Выбор фундамента для дома из газобетона

От прочих каменных материалов блоки из ячеистых бетонов и поризованной керамики отличаются низкой плотностью. Благодаря ей можно получить более низкий коэффициент теплопроводности, что позволяет строить эффективные здания. Плохо только то, что пропорционально плотности снижаются прочностные характеристики камня.

Такая кладка не может выдерживать больших сжимающих нагрузок, и ещё хуже работает на изгиб и распор, поэтому стенам очень важно обеспечить равномерное распределение усилий и пространственную жёсткость. С нагрузками от вышележащих конструкций прекрасно справляются армопояса, а вот статичность здания обеспечивается исключительно за счёт заглубляемой базы.

Рассмотрим, какой фундамент лучше для дома из газобетона, строящегося в тех или иных гидрогеологических условиях, и есть ли какая-то возможность получить на нём существенную экономию.

Общие требования к любым типам фундаментов

Кроме прочности, которая важна для любой строительной конструкции, существует ещё несколько критериев, оказывающих влияние на выбор типа фундамента. Технология его устройства должна быть такой, чтобы:

• исключить вероятность скольжения в подошве, крена и опрокидывания;
• обеспечить невосприимчивость бетона к воздействию грунтовых вод, в том числе химически агрессивных;
• для жёсткости, столь необходимой газобетонной кладке, фундамент лучше изготавливать в монолите;
• массив должен выдерживать не менее 200 циклов заморозки и оттаивания;
• базу дома нужно возводить не только в кратчайшие строки, но и при наименьших трудозатратах;
• конструкция должна быть экономически целесообразной;
• фундамент должен служить не меньше коробки дома.

Выбор в зависимости от грунта

Классификация грунтов – вещь довольно сложная, так как один и тот же вид почвы может иметь совершенно разные характеристики.

Согласно существующему стандарту, грунты подразделяются на три класса, в каждом из которых по несколько типов, видов и подвидов. Вот какие есть классы:

1. Скальные. Это грунты с тяжёлой неподвижной структурой: кварцевые, сланцевые, базальтовые, железнорудные, известняковые пласты и сцементированные пески и глины.
2. Дисперсные. Данный вид грунтов имеет более лёгкую и подвижную (несвязную) структуру. К этой группе относятся крупнообломочные грунты и пески, глины, илы и сапропели, в том числе заторфованные.
3. Мёрзлые. В этой группе могут оказаться любые виды скальных и дисперсных грунтов, в которых вся, содержащаяся в них влага, находится в замёрзшем состоянии. К этому классу относятся так же льды и ледогрунты, как природные, так и искусственные.

Чаще всего индивидуальное строительство ведётся на дисперсных грунтах, поэтому говорить будем именно о них. В зависимости от размера фракции, грунт подразделяется на следующие разновидности:

Нередко грунт невозможно отнести к какой-то одной категории, так он представлет собой смесь из нескольких фракций. Одной из таких комбинаций является крупнообломочный грунт, в котором половина частиц имеет диаметр более 2-х мм, а остальное пески или глины. Ещё один пример – хрящеватый грунт, в нём кроме пылеватых и глинистых частиц содержится немалая доля щебня и гравия.

Крупнообломочные грунты и пески являются самой обширной и часто встречающейся группой, и могут отличаться по: однородности; коэффициенту водонасыщения; пористости; плотности, истираемости и выветрелости, что напрямую влияет на прочностные характеристики.

Они отлично фильтруют воду и обладают отменной несущей способностью, поэтому строить на них можно на любом фундаменте. Тут основное значение имеет уровень залегания грунтовых вод — если они близко, грунт будет проседать и размываться, поэтому предпочтение в таких условиях лучше отдавать сваям.

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

Характеристики глинистых грунтов тоже полностью зависят от наличия влаги, так как имеют свойство набухать, сильно увеличиваясь в объёме, а при потере воды сильно пересыхать и проседать. Здесь фундамент должен выбираться такой, чтобы воздействие сил морозного пучения, которому глины очень сильно подвержены, было минимальным.

Вопрос решается путём заложения подошвы фундамента ниже границ промерзания грунта, замены части пласта на непучинистые гравийно- или щебнепесчаные подушки, либо полной защитой конструкции от пучения внешним теплоизоляционным контуром.

