Все виды и типы фундаментов, применяемые в строительстве: характеристики и назначение

Фундамент – это важнейшая часть здания, которая является ответственной несущей конструкцией.

Он предназначен для восприятия эксплуатационных постоянных и временных нагрузок, а также собственного веса возведённого здания, с целью их равномерного распределения и придачи на грунт естественного, либо искусственного основания.

Тип, габариты и конструкция фундаментов определяются проектом, который, в свою очередь, разрабатывается после статического расчёта модели сооружения на упругопластическом основании.

Далее приводится подробная классификация фундаментных конструкций, в зависимости от различных критериев, а также их технические характеристики и особенности для различных объектов капитального строительства с разным уровнем ответственности.

Классификация оснований с фото

На практике, при строительстве капитальных объектов различного назначения, применяются разные типы фундаментов, которые классифицируются по конструктивной схеме, по характеру работы материала под нагрузкой, по способам возведения, глубине заложения и другим критериям.

Рассмотрим несущие конструкции с описанием их особенностей, функционального назначения и основных физико-механических свойств.

По конструктивной схеме

Выбор конструктивной схемы для основания – это ответственная работа, так как от корректного решения проектировщика зависит несущая способность каркаса, надёжность, долговечность конструкции, а также безопасность людей, которые будут эксплуатировать возводимое здание.

В зависимости от конструктивной схемы, фундаменты под объекты капитального строительства подразделяются на ленточные, свайные, плитные и столбчатые.

Ленточные

Ленточные – самые распространённые типы оснований под малоэтажные частные жилые дома. Устраиваются по периметру здания, а также под всеми внутренними несущими стенами в виде сплошной неразрывной ленты.

Такие фундаменты состоят из подошвы, которая выступает за пределы основной вертикальной части на величину пирамиды продавливания, как правило, на толщину данного конструктивного элемента.

Над подошвой, которая располагается ниже нормативной глубины промерзания грунта, возводится тело фундамента – вертикальная конструкция из монолитного железобетона или блоков ФБС, предназначенная для опирания вышележащих стен и перекрытий.

Ленточные фундаменты могут устраиваться на суглинках, глинах, песках и других грунтах с разной несущей способностью. Если в здании имеется подвал или цоколь, пространство внутри ленточной несущей части с замкнутым контуром заполнится утеплёнными полами по грунту.

Столбчатые

Столбчатые – устраиваются под точечными опорами в зданиях с колоннами или полным каркасом. Повсеместно закладываются в проект для промышленных капитальных объектов, заводских цехов, складских и логистических центров, построенных по колонно-ригельной технологии.

Могут быть сплошными, когда периметр их верхней части имеет те же габарит, что и подошва, либо устраиваются со ступенчатой конфигурацией, повторяя уклон образующей пирамиды продавливания, в зависимости от величины нагрузки и реакции упругого основания.

Плитные

Плитные – устраиваются в виде сплошной железобетонной монолитной фундаментной плиты для равномерного распределения линейных, точечных и штамповых нагрузок по площади опоры.

Применяются преимущественно для зданий, возводимых на слабых или просадочных грунтах, а также при неравномерном наслоении инженерно-геологических элементов под пятном застройки, либо при высоком уровне залегания грунтовых вод.

Могут устраиваться ниже глубины промерзания, что требует устройства подвальной или цокольной части, либо выполняются в виде УШП (утеплённой шведской плиты), когда под монолитной плитной частью закладывается несжимаемый утеплитель из экструдированного пенополистирола. Изоляционный материал компенсирует сезонное пучение основания, а также препятствует проникновению холода в отапливаемый объём капитального сооружения.

Свайные

Свайные – состоят из отдельных стержневых железобетонных или металлических элементов, которые погружаются в основание на большую глубину, прорезая слабые грунтовые слои. Работают под нижним концом стержней, если они упираются в плотные слои грунтового основания (сваи-стойки) или по боковой поверхности трения (висячие сваи).

Сваи могут погружаться забивным способом, методом завинчивания, либо заливаются бетоном в несъёмную опалубку, заранее углублённую в грунте. В верхней части оголовки все сваи объединяются ленточным или плитным ростверком, поверх которого устраиваются основные несущие и ограждающие конструкции здания.

По работе материала под нагрузкой

В зависимости от работы материала под статическими и динамическими нагрузками, все фундаменты классифицируются на 2 следующие подгруппы:

1. Жёсткие – классические фундаменты, которые устраиваются под большинство объектов капитального строительства. Предполагают равномерное распределение усилий под нагрузками.

   Центр тяжести пересекает плоскость опоры на несущее основание, из-за чего сами фундаментные конструкции всегда работают только на сжатие.

2. Гибкие – сложные фундаменты, устраиваемые на неравномерных грунтах, под высотные здания или капитальные объекты с нестандартной конфигурацией, разной этажности.

