Что представляет собой дом с раздельными фундаментными блоками

Строительство дома с раздельными фундаментными блоками отличается от устройства обычного ленточного или плитного основания тем, что нагрузка от здания передается на несколько отдельных опор, расположенных под определенными участками стен, колоннами или другими несущими элементами. В зависимости от проекта такими опорами могут быть бетонные блоки, железобетонные фундаментные элементы, столбчатые конструкции или сборные опоры, объединенные ростверком. Главная особенность подобной схемы заключается в том, что каждая опора воспринимает свою часть нагрузки, а надежность всего здания зависит не только от прочности самих блоков, но и от одинаковых условий их опирания на грунт. Если один элемент установлен на плотном основании, а соседний частично опирается на рыхлую засыпку, даже качественные железобетонные изделия не смогут гарантировать равномерную работу дома. Поэтому раздельные фундаментные блоки требуют особенно внимательного отношения к геологии участка, отметкам, расстояниям между опорами и распределению нагрузок. Такой вариант основания может применяться при строительстве небольших домов, хозяйственных построек, каркасных зданий и некоторых других сооружений, если конструктивная схема рассчитана именно под отдельные опоры. Иногда раздельные блоки используют и при реконструкции, когда невозможно выполнить сплошной фундамент по всей площади здания. Например, для легкого каркасного дома размером 8 × 10 м может быть предусмотрена сетка из нескольких десятков опор, расположенных под наружными стенами и внутренними несущими линиями. Но это не означает, что достаточно просто поставить бетонные блоки через каждые 1,5–2 м. Расстояние между опорами, их размеры, глубина заложения и армирование определяются расчетом с учетом массы здания и характеристик грунта. В противном случае между отдельными точками опирания стены могут прогибаться, а конструкция дома начнет воспринимать нагрузки не так, как было предусмотрено.

Почему геология участка особенно важна

Для фундамента с отдельными опорами характеристики грунта имеют еще большее значение, чем при некоторых вариантах сплошного основания. Плита распределяет нагрузку на большую площадь и частично сглаживает локальные различия в свойствах грунта, тогда как раздельные блоки передают давление через относительно небольшие площади. Поэтому слабый слой под одной опорой может вызвать заметную разницу в осадке между соседними блоками. Например, если под одним фундаментным элементом находится плотный песок, а через два метра начинается линза мягкого суглинка, одинаковая нагрузка приведет к разным деформациям. На уровне блоков разница может составлять миллиметры, но для стен дома именно такие перемещения способны стать причиной трещин. Перед строительством желательно определить состав грунтов по глубине, уровень грунтовых вод, наличие насыпных слоев и степень неоднородности участка. Особенно внимательно следует относиться к территории, где ранее стояли старые здания, проходили траншеи коммуникаций или выполнялась подсыпка грунта. Насыпной слой может иметь толщину 30–100 см и различную плотность на соседних участках. Если один блок поставить на естественный плотный грунт, а другой — на плохо уплотненную подсыпку, разница в осадке может проявиться уже после возведения стен. При строительстве дома с раздельными фундаментными блоками нельзя оценивать участок только по внешнему виду: ровная поверхность не означает однородное основание. Для небольшого дома иногда пытаются определить грунт самостоятельно, выкопав одну яму в предполагаемом месте строительства. Такой способ дает лишь ограниченное представление. Если здание имеет площадь 80–150 м² и опирается на 15–30 отдельных блоков, важно понимать условия основания в разных точках. Особенно это касается участков с уклоном или выраженной сменой грунтов. Инженерно-геологические изыскания позволяют получить данные, на основании которых конструктор может определить допустимую нагрузку на каждую опору и оценить ожидаемые осадки. Расходы на исследование участка обычно несопоставимы со стоимостью исправления уже построенного фундамента.

Раздельные блоки нельзя устанавливать просто на поверхность грунта

Одна из распространенных проблем при устройстве отдельных фундаментных опор связана с неправильной подготовкой основания. Даже если блок имеет большую массу и выглядит достаточно прочным, его нельзя просто положить на верхний слой земли и считать фундамент готовым. Поверхностный грунт часто содержит органические включения, корни растений, рыхлые частицы и неоднородные слои. Под воздействием влаги и нагрузки его свойства изменяются, поэтому блок может постепенно изменить положение. Особенно нежелательно устанавливать опоры непосредственно на плодородный слой, который в большинстве случаев должен быть удален. После снятия слабого верхнего слоя основание под каждой опорой подготавливают в соответствии с проектом. Это может включать выравнивание, устройство песчаной или щебеночной подготовки, послойное уплотнение и выполнение бетонной подготовки. Конкретный состав основания зависит от грунта и типа блока. Если предусмотрена песчаная подушка толщиной 300 мм, ее нельзя просто засыпать целиком и слегка разровнять. Песок укладывают слоями и уплотняют, контролируя плотность. При недостаточном уплотнении нижняя часть подушки со временем может дополнительно осесть под нагрузкой. Представим дом площадью 90 м², под которым установлено 20 отдельных фундаментных блоков. Если каждый блок передает на грунт среднюю расчетную нагрузку в несколько тонн, суммарное давление распределяется по относительно небольшим площадям. Допустим, один элемент установлен на подушке, которая после монтажа дополнительно уплотняется всего на 20 мм. Визуально такое перемещение почти незаметно, однако если соседний блок осел только на 5 мм, разница составит 15 мм. Для легкого хозяйственного сооружения она может оказаться менее критичной, а для стен дома и жестких перегородок — уже существенной. Именно поэтому подготовка каждой опоры должна выполняться по одной технологии и с контролем отметок.