В целом, выбор фундамента производится из таких соображений:

• На глубоких слоях твёрдого грунта – сплошные и ленточные фундаменты мелкого заложения.
• На глубоких слоях слежавшегося грунта – поверхностные плиты; ленты на бетонной подушке; столбы с уширенной пяткой; сваи.
• На грунтах с мягким верхним слоем и твёрдой основой подлежащего пласта – заглубляемые до прочного слоя плиты и столбы; ленты с Т-образным сечением и сваи.
• На сыпучих и мягких грунтах кессонные (решётчатые) фундаменты; плиты с коробчатым сечением; сваи.
• Чередующиеся слои мягкого и твёрдого грунта – глубокие сваи; ребристая плита; лента с широкой пяткой, опирающейся на слой твёрдого грунта.

Наиболее важной характеристикой грунта является расчётное сопротивление сжатию. Она позволяет определить предельно возможную массу здания вместе с весом фундамента, которую естественное основание под ним может выдержать без последствий. Когда грунт не выдерживает давления, он стремится уйти в сторону меньшего сопротивления (из-под подошвы фундамента на поверхность). При этом по контуру здания образуются валы и бугры грунта, трещины, запускается процесс деформации фундамента и возникает опасность крена.

Выражается расчётное сопротивление грунта коэффициентом R0. Самыми прочными из дисперсных являются грунты с показателем 6,0 кг/см2 – это сухие глины и крупные пески. Чуть меньше прочность у песка средней фракции (5,0) и гальки с глиной (4,5). Затем идут мелкие пески и гравий с глиной (по 4,0), а потом уже супеси и суглинки (3,5). Наиболее низкая прочность у пылеватых грунтов (2,0), и плохо уплотнённых или неуплотнённых насыпных грунтов (1,5 и 1,0 соответственно).

На глинистой почве и суглинке

Существует три разновидности глинистых грунтов: глина, супесь (с превалирующим числом песчаных частиц) и суглинок, в котором песок тоже есть, но в меньшем количестве. Так как у них разное количественное содержание глинистых частиц, то неодинаковым будет и число пластичности (Lp). Самое низкое Lp у супеси – менее 7% процентов, так как в ней больше песка, не обладающего свойством удерживать воду.

• Вообще, именно процентное содержание песчаных частиц по массе и является классифицирующим признаком глинистых грунтов. В супесях содержится песка либо пылеватых частиц более 50%, в суглинках — около 40%, с максимальным числом пластичности 17. Глины гораздо меньше разбавлены песком, и имеют число пластичности не меньше 27 (а тяжёлые глины – и больше).
• Соответственно, разными будут показатели текучести, относительная деформация при набухании без нагрузки и деформация просадочности. Определить без анализа, какой именно на участке грунт, практически невозможно, поэтому неправильно было бы давать советы «не зная броду».
• При беспроектном строительстве фундамент нужно выбирать беспроигрышный, и делать его с большим запасом прочности. Самым надёжным вариантом были и остаются сваи — они ведь опираются на глубокие слои грунта, а чем глубже в землю, тем выше прочность пласта.
• Глина – самый проблемный и непредсказуемый вид грунта, поэтому с ней нужно проявлять максимальную осторожность. Она имеет мелкочешуйчатую структуру, и может очень долго осаживаться под весом здания, поэтому ленты мелкого заложения, которые очень чувствительны к неравномерным просадкам, для таких грунтов не самый лучший вариант. Пришлось бы заменить под подошвой слишком большое количество грунта, а это экономически нецелесообразно.
• Уж если и делать ленточный фундамент, то глубокого заложения и с бетонной подушкой в основании. Отлично чувствуют себя на глинистых грунтах и плиты, но чтобы избежать вероятности скольжения, проектировать их лучше с рёбрами жёсткости. Когда рёбра направлены вверх, они выполняют функцию цоколя — в таком случае ввод коммуникаций можно произвести через него, а не под фундаментом.

На песчаной почве

Крупнофракционные пески является довольно прочным и непучинистым грунтом, поэтому именно они и используются для устройства подфундаментных подушек. Но пески тоже имеют неодинаковые свойства, что зависит от гранулометрического состава. Фракция песчаных частиц влияет и на способность грунта насыщаться водой. По способности впитывать воду пески и крупнообломочные грунты делятся на: маловлажные, влажные и водонасыщенные. Чем меньше воды, тем меньше грунт подвержен морозному пучению.

Имеет значение и пористость песчаных частиц — именно от неё в итоге и зависит плотность грунта. У плотных песков коэффициент пористости менее 0,55, у рыхлых песков этот показатель более 0,80. Наиболее благоприятным для строительства является песок со степенью плотности 0,7-1,0.

