Фундаменты многоэтажных многоквартирных домов: виды и критерии выбора

Люди всегда нуждаются в жилье, поэтому сейчас активно строятся многоквартирные высотные жилые дома.

Высокая этажность требует тщательного и ответственного подхода к выбору фундамента.

Речь пойдёт о разновидностях фундаментов для высотных многоквартирных жилых комплексов, их применении и особенностях каждого из них.

Критерии выбора типа основания

Спроектировать и выбрать фундамент под МКД надо так, чтобы здание было надежным и долговечным. Отсюда важно выбрать тот или иной тип фундамента. Рассмотрим факторы, влияющие на выбор основания:

• Нагрузки, которые действуют на здание. Этот этап называется в строительстве сбор нагрузок. Бывают вертикальные и горизонтальные, постоянные (вес вышележащих конструкций) и временные (снеговая и ветровая нагрузка).
• Информация о том, насколько район подвержен землетрясениям. Этот параметр важен также и для выбора материала и конструкций надземной части сооружения.
• Данные о температурных изменениях и количестве осадков в районе.
• Разновидность грунта, его физико-механические характеристики.
• Структура и характеристика рельефа.
• Присутствие под местом заложения фундамента пустот в грунте или же грунтовых вод.

В ходе сбора этой информации собрать всю имеющуюся информацию о грунте, его свойствах и характеристиках.

Важность геологических изысканий

Этот этап особенно важен для выбора типа фундамента будущего здания – комплекс инженерно-геологических изысканий.

При халатном отношении к этой стадии сбора данных и проектировании впоследствии на надземной части могут появляться трещины, просадки элементов фундамента вплоть до отклонения целых секций здания от первоначальной оси.

Необходимо перечислить минимальный комплекс работ по изучению и сбору информации:

• Сделать забор грунта из предполагаемого места строительства и отправить его на экспертизу. Забор можно вести различными способами (пробы из заранее пробуренных скважин). Если рядом есть уже построенные дома, то возможность найти документы на это здание, где будет описание типа грунта и его свойств.
• Изучить место предполагаемого строительства на наличие пустот в теле грунта. Современные технологии позволяют использовать изучение будущей подошвы фундамента с помощью ультразвука.
• Собрать данные о наличии грунтовых вод, специфичности гидрологического режима, особенностях рельефа.
• Проверить наличие на территории будущей стройплощадки подземных коммуникаций (газо- и водопроводов, электрических кабелей).

Если потребуются дополнительные исследования, то нужно получить соответствующее разрешение и допуск на проведение операции. На основании собранных данных будет проектироваться основание под будущий дом.

Разновидности оснований

Широкое распространение в строительстве многоэтажных высотных домов получили свайные и плитные фундаменты.

Столбчатые фундаменты стаканного типа больше используются в промышленном строительстве, ленточные фундаменты часто применяют в строительстве малоэтажных домов.

Плитный фундамент используется и в промышленном и гражданском строительстве, но большой расход бетонной смеси не придает ему приоритета выбора перед остальными типами фундаментов. Что же касается комбинации различных типов оснований, то часто их выбор основан на типах грунтов и особенностей рельефа местности.

Рассмотрим все типы фундаментов, используемые при строительстве многоквартирных домов:

• свайные;
• столбчатые стаканного типа;
• ленточные;
• плитные;
• комбинированные.

Свайный

Принцип такого вида достаточно прост – берется ж/б свая и специальным оборудование погружается в грунт. Перечислим, какими способами свая может погружаться в грунт:

• Вдавливание. При таком способе используются мощные гидравлические домкраты, которые и вдавливают сваю в грунт.
• Набивка. Есть уже вырытая скважина в земле и под давлением по специальной трубе в неё поступает бетон под давлением.
• Забивка. Такой способ ограничен в применении, если рядом со строящимся зданием находятся постройки, которые могут быть повреждены от работающего оборудования (вибропогружатели, пневмомолоты и т. д.).
• Ввинчивание. Сваи ввинчиваются в тело грунта, в большинстве своем применяются для постройки мостов, башен и конструкций специального назначения.

Материал для изготовления свай может быть разным: дерево, металл, железобетон. Все зависит от того, сколько имеется денег, и какая нагрузка будет передаваться на фундамент. Выделим преимущества и недостатки свайных фундаментов в следующей таблице:

Недостатки	Преимущества
Необходимость поиска специализированной строительной техники	Относительно короткий по времени монтаж
Невозможность оборудования подземных помещений и паркингов	Устойчивость на всех типах грунтов
Большая глубина заложения (большой объем земляных работ)	Невысокая цена смонтированного фундамента
Непродолжительный срок эксплуатации той части свай, которая находится в земле (для деревянных свай)	Возможность выдерживать большие нагрузки из-за большой глубины заложения

В зависимости от конструктивного типа сваи бывают монолитные и сборные. Сборные сваи изготовляют на заводе и привозят на стройплощадку, где ведется дальнейшая укрупнительная сборка в одну сплошную сваю. Монолитные сваи изготавливаются непосредственно на стройплощадке, если позволяет территория.

Применение такого фундамента в строительстве многоквартирных комплексов обуславливает главное преимущество данного вида фундамента – большую несущую способность. После установки и набора прочности, надземную часть фундамента связывают ростверком.

Примером может служить Лахта-центр, многоэтажные здания в Дубае, при возведении которых в основу лег свайный фундамент. При высоте высотного сооружения от 9 метров и более использование такого типа фундамента экономически выгодно и обосновано проектом.

Столбчатый стаканного типа

Название вида пошло от двух главных составляющих — стакан и столб. Стакан – та часть фундамента, которая будет передавать нагрузки от здания на нижележащие основания.

