не надо, предпочтение можно отдать столбчатому фундаменту, который уступает в экономичности только МЗФЛ. Но по ряду причин устройство такого основания имеет ограничения, которые никак нельзя игнорировать.
- Столбчатые фундаменты представляют собой отдельно стоящие опоры с увеличенной площадью подошвы. Чтобы опереть на такой фундамент кладку, нужно промежуточное звено – ростверковая балка. Без ростверка можно возводить только каркасные здания и срубы, в которых нижний венец играет роль обвязки.
- Столбы, как и ленты, могут выполняться не только в монолите, но и в кладочном варианте. Для устойчивости их подошва должна уширяться, но это и есть самый неудобный момент в работе. Чтобы выложить из кирпича или камня пятку столба, либо залить её в монолите, в каждой точке опоры нужно копать шурф, а чтобы рабочим не прыгать из ямы в яму, между шурфами приходится копать соединительные траншеи для прохода. Всё это увеличивает объём вынимаемого грунта.
- Столбы имеют максимальную высоту 3 м, поэтому для устойчивости их сечение увеличивается, а подошва расширяется. Тем не менее, на слабых грунтах такие фундаменты могут неравномерно проседать, поэтому под тяжёлые дома их практически не проектируют. Не подходят столбы и для строительства на склоне или перепадном рельефе.
- То ли дело сваи! Это разновидность столбчатых фундаментов, которые из-за малой площади в плане называют в строительстве точечными. Их кардинальным отличием от столбов является большая длина при относительно малом сечении, что даёт возможность погрузить опоры в грунт (вдавливанием, забивкой, вибрированием) до достижения более прочных слоёв, а так же нивелировать довольно большие перепады рельефа без трудоёмких земляных работ.
- В частном строительстве заводские железобетонные сваи используют довольно редко – в основном в районах с вечной мерзлотой или на заболоченных участках. Чаще всего свайные поля устраивают по буронабивной технологии, когда в грунте пробуриваются скважины, в них устанавливается каркас и производится заливка бетона.
- Опалубкой служат стенки скважины, хотя при повышенном уровне грунтовой воды может использоваться и обсадка в виде асбоцементных труб. Глубина такого фундамента под двухэтажный дом обычно не превышает 3-х метров, поэтому назвать конструкцию можно как свайной, так и столбчатой.
- Самое главное для столбчатого фундамента, это чтобы подошвы опор опускались в грунте ниже границ промерзания. Столбы мелкого заложения можно устраивать только в непучинистых грунтах, и только под лёгкие каркасные дома - в этом случае, опорами служат установленные на торец блоки ФБС.
- Для устройства монолитных столбов (они же сваи – как хотите, так и назовите), есть прекрасная технология, созданная и запатентованная лет 30 назад российским инженером Яковлевым. Суть её заключается в инструменте специальной конструкции – буре с откидным плугом, с помощью которого можно не только просверлить скважину в грунте, но и сделать в ней уширение для пятки без устройства большого шурфа.
Имея такой инструмент, устройство фундамента для частного двухэтажного дома можно выполнить самостоятельно. Главное – правильно рассчитать количество свай и их размеры.
Процесс создания фундамента своими руками
Так как наиболее популярным для самостоятельного изготовления является фундамент ленточного типа, говорить мы будем именно о нём, хотя принципы разметки участка, формирования опалубки, устройства насыпных подушек, да и бетонирования тоже, одинаковы.
- Решение, каким именно должен быть фундамент для двухэтажного дома, принимается на основе результатов изучения грунта. Но в любом случае, в подготовительном пироге присутствует насыпной слой из песка, щебня или их смеси, что зависит от конкретных условий строительства.
- Минимальная толщина такой подушки составляет 200 мм, но на сильнопучинистых грунтах может достигать и 60 см. Хотя в такой ситуации гораздо выгоднее сделать насыпной слой тоньше - за счёт укладки под подошву теплоизоляционного слоя из пенополистирола, который идеально защитит конструкцию от морозного пучения.