Как выбрать тип фундаментных блоков

Под понятием «фундаментный блок» могут подразумеваться разные железобетонные изделия, поэтому нельзя выбирать элементы только по размеру или цене. Для строительства применяются блоки, рассчитанные на определенные условия эксплуатации и нагрузки. Одни изделия предназначены для сборных ленточных оснований, другие могут использоваться в составе отдельных опор только при соответствующем проектном решении. Важны геометрические размеры, класс бетона, армирование, масса, морозостойкость, водонепроницаемость и состояние изделия. Если блок имеет поврежденные грани, глубокие трещины или признаки разрушения бетона, использовать его в ответственной конструкции без оценки специалиста не следует. Размер опоры влияет на площадь передачи нагрузки на грунт. Например, если блок имеет основание 400 × 400 мм, площадь опирания составляет 0,16 м². При нагрузке 8 тонн среднее давление без учета особенностей распределения составит около 50 т/м². Если заменить его элементом 500 × 500 мм, площадь увеличится до 0,25 м², и при той же нагрузке давление на грунт уменьшится. Но простое увеличение размеров не всегда решает задачу, поскольку необходимо учитывать несущую способность самого блока, устойчивость и возможную осадку основания. Поэтому выбор размеров должен выполняться одновременно с расчетом грунта и нагрузок. Не стоит смешивать в одной системе совершенно разные блоки без конструктивного обоснования. Если часть опор изготовлена из новых железобетонных изделий, а часть — из старых элементов неизвестного происхождения, их характеристики могут существенно различаться. Даже одинаковый внешний размер не означает одинаковую прочность. При строительстве жилого дома особенно нежелательно использовать фундаментные элементы, происхождение и характеристики которых невозможно подтвердить.

Количество опор определяется расчетом, а не удобством раскладки

При проектировании раздельного фундамента важно правильно определить количество и расположение опор. Ошибочно считать, что чем больше блоков установить, тем надежнее получится основание. Дополнительные опоры действительно могут уменьшить нагрузку на каждый элемент, но одновременно меняется распределение усилий в стенах и ростверке. Если блоки расположены без учета несущих линий, часть опор может практически не работать, а другие будут перегружены. Поэтому фундаментная схема должна соответствовать планировке дома. Например, для здания размером 8 × 10 м наружный контур имеет длину 36 м. Если опоры разместить с шагом примерно 2 м, потребуется значительно больше элементов, чем при шаге 3 м. Однако выбор шага нельзя делать только исходя из экономии. Для деревянного или каркасного дома одна схема может оказаться приемлемой, а для кирпичных стен потребуется совершенно другой подход. Масса стен, наличие перекрытий и крыши, снеговая нагрузка и внутренние несущие элементы влияют на усилия в каждой точке. Особое внимание уделяют местам пересечения стен. Если наружная стена опирается на блоки через 2,5 м, а внутренняя несущая стена подходит к ней в промежутке между опорами, возникает сложный узел передачи нагрузки. Нельзя оставлять такую точку без дополнительного опирания только потому, что рядом уже находится блок. Под каждой значимой нагрузкой должно быть предусмотрено расчетное основание. Именно поэтому план фундамента желательно рассматривать одновременно с планом первого этажа.

Разметка должна выполняться с высокой точностью

При сплошной плите небольшое отклонение отдельной точки не всегда сразу становится критичным, поскольку конструкция представляет собой единый массив. В системе из раздельных блоков положение каждого элемента влияет на расположение стены над ним. Если блок смещен на 100–150 мм относительно проектной оси, опорная линия стены может оказаться ближе к краю элемента, чем предусмотрено расчетом. При нескольких таких смещениях геометрия всего здания начинает отличаться от проекта. Перед монтажом опор необходимо вынести на участок основные оси здания и определить координаты каждой фундаментной точки. После установки блоков полезно повторно проверить расстояния между ними, диагонали и положение относительно осей. Например, для дома 8 × 10 м диагональ прямоугольника составляет около 12,81 м. Контроль диагоналей позволяет обнаружить смещение углов еще до начала монтажа стен. Исправить блок на этом этапе значительно проще, чем пытаться компенсировать ошибку при сборке нижней обвязки или кладке. При устройстве фундамента на участке с уклоном нельзя просто выставлять блоки по уровню земли. Если перепад рельефа составляет, например, 60 см на длине 12 м, необходимо определить проектные отметки каждой опоры. В противном случае часть блоков окажется глубже, часть выше, а ростверк или нижняя обвязка получат неправильную геометрию. Для сложного рельефа раздельные опоры могут быть удобны, но только при грамотной разбивке высот.

