По конструкции фундаменты бывают ленточными и столбчатыми (здесь не будут рассматриваться другие типы — плитные, свайные — поскольку в строительстве дачных домиков они не применяются. Из их названий понятно, что первые представляют собой непрерывную ленту, а вторые состоят из отдельных элементов.
Ленточные фундаменты выполняются из бетона, железо- и бутобетона, повторяют контур несущих стен и бывают одинаковыми по толщине на всем протяжении, хотя в случае широкого ленточного не стоит делать его одинаково широким на всю высоту — достаточно, чтобы только его подошва была расширенной. Такой тип недешев, поскольку требует много материала, поэтому рекомендуется под тяжелые стены — монолитные или сложенные из кирпича, камня, блоков (цементных, керамзито- и шлакобетонных). Такой фундамент закладывается в том случае, если планируется подвал, цокольный этаж и др. В противном случае стены возводятся легкие — рубленые, брусчатые, панельные или каркасные; тогда экономически выгоднее устроить столбчатый фундамент (обойдется в 1,5-2 раза дешевле).
При этом отдельные столбы обязательно закладываются под углы наружных стен, пересечения стен (наружных с внутренними), под прогоны и другие места, на которые приходится значительная нагрузка. При большой протяженности стен они размещаются на расстоянии 1,2-2,5 м друг от друга.
Материалом для столбов служат древесина, камень, кирпич (лучше железняк), бетон, бутобетон и др. В зависимости от этого будет различаться и сечение столбов: для бутового — 600 * 600 мм, кирпичного — 510 х 510 мм (под одноэтажные каркасные постройки разрешается делать кирпичные угловые столбы сечением 380 х 380 мм, а промежуточные — 380 х 250 мм). Чтобы повысить прочность столбов, через каждые 250-300 мм прокладывается арматурная сетка.
Необходимо помнить, что наибольшие повреждения претерпевают конструкции, которые одновременно пребывают в двух средах. В полной мере это относится к фундаменту, нижняя часть которого врыта в землю, а верхняя возвышается над ней. Именно на границе грунта и воздуха находится зона, которая намокает и высыхает, замерзает и оттаивает и т.д. У любого здания (садовые или дачные домики не являются исключением) она находится между фундаментом и стеной и называется цоколем. От его состояния зависит, какие температурно-влажностные условия будут в подполье, будет ли теплым пол первого этажа, какова будет долговечность постройки.
Цоколь возвышается над уровнем земли примерно на 500-700 мм (при меньшей высоте домик будет казаться приземистым, что с точки зрения архитектуры неэстетично). Поскольку он подвергается различного рода неблагоприятным воздействиям, то материал для него подбирается необходимой прочности и устойчивости к агрессивной среде. Различается несколько разновидностей цоколя — выступающий, западающий, находящийся в одной плоскости. Обычно цоколь выполняется из камня, обыкновенного глиняно-кирпича или железняка. Для повышения его теплоизоляционных свойств и защиты от природно-климатических факторов он оштукатуривается, облицовывается натуральным камнем, может монтироваться вентилируемый фасад и др.
Цоколь столбчатого фундамента называется забиркой, которая представляет собой тонкие стены, выполненные из различного материала (как правило, из того же, что и столбы, — кирпича, дерева), которые сооружаются между столбами и призваны защищать подполье от снега, пыли, влаги и обеспечивать теплоизоляцию.
С внутренней стороны забирка также теплоизолируется керамзитом, песком и пр. Толщина бутовой забирки составляет 200-300 мм, кирпичная выкладывается в 1 кирпич или половину. Для герметичности она заглубляется в землю на 200-300 мм. В глинистых грунтах под ней устраивается песчаная подушка высотой 150-200 мм.
Для обеспечения вентиляции со всех сторон в цоколе и забирке делается, как минимум, по одному отверстию (продуху), размер которого составляет 140 * 140 мм (или больше). Они размещаются на высоте 15 см над поверхностью земли. На зиму их следует закрывать кирпичом или деревянным вкладышем, а в теплое время года открывать. Чтобы не допустить проникновения грызунов, в отверстиях устанавливается решетка.
Основная задача фундамента заключается в том, чтобы, с одной стороны, принимать нагрузку от надземной конструкции, а с другой — защищать ее от проникновения грунтовой влаги. От его надежности не в последнюю очередь зависит долговечность всей постройки. В этой связи очень важно грамотно провести его закладку, для чего потребуются знания о характере и особенностях грунта на участке, глубине его промерзания, уровне залегания подземных вод.
Оптимальным для фундамента является однородный грунт, благодаря которому он равномерно оседает под тяжестью надземного строения. Последнее в свою очередь не покрывается трещинами и не деформируется, что не влечет за собой других негативных последствий.
Итак, тип фундамента, который потребуется заложить под тот или иной садовый либо дачный домик, зависит от грунта, в частности его несущей способности. Последняя же определяется составом, плотностью, влажностью и другими физическими характеристиками грунта и выражается величиной нормативного давления из расчета 1 килограмм массы на квадратный сантиметр площади (кг/см2).