Столб вставляется в стакан, укрепляется в проектном положении, стык между столбом и стаканом замоноличивают бетоном. Технологический процесс возведения такого фундамента прост – стакан погружают в заранее вырытый котлован, засыпают обратно, устанавливают и закрепляют колонну.

Фундаменты бывают монолитными и сборными, для многоэтажного строительства в основном применяют сборный. Такого рода основания запрещено применять в вечномерзлых и просадочных грунтах.

Необходимо выделить его плюсы и минусы в таблице:

Преимущества	Недостатки
Изготовление элементов фундамента в заводских условиях исключает отклонение от геометрических размеров, используемая марка бетона прошла сертификацию и заводские испытания	Высокая стоимость
Минимальный комплекс земляных работ	Сложность при транспортировке
Длительный срок службы при должной защите от влаги и агрессивных сред	Невысокая несущая способность
Подходит для любых типов грунта	Исключено обустройство подземных помещений
Отсутствие необходимости в ожидании набора бетоном прочности	Невозможность применять в вечномерзлых и просадочных грунтах
Быстрый и нетрудоемкий монтаж основания
Возможность создания фундамента любого размера и длины

Высота таких зданий может быть различной, начиная с 5 этажей и заканчивая 20-ти этажными высотками. Такой фундамент активно используется при возведении зданий с несущим каркасом.

Ленточный

Суть производства такого фундамента несложна, и название говорит само за себя – фундамент заливается по периметру будущего здания, непосредственно под несущими конструкциями.

В зависимости от типа производства бывает монолитным (в сбитую опалубку на строительной площадке автобетоносмесителями подается бетонная смесь, после чего он набирает прочность и производят распалубливание) и сборный (ФБС привозят с завода-изготовителя и монтируют фундамент из частей).

Используется для возведения зданий от 5 этажей вплоть до 16 этажей. Также надо отметить, что чем больше глубина заложения фундамента и толще несущие конструкции, тем больший объем бетона потребуется. Плюсы и минусы ленточных фундаментов:

Преимущества	Недостатки
Невысокая стоимость	Необходимость определенного набора строительной техники
Возможность создания подземных помещений и стоянок	Возможна усадка спустя некоторое время эксплуатации
Несложный монтаж	Необходимость промежутка времени для набора бетоном нормативной прочности
Несложные расчеты необходимого объема бетонной смеси
Использование на любых видах грунта

Комбинированный

Такой тип основания подразумевает объединения нескольких типов фундамента в один для лучшей устойчивости и высокой несущей нагрузке. Перечислим случаи, в которых необходимо применять такую связку:

• участки с частыми и сильными землетрясениями при неудовлетворительных показателях свойствах грунта;
• необходимость пристройки сооружения уже к существующей конструкции;
• участок со сложным рельефом.

В основном, это двойные соединения фундаментов следующего типа:

• свайного с монолитной плитой;
• свайного с ленточным.

Первый тип применяется при выборе ограждающих конструкций из хрупкого материала на площадках с высоким уровнем грунтовых вод. Второй тип подходит для грунтов, которые подвержены зимнему пучению в районах с высокой сейсмической опасностью.

Также есть комбинация ленточного и плитного фундамента, где опорным элементом выступает ленточная часть, на которую заливается монолитная плита. Такое слияние получило название «перевернутая чаша». Применение такого фундамента целесообразно для зданий выше 10 этажей.

Плитный

Название говорит, что в основании сооружения будет лежать монолитная плита.

Технология состоит в том, что на определенной глубине (от 30 см вплоть до 1 м) заливают сплошную монолитную плиту под всю площадь здания.

Применяется в строительстве от 7 до 30 этажей. Сразу можно выделить недостатки и преимущества такого фундамента в таблице:

Преимущества	Недостатки
Равномерное распределение нагрузки от здания по всей площади фундамента	Из-за особенности технологии имеет лишь монолитный способ производства работ
Устойчив к деформациям	Высокая цена на материалы и оборудование
Подходит для применения на неустойчивых и ползучих грунтах	Необходимость больших объемов арматуры и бетонной смеси
Высокие показатели прочности и устойчивости

Для возведения такого фундамента произвести расчеты необходимого объема бетона несложно, но бетона и арматуры на производство больших по площади комплексов надо очень много. Такой фундамент используется, но крайне редко. Это обуславливается необходимостью иметь растворно-бетонный узел, а то и завод для обеспечения стройки таким количеством бетона.

Рекомендации для высоток

Из-за дефицита практического опыта устройства оснований высотных зданий данная конкретные рекомендации пока не отражены в нормативной документации. Строители придерживаются следующих правил при устройстве оснований:

• Меньшее количество длинных свай лучше большого количества коротких.
• Чем дальше от края фундамента, тем короче должна быть опора. Максимальные нагрузки на сваи идут по углам и периметру здания.
• Грунт под плитой должен быть тщательно уплотнён — для этого при разработке котлована производится недобор 1-2 метров грунта, а при устройстве опорных свай бурится предварительная скважина на 10 % уже диаметра сваи. Когда свая и плита встают на место, грунт принудительно уплотняется.
• При строительстве высоток рекомендуется вести мониторинг состояния грунтов, свай, ростверка и ограждающих бетонных конструкций.

Заключение

Изучив представленные виды фундаментов, можно сделать заключение по видам фундамента и их применению в многоэтажном строительстве. В качестве фундаментов МКД преимущественно используется монолитная жб плита.

При должном технико-экономическом обосновании могут также использоваться ленточные или свайные/столбчатые фундаменты. Немаловажную роль при выборе фундамента играет и экономическая составляющая.