   К таким фундаментам также относят конструкции, устраиваемые на откосах, с переменной глубиной залегания подошвы. При работе под нагрузками подразумевается формирование не только сжимающих, но также растягивающих, перерезывающих усилий, изгибающих моментов.

При проектировании гибких фундаментов требуется детальное моделирование грунта с каждым слоем ИГЭ, согласно геологическим изысканием и проведение сложных статических расчётов для выбора наиболее оптимальной и безопасной конструкции.

По способу возведения

Фундаменты под различные объекты капитального строительства устраиваются одним из трёх способов, описанных далее:

1. Монолитные – могут иметь любую конфигурацию и габаритные размеры. Создаются непосредственно в проектном положении, на нужной глубине залегания, поверх уплотнённого основания и бетонной подготовки в заранее смонтированной съёмной, многократно оборачиваемой опалубке.

   Для устройства монолитных фундаментов предварительно вяжется арматурный каркас, согласно чертежам проекта, монтируется отбортовка опалубки, устанавливаются закладные дети, после чего в готовую конструкцию заливается жидкий бетон требуемой марки по прочности.

   

2. Сборные – устраиваются на предварительно подготовленное основание в виде полносборных элементов заводского изготовления.

   Имеют модульные габариты, согласно ГОСТ, сопрягаются через сварные закладные пластины с последующим омоноличиванием технологических зазоров для достижения неразрывности фундамента.

   

3. Сборно-монолитные – устраиваются в несъёмной опалубке с модульными габаритами, как правило, корытообразной формы.

   Внутри опалубки укладывается арматура усиления, для обеспечения неразрывности стыков и формирования жёстких узлов сопряжения, после чего вся конструкция заливается бетоном в проектную отметку.

   

В настоящее время монолитные фундаменты применяются, если здание возводится по индивидуальному проекту, либо основание под пятном застройки требует устройства гибкой конструкции.

В случае строительства, промышленного объекта с полным каркасом, либо типовых домов из панелей или блоков, а также если грунты обладают достаточной несущей способностью, целесообразно применять сборные или сборно-монолитные конструктивные элементы.

В зависимости от глубины заложения

Все фундаменты, которые возводятся под гражданские или промышленные капитальные сооружения, в зависимости от глубины заложения, классифицируются на следующие базовые подгруппы:

• Глубокого заложения – нижняя отметка подошвы таких конструктивных элементов находится ниже нормативной глубины промерзания грунта.

  Устраиваются под любые высотные здания или объекты недвижимости с повышенной категорией ответственности.

  Требуют устройства гидроизоляции и проведения других защитных мероприятий для предотвращения их быстрого разрушения под воздействием агрессивных грунтовых вод.

• Мелкого заложения – подошва фундамента находится выше глубины промерзания, но не менее, чем 500 мм от проектной красной отметки земли.

  Такие конструкции требуют проведения дополнительных работ по предотвращению непроектных осадок, пучения или крена возведённого сооружения.

Мелкозаглубленные основания применяются преимущественно на скальном или равномерной песчаной подушке, которые обеспечивают зданию минимальную осадку и не подвергается пучению, либо при возведении сооружений не выше 3 – 5 этажей на грунтах, обладающих повышенной несущей способностью.

В остальных случаях применение таких фундаментов нецелесообразно, что требует заложения подошвы ниже нормативной сезонной глубины промерзания, согласно требованиям СП 131.13330.2020 «Строительная климатология».

По применяемым материалам

Преобладающее большинство фундаментов под многоэтажные или малоэтажные объекты капитального строительства устраивается из монолитного или сборного железобетона.

В зависимости от требуемой несущей способности класс бетона по прочности варьируется от В7,5 – В15 для малоэтажных жилых домов, В20 – В30 для многоэтажных гражданских объектов, от В40 и выше – для промышленных и других особых зданий с повышенным классом ответственности, согласно СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Железобетонные фундаменты армируются рабочей стержневой арматурой класса по прочности А500с, а также поперечными стержнями для сварных вертикальных каркасов класса А240с, согласно ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций».

Кроме железобетонных фундаментов, под частные малоэтажные дачные дома из дерева или сооружения, построенные по каркасно-щитовой технологии, применяются металлические винтовые сваи, которые погружаются путём вращения их стержневой части по часовой стрелку с последующей обвязкой стальным ростверком из балок двутаврового, либо швеллерового сечения.

Если несущая способность грунтов обеспечивает возможность возведения здания без монолитного фундамента или без свай, допускается применение бутовой конструкции.

Бутовые фундаменты состоят из гранитных булыжников большого размера до 200 – 500 мм в поперечном сечении. Для повышения проектной прочности такой конструкции, бутовые камни часто заливаются жидкой бетонной смесью без армирования, что создаёт монолитное неразрывное основание.