Характер грунтов устанавливается в процессе геоэкспертизы. Для этого выкапывается шурф глубиной 2-2,5 м (первые 60-80 см это делается лопатой, далее необходимо применить бур). Во время работы берутся пробы грунта с разных пластов. Определяя тип грунта, вы сможете правильно выбрать конструкцию фундамента. Идеальный по своим параметрам грунт должен:
- иметь соответствующую несущую способность;
- отличаться небольшой и равномерной сжимаемостью;
- не быть подверженным таким негативным явлениям, как выветривание, вспучивание, проседание или оползание.
В этом отношении наилучшее основание для фундамента — скальный грунт, который обладает нужной прочностью, не промерзает, не размывается, не сжимается и на котором названный конструктивный элемент может располагаться буквально на поверхности. Для нашей территории скальные грунты не характерны, по крайней мере, там, где они есть, садово-дачные участки не выделяются.
Следующими в порядке убывания, т. е. изменения необходимых свойств, являются хрящевые (крупнообломочные) грунты, которые образуются из не сцементированных между собой крупных фрагментов гравия, щебня, камней и др. Они не сжимаются и не размываются, но способны удерживать воду и при промерзании увеличиваться в объеме (такое явление называется морозным пучением). Независимо от уровня промерзания глубина заложения фундамента должна составлять, как минимум, 50 см. Песчаные грунты классифицируются на гравелистые, крупные и средние. Они обладают целым рядом положительных качеств — не задерживают воду, легко извлекаются, уплотняются под воздействием нагрузок и склонны лишь к незначительному промерзанию. Есть также мелкие и пылеватые пески (в случае насыщения водой они называются плывунами), которые относятся не к самым удачным основаниям для фундамента.
Глинистые грунты считаются проблемными, поскольку имеют свойство сжиматься и вследствие этого проседать, задерживать воду, промерзать и вспучиваться. Если приходится строить летний домик при подобных условиях, то глубина заложения фундамента резко возрастает и.должна находиться ниже уровня промерзания грунта. В противном случае почва, то промерзая, то оттаивая, изменяет свой объем, в результате чего домик покрывается трещинами и становится опасным для проживания.
Принимать в расчет глубину промерзания необходимо также при строительстве дома на супесчаных и суглинистых грунтах, занимающих среднее положение между песками и глинами (в первых глинистые части составляют 3-10%, во вторых — 10-30%). Это не относится к случаям, когда строительство летнего деревянного (и поэтому легкого) домика ведется на маловлажных и водопропускающих грунтах (на песках или супесках) с низким горизонтом подземных вод. Можно ограничиться такими мероприятиями, как удаление поверхностного плодородного слоя и выполнение песчано-гравийной или щебеночной подушки с обязательным ее уплотнением.
Что касается глубины промерзания грунта, то нельзя назвать цифру, которая соответствовала бы почвенным условиям всех регионов. Так, наиболее распространенными на территории России являются следующие значения: 1,3 м (Санкт-Петербург); 1,35 м (Новгород); 1,5 м (Москва, Калуга, Тверь); 1,55 (Рязань); 1,6 (Владимир); 1,65 м (Вологда, Ярославль, Нижний Новгород). Не может быть одинаковой глубины промерзания грунта под садовым или дачным домиком для временного пребывания и коттеджем для постоянного проживания, поскольку первый зимой не отапливается. В перечне представлена глубина промерзания, характерная для глинистых грунтов (суглинков и глин), для пылеватых и мелких песков сохраняются данные значения, умноженные на коэффициент 1,217; для крупных и среднекрупных песков коэффициент равен 1,304.
Таким образом, получив представление о характере грунта, можно узнать глубину его промерзания и определить, на каком уровне должна находиться подошва фундамента (его нижняя часть). Казалось бы, достаточно заложить его ниже этой отметки и больше не переживать по этому поводу, тем более что в этом случае появится возможность устроить подвальное помещение. Однако не все так просто, но об этом чуть позже.
Глубина заложения фундамента определяется с учетом такого фактора, как уровень грунтовых вод. В связи с этим необходимо иметь в виду, что:
- если в период замерзания горизонт подземных вод низкий и находится ниже уровня промерзания грунта плюс 2 м, то глубина заложения фундамента должна составлять не менее 50 см;
- если в период замерзания горизонт грунтовых вод залегает на расстоянии, меньшем уровня промерзания плюс 2 м, но большем, чем расчетная глубина промерзания грунта, то глубина заложения фундамента совпадает с глубиной промерзания грунта, хотя при этом допускается вместо его части, расположенной ниже 50 см, выполнить песчаную или гравийную подготовку;
- если горизонт грунтовых вод проходит выше уровня промерзания грунта, то глубина заложения фундамента и промерзания грунта равны или первая ниже точки последней на 10 см.
Все сказанное не относится к внутренним капитальным стенам, глубина заложения фундамента под которые составляет 50 см и никак не связана с уровнем промерзания грунта.