На таком грунте можно строить практически на любом фундаменте, в том числе на самой экономически выгодной ленте мелкого заложения. На влажных песках лучше возводить поверхностную плиту, на глубоко промерзающих грунтах – только сваи.

На торфе

Большую группу дисперсных грунтов составляют органические, минеральные грунты и их смеси. Они характеризуются содержанием органического вещества, которого почти нет в минеральных грунтах. В торфе же его более 50% по массе, что и обуславливает слабые прочностные характеристики. При содержании органики в пределах 10-50% грунты называются заторфованными. При ещё меньшем проценте органических веществ это просто пески или глины с примесью торфа.

• Так как органические примеси образуются путём биологического распада растительности, содержащие торф грунты ещё называют биогенными. На поверхности они всегда относительно рыхлые, их прочность увеличивается только на глубине 2м и более. Если на участке торф или подобный ему грунт, ленту мелкого заложения строить нельзя в принципе. Здесь нужны только сваи либо глубокая стена в грунте.
• По стране немало бывших или искусственно осушенных болот, которые государство в своё время выделяло под садоводческие товарищества. Чтобы построить на таком участке даже небольшой дачный дом, нужно обязательно изучить обстановку, ведь биогенные грунты, как никакие другие нуждаются в исследовании.
• Главное, что нужно узнать – это глубину залегания слабого слоя. Если его толщина не больше 1 м, фундамент можно сделать ленточный, с полной выемкой грунта до отметки прочного пласта. В траншее устраивают насыпную подушку из песка, или производят подготовительное бетонирование и монтируют ступенчатый ленточный фундамент.
• На устройство ленты глубокого заложения, при большой толщине биогенного грунта, имеет смысл пойти, только если вам нужен цокольный этаж или погреб, но расходы, которые влечёт устройство такого фундамента, вряд ли окупятся за счёт хранения овощей. Гораздо выгоднее будет монтировать буронабивной фундамент с наземным ростверком.

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

Для плитного фундамента такая обстановка не слишком благоприятна, так как он и сам по себе имеет большой вес, а торф из-за потери влаги или неравномерного залегания может сильно проседать.

На пучинистых грунтах

На территории России нет областей, свободных от промерзания — даже в южных регионах отметка УПГ составляет минимум 50-60 см. А если учесть, что на большинстве отводимых под строительство участков, грунты глинистые или пылеватые, при минусовой температуре, которая к тому же ещё и не держится всю зиму, они набухают, поднимаются и вспучиваются.

Обусловлено это тем, что накопленная в грунте влага превращается в лёд, который при оттаивании на 10% увеличивает свой объём и стремится вытолкнуть твёрдые частицы. Происходит это неравномерно, так как количество замёрзшей воды неодинаково, да и сам грунт может быть разнородным и промерзать на разную глубину. Соответственно, и силы пучения действуют с разной интенсивностью, что вызывает неравномерные нагрузки.

Усугубляют положение и грунтовые воды, находящиеся выше границы промерзания. При падении температуры, подземная вода начинает стремиться к той зоне, которая начала замерзать – то есть, к поверхности, а чем больше накоплено воды, тем глубже она промёрзнет. В такой ситуации практически любой грунт становится сильнопучинистым.

Наиболее подвержены пучению пылеватые и мелкие пески и пластичные глины. Чем ниже пластичность глин, и чем больше в ней каменистых включений, тем меньше проблем с морозным пучением. К среднепучинистым относят крупнообломочные грунты, в которых мелкого заполнителя больше 30%, тугопластичные глины. Слабопучинистыми являются полутвёрдые глины и водонасыщенные мелкие пески.

К непучинистым относят пески средней и крупной фракции, крупнообломочные грунты с небольшим количеством мелкого заполнителя (не более чем 10%) и твёрдые глины.

Хуже всего на пучинистых грунтах приходится ленточным фундаментам, так как на них действуют не только нормальные силы пучения под подошвой, но и касательные силы на боковых поверхностях. Чем глубже мёрзлая зона, тем сильнее увеличиваются нормальные силы, создавая напряжение в слое подстилающего грунта. Именно поэтому подошвы ленточных и столбчатых фундаментов требуется расширять – чтобы они могли противостоять воздействию пучения под подошвой.