О бутовых фундаментах читайте тут, из асбестоцементных труб — здесь.

Какие существуют для разных строений?

В строительстве применяются разные типы фундаментных конструкций из приведённой выше классификации. Далее подробно описываются основные виды фундаментов, которые возводятся для капитальных объектов разных категорий, с их техническими характеристиками и нюансами возведения, особенностями выбора конструктивных схем несущих элементов.

Для частных домов

Частные дома, в зависимости от их конструкции, этажности и функционального назначения возводятся на следующих типах фундаментов:

Тип фундамента	Применение	Характеристики
Ленточные	Частные жилые дома с несущими стенами из кирпича или облегчённых блоков с высотой до 3 этажей. Одноэтажные хозяйственные постройки, которые возводятся на слабых грунтах или по типовым проектам. Пристроенные помещения к основному зданию, для обеспечения неразрывности конструкции из-за разности осадок основания.	Толщина подошвы ленточного фундамента – от 200 до 400 мм. Выступы половы конструкции за пределы вертикальной части – не менее толщины фундамента, согласно пирамиде продавливания. Толщина фундаментных стен ниже нулевой отметки – от 140 – 160 до 200 – 250 мм, при использовании монолитных конструкций, от 300 до 600 мм, при возведении несущего элемента из сборных блоков ФБС. Общая высота фундамента глубокого заложения – не менее глубины промерзания (для средней полосы РФ – 1800 мм), мелкого заложения – не менее 500 мм, определяется проектом. Применяемый класс бетона – от В10 до В15 при стандартных климатических и эксплуатационных условиях.
Плитные	Здания, возводимые на слабых грунтах. Частные дома с подвалами. Капитальные сооружения, строящиеся на потенциально подтопляемой территории.	Толщина плиты – от 200 до 300 – 400 мм, при условии возведения здания с высотой не более 3 этажей. Выступы за пределы наружных стен – от 300 мм, согласно расчётной пирамиде продавливания. Класс бетона – от В10 – В15, по расчёту, арматуры – А500с, А240с.
Винтовые сваи	Частные дома и другие постройки, возведенные по каркасной технологии, а также из древесины, пено- и газобетона, SIP-панелей. Строения из деревянного бруса не более 2-х этажей.	Бывают узколопастные, широколопастные и многолопастные. Имеют сварной или литой наконечник. Для фундамента используются сваи длиной от 1650 до 3000 мм и диаметром от 57 до 133 мм.
Забивные ж/б сваи	Существенный перепад высот в пятне застройки. Выраженный рельеф на участке. Строительство в подтопляемых и водоохранных зонах. Болотистые грунты с большим слоем ненесущего торфа.	Степень заглубление в грунт — до появления контакта с плотными слоями почвы. Имеют квадратное сечение со сторонами 150, 200, 300 и 400 мм. Самые популярные типоразмеры свай – 150x150 и 200x200 мм, крайне редко используются 300x300 мм Длина жб свай варьируется от 3 до 6 м, иногда требуются 8-10 метровые сваи и длиннее, если строительство ведется в болотистой местности на торфяных грунтах.
Бутовые	Хозблоки, гаражи, бани и другие одноэтажные постройки. Частные дома, построенные по каркасно-щитовой технологии. 2 этажные конструкции, при условии, что они возводятся на грунтах с повышенной несущей способностью.	Ширина опорной части фундамента – на 100 – 300 мм больше, чем вышележащие несущие конструкции. Глубина заглубления конструкции – от 500 мм и более, согласно чертежам рабочего проекта. Класс заливаемого между бутовыми камнями бетона – В7,5 – В12,5, с подвижностью от П3 и более.

Многие владельцы своих участков предпочитают экономить на проекте и возводят фундаменты под частные малоэтажные дома без чертежей.

Профессионалы всегда предупреждают, что такая экономия является неправильной, так как существует риск заложения недостаточной толщины или, наоборот, перерасхода материалов, что, в конечном итоге, приводит к существенным неоправданным затратам собственника строящегося объекта.

О фундаменте для частного дома читайте тут, для деревянного — здесь, из газобетона — тут.

Для промышленных зданий

Производственные объекты – одни из самых сложных в строительстве и проектировании, так как для организации цехов, чаще всего, применяются конструкции с полным каркасом и большими пролётами.

Это приводит к сбору повышенных нагрузок на фундаменты с увеличенной грузовой площади, что требует соблюдения множества требований.

