Выбор фундамента под каркасный дом

⌚ Время чтения - 10 минут.

Мне, как инженеру, этот вопрос кажется странным, поскольку очевидно, что это инженерное решение, которое принимает и обосновывает для заказчика инженер-конструктор. У среднестатистического человека нет знаний для принятия такого рода судьбоносных решений, а если бы были, то он не задавал вопрос, а понимал, что такое угол внутреннего трения, расчетное сопротивление, конструктивные требования и знал бы ответ. Когда я слышу подобного рода вопросы, возникает встречный вопрос: "вы у хирурга на операционном столе тоже спрашиваете, какой использовать крючковидный эндоскальпель", по сути это такого же рода вопрос, поскольку речь и в первом, и во втором, идет о вашей жизни и благополучии.

Но раз уж такой вопрос постоянно возникает, постараюсь ответить на него. Предлагаю ограничиться объемом информации, которого достаточно знать вам, как заказчику частного строительства, чтобы вы могли принять информированное решение о типе фундамента и когда тот или иной субподрядчик будет предлагать “сваи ТИСЭ”, “скандинавскую плиту” и другие маркетинговые названия, пытаясь вас ввести в заблуждение, вы бы понимали о чем идет речь.

Для начала предлагаю разобраться что такое фундамент, в чем его роль. Не преувеличу, если скажу что фундамент это самая ответственная часть здания, которая отвечает за то, чтобы надземные конструкции, это так называются жилые комнаты в которых вы будете жить, имели надежное основание. Что такое отсутствие надежного основания вам хорошо известно потому что вы, конечно, видели деревенские избы: покосившиеся стены, заваленная кровля, заклинившие двери, сгнившие венцы. Да, таким избам не 300 лет как вы могли бы подумать, а всего 40-50. Все это благодаря традиционному фундаменту, а если быть точным, его отсутствию, поскольку обычно в качестве основания использовали втрамбованные булыжники, на которые непосредственно укладывали бревна.
Очевидно, это не та судьба, которую вы ожидаете от семейного очага, в который вкладываетесь эмоционально, финансово и где хотели бы прожить долгую комфортную жизнь. Поэтому вывод напрашивается сам собой, пренебрегать опытом человечества в области строительства, который формализован в строительных нормах - не дальновидно, а специалист, который поможет применить эти знания - инженер-конструктор.

Если вернуться к нашему главному вопросу, то вам, как заказчику важно знать, что тип фундамента зависит от: планировки здания, архитектурных особенностей, геологии, рельефа, климатического района строительства, но не зависит от конструктивной схемы надземных конструкций. Другими словами, для каркасного дома нужны такие же фундаменты, как и для любого другого зданий с другим материалом несущих стен. Отсюда следует, что с точки зрения строительной науки, не важно, как вы назовете дом: «легкий», «капитальный», “дачный”, “летний” или какой-то еще. Фундамент - это элемент здания, который должен выполнять свою функцию - передавать нагрузку. Если он выполняет свою функцию в условиях вашего участка, на протяжении всего срока службы здания, которая предполагается более 80 лет, это хороший фундамент, если нет — то это или плохой фундамент или его отсутствие как таковое. Какой фундамент подходит именно для вашего проекта, т.е. какое решение экономично, надежно, долговечно в условиях вашего участка и для вашей планировки, это уже область инженерного решения.
Любой частный заказчик на этапе строительства качается на весах выбора: качественно — дешево, и начиная проект с мыслью: "я построю чтобы внуки вспоминали добрым словом", на этапе оплаты меняется на парадигму "поживу пару лет, а потом если что продам". Это отдельная тема для статьи "на что обращать внимание при покупке каркасного дома", поскольку для покупателя фраза "сам строил для себя" это на практике не знак качества, а как раз звоночек насторожиться и более внимательно изучать здание. Но об этом в следующих статьях.
Резюмируя. Для нас важны объективные характеристики: нагрузки, расчетные сопротивления, мощность слоев грунта и т.д. Если в процессе обсуждения инженерных решений вы слышите эпитеты - вы, как заказчик, требуете обоснования решений со ссылкой на строительные нормы, потому что теперь знаете, что абсолютно все решения в строительстве имеют обоснование в нормативной базе, если вам их не могут привести - значит перед вами не строитель.

Первый важный этап в выборе типа фундамента - сбор исходных данных. Если с проектом надземных конструкций все более-менее понятно, поскольку это вопрос, который можно проработать исходя из справочных данных, ваших запросов и требований строительных норм, то вопрос грунтов на конкретном участке нельзя никак определить любым другим способом, как инженерно-геологические изыскания, это специальный вид работ, который заказчику следует заказать, чтобы собрать данные об участке строительства, они и называются исходными данными для определения типа фундамента. К сожалению, других источников информации по вашему участку в мире не существует. Как заказчик, вы должны понимать, что под зданием глубина сжимаемой толщи, т.е. та глубина на которой нагрузки от вашего здания будут создавать напряжения в грунтах, составляет порядка 8 метров. Никакого другого способа кроме как пробурить скважину не существует, чтобы понять что находится на такой глубине.
Надеюсь убедил, что инженерные изыскания это та статья расходов, на которой не надо экономить.

После того как исходные данные собраны, проект вашего каркасного дома разработан, можно переходить ко второму важному этапу - принятие решения о типе фундамента. Теперь специалист, имея на руках физические характеристики грунта, представлении о мощности(т.е. толщине) залегания того или иного типа грунтов, как они располагаются в плане, какой уровень грунтовых вод, наличие верховодки, насколько агрессивны грунты или вода к бетону или конструкционной стали, может сделать обоснованный выбор типа фундаментов.