Вариант ленты с утеплением под подошвой, для устройства на сильнопучинистом грунте
- Песчаная подушка должна быть в три раза шире основания фундамента. Очень важно, чтобы она была утрамбована с коэффициентом уплотнения 0,95 при оптимальной влажности 8-12%. Чтобы при увлажнении песок не размывался водой и не смешивался с материковым грунтом, под него, как и в случае с плитой, настилается геотекстиль.
- При устройстве гравийных подушек производить дополнительное увлажнение не требуется. Их настилают на переувлажнённых и слабонесущих грунтах под песок, либо в смеси щебня или гравия с песком в соотношении 60:40. Песок должен быть крупной или средней фракции. Мелкозернистый и пылеватый песок отличается высокой степенью пучинистости, поэтому для насыпи под фундамент не применяется.
- На грунтах с недостаточной несущей способностью, сечению фундаментной ленты придаётся Т-образная конфигурация. Собрать сразу ступенчатую опалубку довольно сложно. Проще сделать сначала короб для подушки шириной, допустим, 80 см, установить в неё сетку из 4-х рядов рабочей арматуры и предусмотреть связь с самой лентой.
- Перед установкой арматуры в опалубку настилают ПВХ мембрану с таким расчётом, чтобы укрыть с запасом и торцы монолита. После того, как будет залита вертикальная часть ленты, в местах соединения гидроизоляции предусматриваются нахлёсты. Если под подошвой будет укладываться пенополистирол, мембрану можно не использовать, так как ЭППС сам по себе обладает неплохими гидроизоляционными свойствами.
- Для армирования ленты используется стальная арматура АIII диаметром не менее 12 мм (если композитная, то 8-10 мм). Для заливки применяют бетон В20 (М250), но лучше В22,5 (М300).
- После набора ж/б подушкой распалубочной прочности, на ней можно монтировать щитовую опалубку под саму ленту - или просто поставить сверху несъёмную опалубку из дырчатых керамзитобетонных блоков либо из пенополистирола. Ширины ленты 50 см вполне хватит, чтобы возвести на ней стены толщиной 400 мм, ещё и с утеплением.
Как вариант, вертикальную часть ленты можно выполнить из блоков ФБС. Но в этом случае поверх них должен формироваться монолитный армопояс, иначе лента не будет жёсткой, что очень важно для стен из ячеистых бетонов.
После того, как бетон фундаментной ленты наберёт 50% от проектной прочности, опалубка (если она съёмная) удаляется - и можно приступать к гидроизоляционным работам. Проще всего для этой цели использовать всё ту же ПВХ-мембрану, приклеенную к основанию на битумно-полимерную мастику. С вертикальной поверхности полотна следует заводить и на горизонтальную плоскость, поверх которой затем будет возводиться стеновая кладка.
Обязательно ли использовать арматуру
Наличие арматуры не является обязательным условием для бетонного монолита, и доказательством тому являются фундаментные блоки ФБС, которые изготавливаются без внутреннего армирования. Здесь главную роль играет плотность бетона, которая в таком случае должна быть не ниже 1800 кг/м³. Достичь подобной плотности в условиях стройплощадки практически невозможно, поэтому недостаток прочности и восполняется армированием.
Без арматуры можно заливать только бутобетонные фундаменты, так как плотность бутового камня такая же, как у полнотелого кирпича – не менее 1600 кг/м³. Плотность готового бутобетона варьируется в пределах 1800-2200 кг/м³, что вполне обеспечивает высокую прочность монолита на сжатие.
Ошибки при строительстве фундаментов
У каждого вида фундамента есть свои особенности устройства - а соответственно, и ошибки могут допускаться индивидуальные. Тем не менее, есть определённые нюансы, несоблюдение которых может привести к нежелательным последствиям в любом случае.
