Фундаменты

Строительство дома — значительное событие в жизни любого человека. Тем более что на каждого оно выпадает не более одного-двух раз в жизни. И хотя в поэзии и литературе исторически сложился стереотип, что дом это стены и крыша, но основой дома всегда является фундамент, потому что от него зависит долголетие всего здания, а значит и стен, и крыши. И задумывая дом для своей семьи, надо начинать именно с этой, самой незаметной, но самой главной части дома — с его фундамента.

Ноги для дома

Фундамент это самая нижняя часть конструкции дома, находящаяся в земле. Задача этой всегда невидимой части состоит в том, чтобы передавать всю нагрузку от дома на грунт. Проще говоря, фундамент это «ноги» вашего дома, его опорная часть.

Если продолжить это сравнение, то можно сказать, что аналогично обуви, фундамент это один из самых дорогих элементов «одежды дома», потому что так же, как и от обуви, от фундамента зависит «самочувствие» всего остального. Если фундамент сделан правильно, то есть грамотно и профессионально, то дом простоит долго, если нет столько же, но в полуразрушенном состоянии…

Проезжая по старым, заброшенным деревенькам, вы, наверно, не раз видели избушки, стоящие как-то кривовато, «сикось-накось», слишком «живописно» и неархитектурно «красиво», причем каждая избушка стоит «живописно» и «красиво» по-своему. Все это и есть результат неверно сделанных фундаментов, которые были сооружены без учета строительных правил и норм.

Фундамент не стоит, а постоянно борется с подземными силами

Учитывая, что фундамент является самой нижней и самой первой по срокам возведения частью здания, то есть буквально его архи-частью, можно без преувеличения сказать, что переделать плохо выполненный фундамент просто-таки архи-сложно. По этой самой причине высокое качество фундамента должно быть заложено еще на стадии проектирования.

Фундаменты по своей конструкции различаются на столбчатые и ленточные. Столбчатые фундаменты, соответственно своему названию, выполняются в виде отдельных бетонных или кирпичных столбов, передавая нагрузку от дома на грунт через подошвы столбов. Ленточные, как это уже становится ясно из их названия, выполняются в виде непрерывной «ленты» из бетона или кирпича по периметру дома, площадь подошвы в этом случае получается неизмеримо больше. Поэтому столбчатые фундаменты обычно делают под легкие одноэтажные летние дома, а ленточные под тяжелые двух- или трехэтажные кирпичные здания.

Независимо от конструкции, любой фундамент, если предполагается его длительное функционирование, должен быть заложен ниже уровня промерзания грунта. Уровень промерзания грунта это глубина, ниже которой земля зимой не замерзает. Почему же так важно заложить фундамент ниже этой глубины? Верхний слой земли, замерзая зимой, расширяется, так как содержит в себе влагу, а вода, как известно из физики, замерзая, расширяется. Но поскольку есть только одно свободное направление для расширения вверх то земля зимой немного поднимается. С одной стороны, это даже немного приятно зимою мы все оказываемся чуточку выше, чем летом… Но с другой стороны, поднимаясь, земля поднимает не только то, что на земле, но и то, что в земле, в частности, фундаменты, опорные столбы заборов, качелей и т.п. Таким образом земля пытается «выпихнуть» все то, что было помещено в нее без ее на то согласия. Спрашивается, почему же весной, когда земля оттаивает, все «выпихнутое» не возвращается на уровень прежнего расположения? Во-первых, пустоты под столбами и фундаментами уже нет в природе все быстро чем-то заполняется: водой, землей. Во-вторых, процесс промерзания идет всегда с большей скоростью, чем процесс оттаивания, а скорость в данном случае характеризует мощность сил физического процесса. И при оттаивании эта мощность видимо оказывается меньше мощностей других физических процессов.

В борьбе с явлением «выталкивания» все средства хороши. Во-первых, чтобы не было сил, приложенных непосредственно к подошве фундамента, надо закладывать его ниже уровня промерзания грунта. Но и этого не всегда достаточно. Грунт, прилегающий к стенкам фундамента, будет за счет сил трения, приложенных к стенкам фундамента по касательной, тащить его вверх. Для уменьшения действия этих сил можно делать стенки фундамента более гладкими, вплоть до пропитки их каким-нибудь сильно понижающим трение составом (маслом, например). Другим способом является задание вертикальному сечению фундамента конусообразности, то есть внизу фундамент должен быть шире, чем вверху. Тогда возникающие зимой касательные силы не смогут «тащить» фундамент наверх.

