Экономичный фундамент

Как построить фундамент, чтобы он одновременно был надежным и экономичным? Этот вопрос задают себе абсолютно все частные застройщики. И рано или поздно они понимают, что стоимость фундамента во многом зависит от веса стен. Чем тяжелее надстройка, тем она должна иметь большую площадь опоры. Если вес стен небольшой, то имеется возможность применения наиболее экономичных типов основания.

Однако уменьшать вес стен имеет смысл и в том случае, если грунты обладают слабой несущей способностью. Фактические нагрузки и особенности грунта должны учитываться при проектировке оптимального фундамента, который должен обладать достаточной несущей способностью и при этом не получится излишне мощным.

Современные требования к ограждающим конструкциям

Снижение веса стен направлено не только на удешевление фундамента. Это тот редкий случай, когда цели различных по функциям конструкций полностью совпадают. Сегодня стена делается легкой, прежде всего, по причине увеличения ее термического сопротивления. Таким образом, строительство более теплого дома может оказаться дешевле, чем холодного. Разумеется, никто не хочет тратить больше денег, чтобы получать меньше комфорта и внушительные счета за энергоносители.

Для выхода на нормативные показатели сопротивления теплопередаче в конструкцию стены вводят утеплитель либо применяют строительный материал с низкой теплопроводностью. Еще лучших результатов можно добиться, сочетая эффективный утеплитель с пористыми стеновыми материалами, например минеральную вату с газобетоном. Но самые легкие стены будут содержать максимально толстый утеплитель.

В то же время снизить нагрузки на фундамент можно, используя вместо традиционных кладочных материалов, керамоблоки, газо- или пенобетон. Это позволит снизить вес стен в 2-2,5 раза.

А как насчет прочности? Конечно же, толстая стена из кирпича прочнее, чем слоеная, где утеплитель не имеет никакой несущей способности. Но ячеистый бетон и дерево вполне способны составить конкуренцию кирпичу. И хотя мы привыкли называть свой дом крепостью, но никто по нашим станам из пушки стрелять не собирается, а в остальном современные теплые стены отвечают всем требованиям.

В свою очередь устойчивость и долговечность стен во многом зависит от того, насколько их фундамент способен противостоять неравномерным просадкам грунта. На прочном и стабильном основании самая легкая стена простоит сколько угодно, тогда как полуметровая кирпичная кладка может разрушиться даже при незначительных просадках фундамента. И в то же время легкая стена имеет преимущество перед тяжелой – фундамент под ней передает меньшие нагрузки основанию, а значит менее чувствителен к неоднородности грунта.

Между весом стены и ее стоимостью, как правило, существует прямая зависимость. Чем она легче – тем дешевле. И поскольку стоимость утеплителя ниже, чем у дерева, кирпича, ячеистого бетона и любого другого капитального строительного материала, то более легкая и соответственно дешевая стена получается и более теплой. Дешевле всего обходятся каркасные стены, т.к. большую часть их толщины составляет утеплитель. Каркасные стены почти вдвое дешевле, чем кирпичные с той же теплопроводностью. Все это говорит о том, что если вы хотите сэкономить на фундаменте, то нет иного «выхода», как сэкономить на стенах. И то, и другое – нам на руку.

Требования к фундаменту

Исходными данными при проектировании фундамента является вес дома и несущая способность грунта. Инженер-конструктор, учитывая неравномерность нагрузок, рассчитывает необходимую площадь подошвы фундамента. При этом ее давление на единицу площади не превысит сопротивление грунта. Глубина расположения подошвы определяется уровнем залегания несущих грунтов. На пучинистых грунтах (расширяющихся при замерзании) глубина расположения подошвы должна быть на 80-120 см больше уровня промерзания. На других типах грунта глубина фундамента может быть меньше.

Если дом строится на склоне, то на его фундамент также будут действовать и горизонтальные силы. Между всеми частями подземной конструкции в таком случае предусматривают жесткие связи.

Для увеличения прочности фундамента его выполняют с использованием тяжелых материалов: бутовый камень, бетон, бутобетон, кирпич. Фундамент из этих материалов с запасом выдержит вес любых стен. Повышение прочности достигается армированием подземной части.

