Требования к фундаменту для дома из газобетона весьма высоки. Необходимо обеспечить неподвижность, устойчивость, отсутствие деформирующих нагрузок. Одним из лучших вариантов считается свайно-ростверковый фундамент.
Для нашей страны типичны неустойчивые, пучинистые или избыточно обводненные грунты. При строительстве в подобных условиях необходимо создавать прочные и надежные опорные конструкции. Особенно строгими требованиями в этом отношении отличаются строения из газобетона, неустойчивого к растягивающим нагрузкам и нуждающегося в жестких и неподвижных опорных системах. Рассмотрим свайно-ростверковый фундамент, для дома из газобетона он является одним из наиболее эффективных и надежных вариантов опорной системы.
Газобетон и его особенности
Газобетон — это один из представителей семейства ячеистых бетонов, созданный около 90 лет назад. Разработка велась с целью получить стройматериал с малым весом и высокой теплосберегающей способностью. Задача, поставленная перед инженерами, состояла в уменьшении давления на фундамент, и, соответственно, в снижении расходов материала и трудовложений на его строительство. Кроме этого, разработка газобетона велась с целью уменьшить затраты на отопление, что весьма актуально для жилых жомов северных регионов.
Поставленные задачи удалось решить, создав у обычного бетона пористую структуру. Весь массив заполнен пузырьками газа размером 2-4 мм. Уменьшился вес, значительно снизилась теплопроводность материала. Однако, вместе с этим появились проблемы с механической прочностью. Если обычный бетон плохо переносит разнонаправленные нагрузки, но хорошо держит давление, то газобетон не способен его переносить из-за наличия пузырьков. Под нагрузкой они схлопываются, и материал проседает, что недопустимо в строительных конструкциях.
Это обстоятельство вызвало волну споров относительно пригодности газобетона для строительных работ. Большинство специалистов считали его самонесущим теплоизолятором, годным только для утепления или сборки внутренних перегородок. Однако, в Европе из газобетона строились дома, некоторые из которых эксплуатируются и поныне (их возраст достиг 80 лет, но состояние по результатам обследования признано вполне удовлетворительным).
В нашей стране ситуация с газобетоном с самого начала не сложилась — требовались прочные и плотные стройматериалы, а газобетон подходил только для ИЖС. Кроме этого, материал не подходил под действующие СНиПы и ГОСТы, что также сыграло отрицательную роль в его популяризации. Широкое распространение газобетона отмечается лишь в последние пару десятилетий, а споры о его пригодности к строительству ведутся до сих пор.
Рабочие свойства газобетона
Рабочие параметры газобетона значительно отличаются от показателей традиционных, плотных марок бетона. Это сразу вызвало волну неприятия нового материала, не обладавшего привычными свойствами. Газобетон легкий, легко режется и обрабатывается обычными ручными инструментами. Однако, он не способен переносить нагрузки как растягивающие, так и сжимающие. Поэтому, при строительстве каждый 3-4 ряд армируют, компенсируя растяжение. Давление подобными методами невозможно уменьшить, поэтому введено ограничение на высоту домов — до 3 этажей (для марок D400-D600, самых популярных у частных застройщиков).
Еще одним свойством материала является гигроскопичность. Она свойственна всем видам бетона, но газоблоки обладают порами, в которых влага может накапливаться и замерзать, разрывая материал изнутри. Это свойство не позволяет оставлять материал без влагостойкой наружной отделки.
Еще одна особенность газобетона — хрупкость. Некоторые производители вносят в состав блоков специальные добавки (пластификаторы), но добиться достаточной эластичности в сочетании с жесткостью пока не удается. Именно хрупкость газобетона выдвигает жесткие требования к качеству фундамента — несмотря на сравнительно малую мощность, он должен обладать прочностью и обеспечивать стенам из газоблоков полную неподвижность. Иначе неминуемо образование трещин, попадание в них влаги и постепенное разрушение конструкций.
Опорные конструкции для домов из газобетона
Выбор типа фундамента производится на стадии составления проекта. Критерием является гидрогеологическая обстановка на участке, а также состав слоев грунта. Нередко к исследованиям относятся слишком легкомысленно, доверяясь бригаде строителей или сведениям, полученным от соседей. В обоих случаях можно оказаться в сложной ситуации, когда дом через несколько лет начнет проваливаться или трескаться.