Поскольку нагрузка, которую оказывают на фундамент как одно-, так и Двухэтажный садовый или дачный домик, приблизительно одинаковая и несущая способность грунта превосходит данный показатель, то и параметры фундамента для них практически совпадают. В зависимости от конструкции перекрытий и стен рассчитывается ширина фундамента. Если учесть, что толщина стены составляет не менее 250 мм, то ширина фундамента должна быть такой же плюс еще 100 мм. Увеличивать ширину фундамента, как говорится, на всякий случай не следует, поскольку это связано не только с дополнительными материальными и трудовыми затратами, но и с тем, что возможности фундамента не будут задействованы полностью. При строительстве на неблагоприятных грунтах рекомендуется расширять лишь подошву фундамента.
Песчаные грунты встречаются часто и считаются неплохим основанием для фундамента садового или дачного домика. Если горизонт подземных вод проходит ниже глубины промерзания, то заложение фундамента не вызывает каких-либо затруднений. Надо выкопать траншею шириной 400 мм и глубиной 500-600 мм (этого достаточно, чтобы добраться до плотных слоев) и можно либо укладывать бетонные блоки, либо заливать бетон непосредственно в траншею, используя ее стенки в качестве опалубки.
Если горизонт грунтовых вод находится выше уровня промерзания и при условии, что основанием служат гравелистые, крупные и средние пески, глубина траншеи под ленточный фундамент составляет 600-700 мм. Для большей надежности и монолитности он должен быть армирован, благодаря чему сможет подниматься и опускаться при замерзании и оттаивании грунтовых вод (в песчаном грунте вследствие его фильтрационной способности они пребывают на одном уровне) равномерно и без повреждений.
При мелких и пылеватых песках, которые, как правило, насыщены водой, в большей степени подойдет столбчатый фундамент. Рекомендуемое сечение столбов — 800 * 800 мм. Фундамент закладывается на глубину, как минимум, 50 см при глубине промерзания грунта до 1 м; не менее 75 см — при 1,5 м; не менее 1 м — при 1,5-2,5 м.
При крупнообломочных грунтах глубина заложения фундамента составляет 600-700 мм, тип фундамента — такой же, как при граве-листых песках, т.е. ленточный. Правда, копать траншею под него будет труднее, чем в песчаном грунте.
Коварными считаются глинистые грунты, которые широко распространены на территории нашей страны. Они почти всегда бывают насыщены водой,, но дело в том, что степень их увлажненности даже на рядом расположенных участках различная, поэтому и показатели вспучивания у них разные. Положение усугубляет и так называемая верховодка, которая заполняет микроскопического размера трещинки и пустоты. Такие грунты относятся к пучинистым, поэтому фундамент должен закладываться на глубину, не меньшую уровня промерзания почвы, хотя возможны и другие варианты.
Какой конструкции отдать предпочтение? Для легкого садового или дачного домика в наименьшей степени подойдет ленточный фундамент из бетонных блоков, поскольку силы морозного пучения будут во много раз превосходить нагрузку, которую оказывает на него дом, и вытолкнут его вверх. Такой фундамент требует тяжелых кирпичных стен и железобетонных перекрытий, что больше требуется для домов усадебного типа. Можно, конечно, ниже глубины промерзания грунта заложить монолитный армированный или свайный фундамент, который способен противостоять выталкивающим силам. Но он обойдется дороже самой постройки. Это относится и к ленточным типам, о которых говорилось выше.
Оптимально устроить столбчатый фундамент, который будет не только надежным, но и значительно более дешевым (как минимум, в несколько раз).
Но это не единственный вариант. Под легкие постройки, к которым относятся садовые и дачные домики, можно закладывать мелкозаглубленные ленточные фундаменты, представляющие собой конструкцию, подошва которой находится выше уровня промерзания грунта, поэтому он еще называется незаглубленным.
Основная идея состоит в том, чтобы, уменьшив площадь стен фундамента, довести боковые силы пучения до минимального значения, а направленные снизу — компенсировать массой постройки. Поэтому для мелкозаглубленного фундамента не требуется выкапывать стандартного размера траншею. После того как удаляется растительный слой почвы, выбирается 20 см грунта и выполняется песчано-гравийная подушка толщиной 20 см, на которой сооружается фундамент. Пазухи (пространства между стенкой траншеи и фундаментом) также засыпаются непучинистым грунтом. В результате фундамент оказывается как бы в оболочке, на которую не влияют силы морозного пучения.
Для мелкозаглубленного фундамента применяются такие же материалы, что и для других видов, он также нуждается в армировании. В конечном итоге он выглядит как рамная конструкция, занимающая горизонтальное положение. Она приподнимается и опускается целиком, благодаря чему исключены локальные просадки и подъемы. Соответственно и домик, стоящий на таком фундаменте, не будет повреждаться в период сезонных колебаний земляной поверхности.
Под тяжелые стены (кирпичные, каменные, железобетонные) закладывается заглубленный фундамент (о чем было сказано выше), чтобы его подошва опиралась на более глубоко залегающие грунты, имеющие большую несущую способность.