Что происходит с фундаментом на пучинистом грунте

Морозное пучение является одним из факторов, который необходимо учитывать при строительстве раздельных фундаментных блоков в регионах с промерзающими влажными грунтами. Вода, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме и может создавать значительные силы, воздействующие на фундаментные элементы. Если отдельные блоки находятся на разной глубине или имеют неодинаковое основание, сезонные перемещения могут происходить неравномерно. Один блок зимой поднимется на несколько миллиметров, другой — на большую величину, а после оттаивания они могут вернуться не на одинаковые отметки. Особенно чувствительны к подобным перемещениям жесткие стены. Например, если под одним углом дома опора сезонно меняет отметку на 15 мм, а под противоположным — на 5 мм, разница составляет 10 мм. Для отдельных элементов это может показаться небольшой величиной, но при длине стены 8–10 м такая деформация способна создать дополнительные напряжения. Поэтому при строительстве на пучинистых грунтах проект должен учитывать водный режим, глубину промерзания, тип основания и конструктивную схему здания. Самостоятельное увеличение глубины установки блоков не всегда решает проблему. Если фундамент находится в зоне промерзания, боковые поверхности могут испытывать воздействие мерзлого грунта. Более эффективное решение определяется исходя из конкретной геологии и конструкции: может потребоваться изменение типа основания, устройство дренажа, утепление прилегающего грунта или другое инженерное мероприятие. Важно не копировать решение соседнего дома, потому что даже на двух близких участках грунтовые условия могут отличаться.

Гидроизоляция бетонных блоков

Бетонный фундамент постоянно контактирует с грунтом и влагой, поэтому защита блоков от воды должна быть предусмотрена проектом. Особенно это важно при высоком уровне грунтовых вод или сезонном переувлажнении. Влага способна проникать в бетон через капилляры и микротрещины, а при циклическом замораживании и оттаивании ускорять разрушение материала. Поэтому гидроизоляционные мероприятия необходимо выбирать с учетом фактических условий участка, а не ограничиваться нанесением любого доступного покрытия. Если блоки находятся в грунте, важно обеспечить не только защиту их боковых поверхностей, но и правильное устройство основания. Например, если вокруг опоры постоянно скапливается вода, одна битумная мастика не устранит причину. Вода должна иметь возможность отводиться от фундамента, а грунт возле опор не должен постоянно находиться в переувлажненном состоянии. При необходимости проект предусматривает дренажную систему и организацию поверхностного водоотвода. Между фундаментным блоком и деревянными конструкциями также требуется надежная отсечная гидроизоляция. Древесина не должна непосредственно контактировать с влажным бетоном. Если между бетонной опорой и нижней деревянной обвязкой отсутствует предусмотренный гидроизоляционный слой, влага может переходить в древесину, что создает условия для биологического разрушения. Поэтому узел сопряжения фундамента и стен необходимо продумать еще до начала монтажа дома.

Почему раздельные блоки часто объединяют ростверком

Если отдельные фундаментные блоки используются для жилого дома, между ними нередко предусматривают ростверк, который объединяет опоры в единую конструктивную систему. В зависимости от проекта ростверк может быть железобетонным или выполненным в другой конструктивной форме. Его задача заключается в передаче нагрузок от стен на отдельные опоры и в обеспечении пространственной взаимосвязи элементов. Однако ростверк не следует рассматривать как простую бетонную балку, которую можно сделать произвольного размера. Например, если между опорами расстояние составляет 2,5 м, а на ростверк передается нагрузка от тяжелой стены, его сечение и армирование должны учитывать изгибающие усилия между точками опирания. Если сделать конструкцию слишком слабой, она может прогибаться между блоками. Если же просто увеличить количество бетона без расчета, это не гарантирует правильной работы. В проекте определяются ширина, высота, класс бетона, схема армирования и узлы соединения с опорами. Для легкого каркасного дома ростверк может выполнять одну функцию, а для здания с тяжелыми стенами — совершенно другую. Поэтому нельзя переносить конструкцию ростверка с одного объекта на другой только потому, что размеры домов похожи. Дом площадью 100 м² из газобетона и деревянный дом той же площади создают разные нагрузки и требуют различного конструктивного решения.

Cсылка на публикацию