Есть и другие способы. Их достаточно много. Вы можете придумывать их сами, если, конечно, знаете физику не понаслышке. Взять хотя бы эффект капиллярного перемещения воды. Вода, передвигаясь по сети капилляров, всегда перемещается в ту сторону, где сечение капилляров меньше (там возникают силы несколько большие). И если вокруг фундамента сделать такую хитрую засыпку, что более мелкие фракции будут находиться дальше от стены фундамента, а самые крупные у стены, то грунтовая вода за счет таким образом спроектированного грунта вокруг фундамента дома будет оттекать от него.

Наверно можно покрыть стены фундамента и несколькими слоями какой-нибудь синтетической (не гниющей) пленки. В этом случае каждая зима будет тащить вверх «свой» слой пленки.

В принципе, при широте диапазона современных материалов возможно сконструировать фундамент, совершенно не реагирующий на промерзание грунта. Например, ленточный фундамент высотой, скажем, полметра заложить гораздо ниже уровня промерзания грунта, а с домом «связать» его металлическими трубами, защищенными от коррозии каким-нибудь пластиком. Такой фундамент получится и легче, и надежней, но, увы, дороже. Насколько дороже зависит о величины уровня промерзания грунта.

Уровень промерзания грунта параметр, зависящий от климата. Значит, физически это каждый год случайная величина. Но строители для каждой географической зоны приняли свой стандарт этого уровня. Для Москвы, например, уровень промерзания грунта принят равным 140 см, для Петербурга 120, для Нарьян-Мара 240, везде свой, по зонам. Эта принятая величина не гарантирует, но показывает, ниже какого предела обычно не промерзает земля в данной местности. Если вы лично считаете, что случайный фактор может оказаться сильнее среднестатистического, то «накиньте» сантиметров тридцать-сорок, это не повредит. От многих строителей я часто слышал, что в московской области фундамент следует закладывать на 180 см. При такой высоте фундамента ему, естественно, нужна арматура. Железная арматура внутри фундамента необходима прежде всего для того, чтобы те самые касательные силы, которые возникают зимой при промерзании грунта, не смогли бы разорвать фундамент пополам, то есть буквально оторвать верхнюю часть фундамента от нижней. Теперь вы наверно хорошо себе представляете всю мощь этих подземных сил. Силы, действительно, очень серьезные. Жаль, еще никому не удалось заставить их работать в мирных целях...

Есть варианты

Фундамент, его материал, его конструкция всегда зависят от параметров грунта. Самый благоприятный случай для строителя и хозяина будущего дома это когда грунт сухой и неподвижный, то есть когда грунтовые воды находятся ниже уровня промерзания грунта. В этом случае изо всех вариантов конструкций фундаментов можно выбирать любой.

Если грунт сухой, то многие обычно выбирают традиционную схему. Независимо от схемы фундамента под его подошвой всегда должна быть песчаная подушка из крупнозернистого песка (капиллярный эффект помните?). На эту подушку кладется ленточный бетонный или кирпичный фундамент, а стены его иногда все же защищают глиной (или пленкой). Если фундамент отливается из бетона в опалубку, то не будет лишним сделать его слегка конусообразным.

Под легкие сооружения типа бань и хозблоков можно делать упрощенные фундаменты (на сухом грунте). Для этого на песчаную подушку насыпают щебня до уровня земли, затем кладут на него пару рядов кирпича, не забыв закрыть их сверху слоем гидроизоляции, например, рубероидом, на который и кладется впоследствии нижний венец, скажем, бани. Заглубленность такого фундамента не должна быть большой, не более 0,8 м.

Все это было сказано для сухих грунтов. Если же грунтовые воды выше уровня промерзания грунта, то следует делать примерно так, как я нафантазировал с металлическими трубами, только обычно вместо труб делают все-таки железобетонные столбы, так дешевле. В этом случае железобетонные столбы и плиту, на которой они стоят, отливают заодно.

Вообще-то, как вы уже догадались, фундамент это сложное и значимое сооружение. Расчетами и проектированием фундаментов в строительных организациях занимаются высококвалифицированные специалисты. Кроме того что нужно выбрать тип конструкции фундамента, соответствующий вашей почве под будущим домом, необходимо также сделать и детальный расчет всех его размеров, в зависимости от высоты и массы проектируемого здания. Но в основном, конечно, все зависит от типа грунта.

И в связи с этим возникает интересный вопрос: а кто вообще, покупая землю, интересуется кроме вопросов красоты природы, удобства инфраструктуры и наличия рядом речки или пруда еще и таким насущным вопросом, как параметры грунта, на котором предстоит строить дом?

Так поступают только очень мудрые люди. Это про них еще в библии сказано: «Мудрый же строит свой дом на камне…».

Но с тех пор, как это было написано, прошло очень много времени, и мудрыми, наверно, уже должны бы стать все...