- При выполнении земляных работ котлован или траншеи всегда нужно рыть с недобором в 10-20 см, а потом зачищать дно вручную. Перебор нарушает естественную плотность основания и провоцирует неравномерные просадки, так как утрамбовать досыпанный грунт точно так же невозможно. Разве что, ямки придётся бетонировать – а это уже дополнительные расходы.
- Песчаная подушка должна насыпаться и уплотняться послойно, с увлажнением не более 12%. Слишком мокрый песок так же плохо трамбуется, как и сухой, да ещё и расползается в разные стороны, что особо чревато при поверхностном заложении фундамента.
- Для монолитных фундаментов должен использоваться бетон не ниже класса В20 (М250) – это требование строительных норм. Марка может быть и выше, всё зависит от воспринимаемых нагрузок. В проекты чаще всего закладывают бетон В22,5 (М300), с маркой по водонепроницаемости W6 и пластичности П4.
- Закладку фундамента нужно производить сразу же после выкапывания котлована или траншей. Открытые выемки выветриваются, размываются водой или вымораживаются, прочность грунта начинает снижаться. Если такое всё же случилось, котлован придётся осушить, а дно зачистить от разжиженного слоя.
- При устройстве фундамента нужно сразу предусматривать технологические отверстия для вводов коммуникаций – чтобы не сверлить потом монолит. Если для ленточного фундамента бурение отверстий ещё допустимо, то для плитного – нет.
- Ошибки могут допускаться и на этапе формирования опалубки. Если собираются деревянные щиты, очень важно использовать доску толщиной не менее 40 мм. Тонкий пиломатериал под давлением бетона будет прогибаться, нарушая тем самым геометрию монолита. Доски должны быть состыкованы без щелей, а изнутри покрыты отработанным маслом или оббиты геотекстилем, рубероидом.
- Бруски, фиксирующие доски опалубки, находятся с внешней стороны щита, а гвоздь забивается с внутренней стороны. При этом длина гвоздя должна быть такой, чтобы он прошил доску и брусок, а свободный конец можно было загнуть, что предупредит возможность самопроизвольного выдёргивания крепежа. Для саморезов загиб необязателен, так как они держатся за счёт резьбы.
- При сборке арматурного каркаса ошибки чаще всего допускаются при сращивании стержней по длине или их стыковке на пересечениях стен (для лент и ростверков). Нахлёст прутьев должен быть не менее 50 диаметров арматуры. Между стыками в параллельных рядах рабочей арматуры должно быть смещение в 61 см.
- Надрезать и гнуть длинную арматуру под прямым углом нельзя, для угловых соединений используются специальные Г-образные элементы.
- Каркас фундамента должен быть со всех сторон защищён бетонной оболочкой. Если под лентой или плитой нет бетонной подготовки, снизу толщина оболочки должна быть 70 мм (если подбетонка есть, достаточно и 50 мм), по бокам и сверху - 35 мм.
- При заливке бетона самое важное – это качественное уплотнение. Высота слоя, который можно залить и провибрировать за один заход – 30 см, так что плиту с такой или чуть меньшей толщиной заливают сразу по всей высоте. Ленточные фундаменты заливают горизонтальными слоями, с уплотнением каждого глубинным вибратором.
Заключение
Даже если вы всё сделали правильно, расслабляться не стоит – в довершение нужно правильно организовать уход за бетоном, от которого тоже зависит прочность получившегося монолита. Его нужно уберечь от слишком быстрого испарения влаги, от размывания дождём и заноса мусором при ветре, поэтому плиту или ленту следует сверху укрыть полиэтиленом. При температуре воздуха выше +15 градусов, поверхность бетона придётся увлажнять два-три раза в день, а в летнюю жару – и хотя бы один раз ночью. Такой уход производится до достижения монолитом 50-процентной прочности, после чего опалубка снимается, и могут производиться дальнейшие работы.