В каких случаях и как возводят фундаменты глубокого заложения?

Фундаменты глубокого заложения (ФГЗ) относятся к массивным и дорогостоящим конструкциям, выбираемым при повышенных весовых нагрузках и ведении строительства на сложных грунтах.

Отдельные этапы их строительства могут выполняться своими силами, но в большинстве случаев работы выполняются с привлечением спецтехники и профессиональных бригад.

Что это такое?

Данная группа представлена основаниями, заглубляемыми ниже уровня промерзания грунта как минимум на 20-30 см, вплоть до достижения устойчивых и плотных пород с целью выдержки значительных весовых нагрузок и сил морозного пучения без смещения конструкций.

Справка! Исполнение таких фундаментов бывает разным и выбирается исходя из условий эксплуатации и поставленных задач.

Необходимость

Потребность в заглублении оснований домов возникает при ведении строительства на участках с пучинистыми или не связанными грунтами, склонными к насыщению влагой и смещению подземных конструкций при смене сезонов.

При высоких требованиях к устойчивости (а именно – при высоких и экстремальных весовых нагрузках) фундамент должен опираться исключительно на плотные и непромерзаемые слои.

Область применения

Данный тип оснований выбирается:

• При заложении зданий и объектов на большую глубину.

  В домах с подвалами, подземными парковками и этажами фундамент всегда является заглубленным и совмещает несущие и ограждающие функции.

• При большом весе самой постройки в сочетании с низкими самонесущими способностями грунтов.
• При высоких горизонтальных нагрузках на конструкции и чрезмерном давлении на верхние слои почвы.

Важно понимать, что ФГЗ не относятся к универсальным и бюджетным. Вложение в них оправданы лишь при строительстве на сложных грунтах домов из тяжелых материалов или большой этажности. В таких случаях силы морозного пучения и вес постройки компенсируют друг друга.

Обратите внимание! При малом весе здания устойчивость ФГЗ не гарантируется.

Отдельным фактором выступает уровень грунтовых вод, влияющий на тип ФГЗ:

• При высоком риске подтопления или промокания конструкций закладывать на пучинистых и слабых грунтах глубокую ленту или плиту нецелесообразно, в том числе – из-за высоких трат на гидробарьеры и потребности их периодического обновления.

  В таких случаях под зданиями возводится свайный фундамент с глубиной опор от 6 до 15 м (при повышенных нагрузках – до 40-60) и ростверком выше нулевой отметки.

• При низком УГВ лента или плита, наоборот обходятся дешевле и выигрывают в устойчивости.

Плюсы и минусы

К преимуществам заглубленных оснований относят:

• Высокую несущую способность и выдержку значительных весовых нагрузок.
• Способность к противостоянию силам морозного пучения и подвижкам грунта.
• Устойчивость и надежность.

Недостатки проявляются в трудоемкости и дороговизне. При заложении таких фундаментов возрастают траты на работы и материалы (в 3-4 раза и более при сравнении с малозаглубленными конструкциями с той же площадью), возникает потребность в привлечении спецтехники и существенно растягивается сам процесс строительства.

Помимо этого, к минусам заглубленных конструкций относят потребность в обновлении гидробарьеров и утепляющих прослоек как минимум раз в 10 лет.

Виды массивных оснований в промышленнном строительстве

При заложении фундаментов под мосты, многоэтажные дома и промышленные объекты глубина опор может достигать 40-60 м, что в свою очередь приводит к усложнению технологии и задействованию спецтехники.

На заметку. В большинстве случаев конструкции имеют свайное (опускные и кессонные колодцы, тонкостенные или буронабивные сваи) или ленточное исполнение (стены в грунте).

Опускные колодцы

Замкнутые по периметру, но открытые снизу и сверху полые конструкции относятся к свайным и чаще всего закладываются из кольцевых и сборных элементов, реже, при проходе скальных грунтов или сложной форме колодца – заливаются на месте.

Технология их строительства предполагает поэтапную выемку грунтов после опускания элемента вниз под собственным весом, оптимальной формой опоры считается симметричное кольцо.

После заглубления конструкции до нужной отметки внутренняя полость заполняется бетоном или используется в других целях.

Кессоны

Еще один подвид свайных фундаментов – кессонные колодцы имеют схожую с предыдущей, но более сложную и дорогостоящую технологию строительства. В ходе погружения элементов колодец защищается кессонной прокладкой, с подачей воздуха через верхние люки.

Длина закладываемых кессонов ограничивается 40 м, выемку грунта изнутри приходится выполнять с частой заменой работников, контролирующих процесс. Данный тип заглубленного фундамента выбирается при строительстве массивных домов на рыхлых грунтах, включая участки с высоким УГВ.

Тонкостенные оболочки

Этот тип оптимален при необходимости снижения собственного веса основания без потерь устойчивости. Заостренные металлические полые цилиндры погружаются в грунт с помощью вибрационного оборудования и заполняются бетоном, полученное свайное поле обвязывается ростверками или плитой.

Буровые опоры

Закладываемые в предварительно подготовленные шахты бетонные столбы зачастую имеют расширенную пятку и усиленно армируются в нижней части. Такое исполнение по аналогии с тонкостенными конструкциями выбирается при необходимости снижения давления на грунт и повышенных требованиях к устойчивости фундамента.

Стены в грунте

Монолитные или сборные стены, закладываемые в узких (40-120 см) и глубоких (до 40-60 м) траншеях, оптимальны при строительстве домов с подземными этажами, ограждений котлованов, подпорных конструкций и противофильтрационных завес.

Конструкции совмещают ограждающие и несущие функции и возводятся на любых нескальных грунтах за исключением плывунов, включая участки с высоким УГВ.