С касательными силами бороться сложнее, так как их величина может в полтора раза увеличиваться в зависимости от конкретных значений минусовых температур, влажности и плотности грунта, материала фундамента и состояния его поверхности. Так что суммарные силы, действующие на фундамент, могут быть довольно значительными, и что ещё хуже – неравномерными.

Основной целью проектирования фундамента является исключение или хотя бы уменьшение воздействия этих сил, что особенно актуально для зданий с небольшим весом. Лучшей защитой под подошвой фундамента от нормального пучения является слой непучинистого грунта плюс подбетонка. Защитить конструкцию от касательных сил с внешней стороны проще всего за счёт слоя теплоизоляции.

Фундаменты мелкого заложения в такой ситуации нужно утеплять и под подошвой. Однако тут нужно подумать об экономической целесообразности. Ленты глубокого заложения сами по себе удовольствие дорогое, а тут ещё и дорогостоящая теплоизоляция. Гораздо выгоднее отдать предпочтение поверхностной плите, на которую касательные силы не действуют вообще, либо сваям, забитым или забуренным на глубину не менее 3-х метров.

При высоких грунтовых водах

Иногда у человека нет выбора, и строить дом приходится в самых неблагоприятных условиях. Таковыми является и высокий уровень грунтовых вод. При проектировании фундамента всегда учитывается не только отметка поверхности водного бассейна, но и высота зоны капиллярного поднятия влаги (актуально для глинистых грунтов).

• При высоком УГВ лучше всего обустроить поверхностный фундамент – плиту или решётчатую ленту. Мелкозаглублённый фундамент если и проектируют, то таким образом, чтобы на его стабильное положение не мог оказать влияния внезапно изменившийся уровень подземной воды.
• Марка бетона по водонепроницаемости должна быть не ниже W6. Высокой должна быть и плотность бетона, что особо учитывается при подборе водоцементного соотношения. Хотя в случае с тяжёлым бетоном плотность обеспечивается не столько его составом, сколько качеством уплотнения при заливке в опалубку.
• Очень важна хорошая гидроизоляция фундамента, так как вода в грунте может быть ещё и химически активной. При подъёме подземных вод выше стабильного уровня может произойти дополнительная осадка грунта.
• В некоторых случаях в результате разового подъёма происходит и полное подтопление территории, увеличивающее вероятность всех этих последствий. Виной тому может быть низменное положение участка, отсутствие дренажа, подпор воды от близко расположенного естественного водоёма и ещё множество других факторов.

Самый надёжный фундамент для подтопляемых территорий – это сваи с высоким ростверком. В этом случае, между цокольным перекрытием дома и поверхностью грунта будет существенное расстояние, так что полы всегда будут оставаться сухими. Здесь основное внимание уделяется отсечной гидроизоляции, которая должна выполняться в многослойном варианте.

Выбор фундамента в зависимости от рельефа

Из всего сказанного выше становится понятно, что наиболее нежелательным для фундамента фактором является движение подлежащего грунта – чем бы оно ни было вызвано. А спровоцировать его могут и особенности рельефа.

• Например, на склоне, покрытом мелкопесчанистым или глинистым грунтом, существует опасность сдвига вниз по склону верхних слоёв грунта. Зависит она от градуса склона, конкретных свойств грунта и степени его водонасыщения.

Рекомендуем к прочтению

Плитный фундамент представляет собой сплошной монолит под всем зданием, площадь которого или соответствует его размерам по осям, или увеличена на толщину облицовки цоколя или стен, если они возводятся непосредственно на плите.

Подробнее

• Нестабильность верхнего слоя холма можно определить и визуально – по покосившимся деревьям или столбам, наличию овражков или эрозий грунта. На это нужно обращать внимание ещё в момент осмотра участка на предмет покупки.
• Однако и при визуальной стабильности неподвижность грунта может быть нарушена с началом земляных работ. Подвижки могут проявить себя не сразу, а быть отсроченными, поэтому нередко приходится применять меры по закреплению грунтов устройством подпорных стенок, цементацией, силикатизацией и другими методами.

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

При строительстве на склонах очень важен хороший дренаж вокруг здания, так как угроза здесь скорее не со стороны подземных вод, а со стороны поверхностных, движущихся во время дождя от вершины к подножию. Самый лучший естественный дренаж – это растительность, поэтому при выполнении планировки участка нужно стараться по-максимуму сохранять деревья и кустарники.