Наиболее популярным типом фундамента является ленточный заглубленный или ленточный мелкозаглубленный. Однако, в ряде регионов грунтовые условия не позволяют проводить земляные работы — грунты нестабильные, обводненные, много торфяников или ползунов. В подобных условиях необходимо использовать опорные конструкции, способные опираться на плотные слои грунта и не требовать рытья траншей. Одним из удачных вариантов является свайно-ростверковый фундамент.
Что такое свайно-ростверковый фундамент
Основным и наиболее распространенным типом фундамента является бетонная лента, расположенная под всеми несущими стенами дома. Она обладает высокой несущей способностью, погружается в грунт ниже уровня промерзания и обеспечивает надежную опору для стен дома.
Однако, создание ленточного фундамента в ряде случаев невозможно. Этому могут препятствовать:
- высокий уровень грунтовых вод;
- рыхлый и нестабильный грунт;
- торфяники, заболоченные или подтапливаемые участки, расположенные в зоне паводков;
- пучинистые грунты с прослойками рыхлого песка и глины.
Копать траншею под заливку ленты в таких условиях либо бессмысленно, либо вовсе невозможно. Одним из альтернативных вариантов является свайно-ростверковый фундамент, опирающийся на плотные слои грунта, располагающиеся на большей глубине. Он состоит из системы свай и верхней обвязки — ростверка. Это деревянный, металлический или бетонный пояс, соединяющий верхушки всех свай в единую систему и распределяющий нагрузки равномерно на все стволы. Ростверк выполняет функции ленточного основания, но отличается от него отсутствием непосредственного контакта с грунтом — пояс «висит» на сваях и удерживает постройку с помощью собственной несущей способности.
Достоинства и недостатки свайно-ростверкового фундамента
Достоинствами свайно-ростверкового фундамента принято считать:
- возможность использовать на любых проблемных грунтах, включая подтапливаемые, заболоченные, торфяники, рыхлые или неустойчивые почвы;
- способность надежно поддерживать постройки на неровных рельефах, складках или склонах. Экономия на земляных работах;
- конструкция не требует большого количества материалов в сравнении с ленточным или плитным фундаментом;
- срок службы такого фундамента составляет несколько десятилетий и вполне сопоставим с длительностью эксплуатации дома;
- работы по строительству свайно-ростверковых оснований могут проводиться при низких температурах (вплоть до -10°);
- несущая способность фундамента достаточно высока (если количество свай выбрано верно);
- опорная система практически не зависит от сезонных подвижек грунта.
Недостатки свайно-ростверковых оснований:
- высокие здания на таких опорных системах не устанавливают, только частные дома в 1-2 этажа;
- подвал или цокольный этаж чаще всего невозможно (или слишком сложно) построить;
- самостоятельный монтаж сложен, настоятельно рекомендуется поручать его опытным профессионалам;
- требуется обследование грунтовых условий участка, бурение пробных (сигнальных) сважин;
- для проведения работ необходимо участие спецтехники — бурение скважин или забивка свай производятся с помощью специализированных строительных машин.
Некоторые недостатки свайно-ростверковых фундаментов не считаются критичными, поскольку достаточно надежной альтернативы, как правило, не существует.
Разновидности свай
Опору на плотные слои грунта обеспечивает система свай. Они могут иметь разную конструкцию:
- забивные;
- буронабивные;
- винтовые;
- оболочки и т.д.
Разновидностей свай много, но в практике индивидуального строительства используют три основных вида — забивные, буронабивные и (реже) винтовые. Первые два вида преобладают, поскольку обладают высокой несущей способностью и надежностью. Винтовые сваи ограничены в своих возможностях, подвержены электрохимической коррозии и редко используются на жилых домах — как правило, их применяют для поддержки служебных построек, бань, хозяйственных сооружений и т.п. При этом, их завинчивают в грунт наподобие шурупов, что проще и не требует практически никакой подготовки.
Забивные сваи используются на торфяниках, заболоченных или подтапливаемых участках, где бурение скважин нецелесообразно. С помощью строительного копра сваю погружают на глубину залегания плотных слоев грунта. Ствол может погрузиться на довольно большую глубину, но контакт с плотными слоями ему обеспечен. Недостатком этого метода является погружение вслепую — иногда отказ сваи означает не опору на плотные слои, а контакт с валуном, попавшимся на линии установки ствола. Кроме этого, забивные сваи не всегда входят в контакт с плотными слоями — часто используется опора за счет силы трения боковых стенок сваи. Как правило, этот способ применяется при больших глубинах залегания плотных слоев, когда сопротивление забиванию сваи становится достаточным для принятия нагрузок от веса дома.