В отличие от традиционных ленточных фундаментов, такие конструкции закладываются без опалубки, после разработки траншей грейфером или гидравлическими фрезами и укрепления стенок бетонитом.

Какие типы применяют для частного дома?

В качестве основания для частных построек из тяжелых материалов с 2-3 этажами чаще всего используется:

• Монолитная или сборная лента с глубиной заложения до 2 м и шириной от 30-40 см. Конструкции укладываются на уплотняющие и дренирующие подушки толщиной от 20 см, армируются и защищаются гидроизоляционными прослойками.
• Свайные фундаменты с заливаемыми или готовыми ж/б опорами длиной до 15 м, обвязываемые ростверком.
• Плитные основания с цокольными лентами под будущими несущими стенами.

Нужный тип выбирается исходя из условий на участке и ожидаемых нагрузок.

Совет. При планировании заложения в доме подвала владельцы останавливаются на ленточных конструкциях.

Как происходит закладка основания на большие глубины?

Даже при самостоятельном строительстве работы требуют привлечения спецтехники – как минимум на этапе подготовки траншей, опускания тяжелых готовых опор или заливки большого объема бетона. К закладке фундамента приступают после подготовки материалов и площадки (при необходимости – с выравниванием), разметки, подвода коммуникаций и согласования этапов работ.

Ленточного

Самый распространенный в частном строительстве и дающий возможность заложить стены подземных этажей ленточное заглубляемое основание требует грамотного расчета и точной разметки:

• Выборка грунтов на большую глубину выполняется с помощью спецтехники, с постоянным контролем уровня. На сложных и рыхлых грунтах периметр ленты разбивают на отдельные участки в 3-6 м и укрепляют стенки бетонитом или специальными панелями.
• Ленты со сравнительно небольшой глубиной заливаются в сплошные и ровные опалубки.

Монолитные ленточные фундаменты заливаются без перерывов, при отсутствии такой возможности опалубка разделяется на отдельные зоны вертикальными перегородками.

К важным условиям технологии относят:

• выгонку воздуха и разравнивание бетона глубинными вибраторами;
• гидроизоляцию подошвы и внешних сторон;
• обязательное армирование конструкции объемными каркасом;
• аккуратное послойное обратное засыпание грунта.

Из видео узнаете, как сделать ленточный фундамент глубокого залегания:

Плитного

Классический плитный фундамент в принципе редко закладывается ниже линии промерзания грунта, даже при самых сложных условиях эксплуатации оптимальный диапазон его заглубления варьируется в пределах 0,5-1 м. Риски смещения или деформации конструкции уменьшаются за счет:

• увеличения толщины дренажной подушки или самой плиты;
• утепления подошвы;
• замены грунта в котловане;
• или заложения водоотводящих систем.

Исключение делается при планировании обустройства в доме подземных этажей или подвалов:

1. Плита углубляется на 1,7-2 м, при неизменно жестких требованиях к подготовке котлована, армированию и качеству бетона.
2. По ее периметру и под будущими несущими перегородками возводятся цокольные стены из ж/б или ФСБ.
3. Подошва и стенки конструкции усиленно защищаются от грунтовой влаги по всей площади и при необходимости утепляются.

Свайного

Устойчивость этого типа фундамента напрямую зависит от правильности расчета свайного поля (а именно – типа, числа, глубины заложения, сечения и интервала опор) и ростверка.

На пучинистых грунтах ленточную или плитную обвязку поднимают выше нулевой отметки на 25-30 см, с обязательным упором нижней части свай в устойчивые слои.

Максимальную несущую способность основания обеспечивают монолитные ж/б сваи, забиваемые дизель-молотом или другими копровыми установками. Технология заложения обвязки в целом совпадает со схемой строительства малозаглубленных ленточных или плитных оснований, соединение армокаркасов опор и ростверка обеспечивается заранее.

Совет. С целью продления срока службы и защиты от промерзания по периметру свайных фундаментов укладывается отмостка.

Основные ошибки и советы по возведению

Типичная и общая для всех видов оснований ошибка – выбор неправильной глубины заложения опор считается самой опасной.

Нормативная глубина промерзания грунта в данном случае становится важным, но не единственным ориентиром, при правильном подходе решение о типе и глубине закладки фундамента принимается после учета всех факторов (УГВ, климатических условий, близости водоемов, состава и однородности грунта, рельефа, потребности в цокольных помещениях, других требований к конструкции).

Помимо этого, к нарушениям относят:

• Плохую подготовку рабочих оснований (отсутствующую или слабую трамбовку днища траншей или котлованов, недостаточную толщину подсыпки, игнорирование потребности в разделении слоев или заложению гидроизоляционной отсечки под опорами).
• Прокладку коммуникаций после возведения ФГЗ ленточного или плитного типа.
• Экономию на конструкционных или изоляционных материалах.
• Заливку растворов в неустойчивую, тонкую или имеющие щели опалубку.
• Другие ошибки бетонирования (заливку или отвердевание раствора при неподходящих условиях, плохую выгонку воздуха, длительные перерывы, смещение армокаркасов к краям конструкций).
• Нагрузку конструкций до завершения процессов отвердевания растворов.

Для получения надежного и устойчивого основания рекомендуется принять меры по отводу воды от конструкций. В особо сложных случаях застройщики вынуждены менять грунт из котлована при обратной засыпке на песок или более плотные и не насыщаемые влагой породы.

Заключение

В заключение стоит напомнить, что углубление фундаментных конструкций ниже линии промерзания всегда требует серьезных вложений и выбирается лишь при повышенных требованиях к их несущим способностям и отсутствии других вариантов. Расчет таких оснований без исключения доверяют специалистам.