На одном и том же грунте можно соорудить фундамент нескольких конструкций, стоимость которых будет отличаться в разы. При уменьшении веса дома, выбор конструкций увеличивается.

Вес дома

Большая часть веса дома складывается из веса стен, кровли и перекрытий. Для примерного расчета можно пользоваться следующими цифрами*:

•  вес стальной кровли – 20-30 кг/м³;
•  шиферной и битумной кровли – 30-50 кг/м³;
•  черепичной кровли – 60-80 кг/м³;
•  вес перекрытий по деревянным балкам – 100-150 кг/м²;
•  железобетонного перекрытия – 300-500 кг/м²;
•  вес каркасной стены 15 см с минеральной ватой – 30-60 кг/м²;
•  бревна или бруса толщиной 14-18 см – 70-100 кг/м²;
•  газобетона 40 см – 150-200 кг/м²;
•  керамоблоков 38 см – 350-400 кг/м²;
•  кирпича 38 см – 700-750 кг/м².
•  вес каркасного дома – 150-180 кг/м²;
• газобетонного с деревянными перекрытиями – 300-400 кг/м²;
• из керамоблоков с железобетонными перекрытиями – 600-700 кг/м²;
• кирпича с железобетонными перекрытиями – более 1000 кг/м².

*данные значения указаны без учета веса фундамента.

Типы фундаментов

Различные конструкции фундаментов имеют особенности, позволяющие с преимуществами использовать их для зданий с легкими или тяжелыми стенами. Всего известно 4 основных типов фундамента.

Столбчатый фундамент предполагает наличие под стенами заглубленных точечных опор. У данного фундамента самая меньшая площадь опоры среди всех прочих типов. Их легче всего выполнять и они обходятся дешевле других.

Рекомендуется применять:

•  для каркасных, щитовых, деревянных и прочих построек с легкими стенами; 
•  на пучинистых грунтах. 

Возможное применение:

•  для каменных домов с деревянными перекрытиями (при возведении на прочных грунтах); 
•  на грунтах с горизонтальными сдвигами (при соединении столбов ростверком). 

Невозможно применение:

•  для домов с подвалом; 
•  для тяжелых домов, возводимых на слабонесущих грунтах. 

Ленточный фундамент выполняется в виде непрерывной «летны», которая располагается под стенами дома. Площадь опирания ленточного фундамента может варьироваться в широком диапазоне. Это позволяет применять его на грунтах с разной несущей способностью, для домов с легкими или тяжелыми стенами. При большой глубине заложения устройство ленточного фундамента обходится недешево.

Рекомендуется применять:

•  для домов из тяжелых кладочных материалов с железобетонными либо деревянными перекрытиями; 
•  для домов с цокольным этажом или подвалом; 
•  на грунтах, не склонных к пучению; 
•  при строительстве на склоне. 

Возможно применение:

•  для легких домов при небольшой глубине закладки; 
• на пучинистых грунтах с большой глубине закладки. 

Невозможно применение:

•  на грунтах с минимально слабой несущей способностью. 

Плитный фундамент располагается под всей площадью пятна застройки. Фундаментная плита может быть заглубленной, либо располагаться на уровне поверхности. Данный тип фундамента воспринимает подвижки грунта без деформации здания. Плитный фундамент подходит как для легких домов, так и построенных из тяжелых кладочных материалов. Он исключительно надежен на слабых грунтах, но экономически невыгоден при большой площади застройки.

Рекомендуется применять:

•  для коттеджей с несколькими этажами; 
•  для домов без подвала и цокольного этажа; 
•  для строительства на любых типах грунта, включая пучинистые, слабые и с высоким уровнем вод. 

Возможно применение:

•  для зданий с подвалом (плита заглубляется в землю).

Противопоказаний нет.

Свайный фундамент опирается на несущие грунты, расположенные на глубине. В частном домостроении свайные фундаменты используются крайне редко – в основном при строительстве на склонах, где существует угроза оползней либо на грунтах с минимальной несущей способностью.