Ростверк, виды и особенности конструкции
Ростверк — это верхний пояс обвязки свай. Он соединяет верхние концы стволов, принимая вес стен дома и распределяя его равномерно по всем сваям. Материалом для изготовления ростверка служат:
- древесина. Используется для строительства служебных или хозяйственных построек, особой долговечностью не отличается;
- металл. Это прочный и самый быстрый в монтаже вариант ростверка. Используется мощный уголок, швеллер или двутавр. Недостаток — склонность к коррозии, необходимость периодического нанесения защитного покрытия;
- бетон. Это самый прочный, но весьма трудоемкий и дорогой вариант ростверка. Для заливки приходится строить опалубку и выполнять все остальные работы, как при строительстве ленточного фундамента. Единственным отличием является отсутствие траншеи и наличие воздушной прослойки между поясом и поверхностью грунта.
Для газобетона необходим мощный и неподвижный ростверк, поэтому, наиболее эффективным вариантом является бетонная лента. Она требует немалых затрат как в плане денежных средств, так и в отношении трудовложений. При этом, учитывая свойства газобетона и его требования в отношении опорных конструкций, рисковать и применять менее надежные конструкции ростверков слишком опасно.
По степени заглубленности ростверки бывают:
- высокий (висячий). Между поясом и поверхностью земли имеется промежуток;
- наземный. Ростверк нижним краем соприкасается с поверхностью грунта;
- заглубленный. Пояс уложен на песчаной подушке в грунт.
Первый вариант классический, используется на водонасыщенных грунтах и подтапливаемых участках. Как правило, высокий ростверк делают деревянным или металлическим, чтобы имелась возможность доступа для обслуживания (ремонт, нанесение защитного покрытия).
Наземный ростверк — это полоса обвязки, соприкасающаяся с грунтом, но не опирающаяся на него в полной мере — опорой являются сваи. Такой вариант делается для исключения задувания ветра или заметания снегом в зимний период, а также для создания нагретого участка грунта под домом. Это позволяет уменьшить морозное пучение и исключить расширение льда.
Заглубленный ростверк часто путают со свайно-ленточным фундаментом, весьма похожим на первый взгляд. Однако, у него нагрузка поровну распределяется между лентой и сваями, а у заглубленного ростверка опора полностью приходится на сваи. Заглубление пояса делается для образования теплого участка под домом, а также для создания дренажной системы, отводящей почвенную влагу (верховодку) от дома. Этот вариант самый сложный, так как по составу работ он равносилен установке свайного поля плюс созданию мелкозаглубленного ленточного фундамента, что не всегда экономически оправданно.
Правила монтажа свайно-ростверкового фундамента
Непосредственному монтажу предшествует создание проекта, в котором должен быть выполнен расчет фундамента, создан рабочий чертеж и спецификация. Это сложные работы, требующие профессиональной подготовки и опыта. Необходимо собрать массу данных:
- состав слоев грунта;
- глубина залегания водоносного горизонта (УГВ);
- подсчитать вес дома вместе с эксплуатационной и снеговой нагрузкой;
- вычислить собственный вес фундамента.
Выполнить все расчеты под силу только опытным специалистам, хотя некоторые застройщики пользуются онлайн-калькуляторами, дающими вполне корректные результаты. Тем не менее, считать параметры фундамента самостоятельно, не имея опыта и навыков, не рекомендуется. Правильнее заказать проект в специализированной организации, так как строительство в сложных условиях требует особого подхода.
После составления проекта производят разметку свайного поля. На участке отмечают точки забивки свай (или бурения скважин). После этого подгоняют технику и устанавливают выбранным способом сваи на заданную (расчетную) глубину.
Следующим шагом становится подрезка верхушек свай и обвязка их металлическим поясом. Используется швеллер или мощный уголок. После этого начинается сборка опалубки, вязка арматурного каркаса, заливка бетонного ростверка. После застывания бетона выполняют дальнейшие операции — гидроизоляцию, нанесение защитных покрытий и т.п. После этого создание фундамента считается завершенным, можно переходить к укладке настила перекрытия нижнего этажа и началу строительства стен.