Если вы читаете эту статью с целью не разобраться в проблеме, а ищете простой ответ на сложный вопрос, то не буду вас больше томить и дам рекомендацию из серии "средняя температура по больнице 20 градусов". Для каркасного дома, с точки зрения оптимизации расходов, наиболее широкое применение имеет столбчатый фундамент (он же "свайный" в простонародье) из железобетонных свай заводского изготовления. Но тут тоже есть нюансы, о которых я буду говорить ниже.

Основные типы фундаментов, которые применяются для каркасных домов:

1. Ленточный фундамент. Представляет собой железобетонные конструкции, которые устанавливаются под несущими стенами, по форме представляют собой ленту, т.е. сечение, вытянутое по вертикали, где ширина значительно меньше высоты, а у основания выполнена подошва, т.е. расширение. Ленты могут быть монолитные — для которых устанавливается опалубка, вяжется арматурный каркас и заливаются бетоном, или сборные — когда лента собирается из специальных фундаментных блоков. В первом случае сроки строительства выше, трудоемкость значительная, сложность выполнения работ требует привлечения квалифицированного подрядчика. Самим выполнять такие работы не рекомендую, почти со стопроцентной вероятностью, допустите ошибки, чем заложите мину под ваше светлое будущее. Сборные фундаменты проще, дешевле и быстрее монтируются неквалифицированными рабочими. По глубине заложения ленточные фундаменты делятся также на стандартные и мелкозаглубленные. Поскольку в малоэтажном строительстве ключевое значение имеет не масса надземных конструкций, а грунты, то такой вид фундаментов лучше вообще не рассматривать, поскольку он является временным или применяется для зданий с пониженным уровнем ответственности. Если Ваш дом не является таковым, то рассмотрите другие варианты.

Если мы говорим о центральной полосе России, то в большинстве случаев ленточный фундамент будет закладываться на глубине более полутора метров, что сформирует цокольный этаж. Это хорошее решение, поскольку позволит вам технические помещения разместить в подвале.

Также обращаю внимание, что ленточный фундамент это не залитый в канаву бетон, как сейчас широко распространено на рынке, а конструкции, которые требует точного, качественного исполнения с учетом всех требований строительных норм, начиная от геометрических отклонений, заканчивая защитой от агрессивных сред.

2. Столбчатый фундамент. В случае, когда грунты обладают большой несущей способностью, а нагрузки незначительные, как в случае с малоэтажным строительством, применяют столбчатые фундаменты, т.е. от ленты остается только часть: по углам и с определенным шагом, порядка 3х метров, где устанавливаются так называемые столбы из сборных элементов, т.е. блоков, или монолитные железобетонные. Обращаю внимание, глубина заложения остается такой же, как и для ленточного фундамента и объем земляных работ фактически остается таким же. Относительно ленточного фундамента экономия проявляется только на объеме материалов для выполнения фундамента и в таком случае не формируется цокольный этаж. Также стоит помнить, что в случае с лентой - стены опираются на ленту, в случае со столбчатыми фундаментами у вас появляется дополнительный несущий элемент — ригель, это горизонтальная конструкция, которая идет по верху столбов и на которую впоследствии опираются перекрытие и стены.

3. Свайный фундамент — фактически это тот же столбчатый фундамент, где вместо столба используется специальная инженерная конструкция — свая. Данный элемент предназначен для передачи нагрузки от здания на глубоко залегающие несущие грунты основания. Свайные фундаменты применяются в гражданском и промышленном строительстве, где нагрузки в десятки и сотни тонн на одну сваю могут воспринимать только грунты на глубине 30-40 и более метров. К малоэтажному строительству свайные фундаменты не имеют никакого отношения, кроме созвучного названия, а то, что называют винтовые сваи или железобетонные сваи — это фактически разновидность столбчатых фундаментов, со всеми вытекающим требованиями по защите от агрессивности подземной среды, морозного пучения и другие. Единственными плюсами являются практически полное отсутствие земляных работ и быстрота устройства такого рода фундаментов. Недостатками являются риски деградации сечения за счет коррозии и проявления пучения грунтов.
Винтовые сваи я не рассматриваю как вариант, поскольку обеспечить долговечность металла в земле невозможно, это решение для турбаз и временных сооружений.

4. Фундаментная плита. Это единственное решение, когда действительно можно минимизировать земляные работы без потери качества и создания дополнительных строительных рисков. Фундаментная плита заливается по подготовленному основанию, которое представляет собой набор дренирующего, выравнивающего слоя, подбетонки. Такое решение обосновано на плохих, слабых грунтах, но является дорогостоящим и к тому же имеет ряд существенных недостатков: инженерные коммуникации будут подключаться над землей; усложняется пирог пола на первом этаже, что также увеличит стоимость; в случае проявления дефектов, устранение будет дорогостоящей и ответственной операцией. Конечно, очевидно, что не стоит под фундаментную плиту укладывать: пенополистирол, поскольку это полимер, который деградирует гораздо быстрее бетона или щебня; всевозможные инженерные коммуникации, поскольку их обслуживание будет невозможным в случае проблем, вы их просто похороните, но даже если они будут исправно работать весь свой срок службы, то вы все равно этим значительно сократите долговечность здания, поскольку срок службы инженерных коммуникаций составляет максимум 30 лет, а в среднем 15-20.
Я не говорю про "скандинавские плиты" или "норвежские плиты", потому что, это рекламное название и скандинавы не знают что у них есть такие "плиты".