Оптимальный фундамент в зависимости от расположения дома

Вот как выбирается фундамент в зависимости от рельефа участка:

1. На равнине – любой, нужно только правильно определить глубину заложения. При необходимости строительства цокольного этажа на монолитной плите обязательно нужен анализ грунта.
2. На участке с ровным уклоном. Свайные и ленточные фундаменты без проблем. Можно ли сделать поверхностную или заглубляемую плиту, зависит от характеристик грунта.
3. Неравномерный уклон, изрезанный рельефом. Беспроигрышный вариант – только сваи. Применение остальных фундаментов зависит от качества и водонасыщенности верхнего слоя грунта.

Какой фундамент дешевле для дома

В одной и той же инженерно-геологической обстановке можно применить разные варианты устройства фундаментов, а наиболее оптимальный из них выбирают по результату технико-экономического сравнения. Зная основные конструктивные особенности дома, сделать такое сравнение можно, воспользовавшись онлайн-сервисами для расчёта стоимости, которые предлагают на своих сайтах все проектно-производственные организации, занимающиеся строительством под ключ.

Возьмём для примера газобетонный дом с толщиной стен 400 мм, размером в плане 8 на 9 метров, и произведём предварительный расчёт стоимости трёх видов фундаментов.

Монолитный ленточный фундамент

Стоимость ленточного фундамента зависит от того, будут ли у него балки только по внешнему периметру, или ещё и под внутренними стенами. Мы взяли вариант с двумя перекрёстными балками внутри — то есть, для дома 8*9 м (площадью 72 м2) общая длина фундамента будет составлять 51 м.п.

Лента у нас мелкого заложения: 50 см будет уходить в грунт, а 50 см – цокольная часть. Так как толщина газобетонных стен в нашем случае 400 мм, фундамент сделаем шириной 450 мм. Заведя все эти данные в калькулятор стоимости фундамента (расчёт производился в октябре 2021 г для Московской области), мы получили такой результат:

Это стоимость фундамента без дополнительных услуг. Если же посчитать ещё аренду бетононасоса и организацию вводов электричества, водопровода и канализации, цифра возрастёт до 510525 руб. Причём, сюда ещё не вошла стоимость гидро- и теплоизоляции, отмостки, дренажа. Если посчитать и это, фундаментная лента будет стоить порядка 720000 руб.

Плитное основание с ростверком

В принципе, начинать возводить стены дома можно непосредственно по плитному фундаменту, в таком случае он будет служить полом первого этажа. Но если плиту формируют без утепляющего контура, чтобы поднять полы дома выше, под ними всё-таки делают цоколь. Многие для этой цели используют красный кирпич, но гораздо лучше, когда цоколь выполнен в монолите.

Такой фундамент получается более жёстким — а это для газобетона, чувствительного к любым подвижкам, очень важно. Вот мы и решили просчитать на калькуляторе онлайн стоимость именно этого конструктива.

Толщину плиты мы задали 0,25 м, высоту и ширину ростверковой части — 0,4 х 0,45 м. Общая длина цокольных стенок, как и в предыдущем варианте, составляет 51 м.

Обратите внимание, что сюда уже вошло устройство коммуникационных вводов и гидроизоляция. Но если добавить ещё дренаж и утепление, стоить такой фундамент будет 905000 рублей. Это на 25% больше, чем ленточный фундамент такой же готовности, но не забывайте, что там ещё придётся ещё формировать полы по грунту, а это тоже немаленькая статья расходов.

Свайно-ростверковый фундамент (столбчатый монолит)

Под строительство газоблочного дома использовать металлические сваи нежелательно, так как они не обладают такой долговечностью, прочностью и жёсткостью, как железобетонные. Соответственно, ростверк тоже должен формироваться в монолите, поэтому данный вариант мы и берём за основу.

Смотрим, сколько стоит буронабивной фундамент с ростверком:

Заключение

Произведя сравнение калькуляций, мы видим, что даже с гидроизоляцией и услугами спецтехники свайно-ростверковый фундамент оказался дешевле, чем ленточный. Но это — при глубине бурения до 2-х метров. Если понадобится установить более глубокие опоры, что зависит от качества грунта и рельефа участка, стоимость свайного поля пропорционально возрастёт.

Плюс, нужно будет сформировать коммуникационные вводы, полы, фальшь-цоколь и отмостку, так что, рассчитывать на серьёзную экономию применительно к железобетонному свайному фундаменту, тоже не имеет смысла.

Калькулятор дома из газобетона