Для промышленных зданий применяются следующие типы несущих фундаментных конструкций:

Тип фундамента	Применение	Характеристики
Отдельно стоящие, столбчатые, стаканного типа, либо с закладной деталью для фиксации колонн.	Колонны каркаса промышленного сооружения. Фахверковые колонны, расположенные с фронта оной и тыльной сторон каркаса. Промежуточные колонны, предназначенные для обеспечения технологического процесса в цеху.	Габариты подошвы в плане – от 600 х 600 мм до 2000 х 2000 мм и более, в зависимости от высоты элемента, величины нагрузок и других параметров. Глубина заложения – от 1500 – 2000 мм и более, по проекту. Внутренние габариты стакана – на 50 – 100 мм больше, чем размеры поперечного сечения монтируемой колонны. Класс бетона для фундамента – от В25 и выше, в зависимости от требований по обеспечению прочности и устойчивости.
Отдельно стоящие, с кустовыми сваями.	Промышленные здания, возводимые на нестабильных или просадочных грунтах основания. Сооружения с полным каркасом, эксплуатация которых подразумевает приложение повышенных динамических вертикальных или горизонтальных нагрузок, приводящих к сдвигам и кренам. Особые производственных объектов с повышенным классом ответственности.	Количество свай в кусте – от 4 до 16 и более, в зависимости от габаритов подошвы фундамента и требований по несущей способности каждой сваи. Глубина погружения свай – от 6 метров и более. Поперечное сечение стержневых несущих элементов – от 300 х 300 мм. Габаритные размеры и другие параметры отдельно стоящего фундамента стаканного типа – такие же, как и для конструкции без кустов свай.
Комбинированные, стаканного типа, с ленточными фундаментами по периметру наружных стен.	Промышленные сооружения, каркас для которых проектируется с совместной работой колонн и несущих стен. Сооружения, ненесущие наружные стены в которых возводятся из кладки или других тяжёлых строительных материалов. Здания, конструктивная схема которых не позволяет устраивать навесные наружные ограждающие конструкции с их фиксацией к колоннам каркаса.	Глубина заложения подошвы – от 1800 мм и более для умеренного климатического пояса. Ширина подошвы ленты – на 300 – 600 мм больше, чем фундаментные стены. Толщина подошвы – от 300 мм, в зависимости от статического расчёта модели каркаса, веса наружных стен. Длина ленты между осадочными швами – не более 60 метров.

В некоторых случаях, также допускается применение монолитных железобетонных плит, но проектировщик должен учитывать, что такая конструкция будет переменной толщины – в зонах продавливания под колоннами каркаса потребуется устройство более мощной зоны с глубиной погружения подошвы ниже отметки промерзания.

Для МКД

Многоквартирные дома могут быть сборными или монолитными, в зависимости от типа применяемого проекта – индивидуальный или типовой. Для таких капитальных сооружений, как правило, используются следующие типы фундаментов:

Тип фундамента	Применение	Характеристики
Ленточные	Монолитные или сборные жилые многоквартирные здания с высотой до 5 – 9 этажей. МКД, возводимые на стабильных и однородных грунтах с повышенной несущей способностью. Дома, несущий каркас которых не подразумевает устройство большепролетных конструкций, способствующих передаче повышенных нагрузок на фундаменты и на грунт основания.	Толщина подошвы – от 400 – 500 мм. Ширина подошвы – на 300 – 600 мм больше, чем вертикальная часть фундамента здания. Глубина заложения – не менее отметки сезонного промерзания грунтов. Ширина вертикальной части – от 160 – 300 мм для монолитных конструкций, от 400 – 600 мм для сборных элементов заводского изготовления.
Плитные	Любые монолитные или сборные МКД, рабочий проект для которых требует устройства плитного фундамента. Многоквартирные здания, возводимые на обводнённых или слабых грунтах, которые не могут обеспечить нормальную реакцию опоры под весом каркаса на ленточном фундаменте. Современные МКД с высотой от 12 – 15 этажей и более.	Толщина плиты – от 500 мм и более, по расчёту. Вынос плитной части за пределы несущих наружных стен – от 400 – 500 мм и более, согласно пирамиде продавливания. Основа под плиту – бетонная подготовка с классом В7,5 для устройства гидроизоляции, защитной стяжки, выравнивания постели для устройства арматурного каркаса. Сопряжение со стенами, пилонами и колоннами – шарнирное для сборных конструкции, через постель из жёсткой цементно-песчаной смеси, либо жёсткое, через арматурные выпуски из фундаментной плиты.
Свайные	Высотные многоквартирные дома, которые строятся на слабых, просадочных или пучинистых грунтах. Объекты с повышенной категорий ответственности. Жилые многоквартирные здания с высотой от 16 – 20 этажей и более.	Глубина погружения свай – от 6 метров и более (составные сваи могут погружаться на 12 – 15 метров). Способ погружения свай – забивка стержневых несущих элементов заводского изготовления с применением гидромолота или устройство железобетонных конструкций в обсадной трубе на месте. Расчётное сечение свай – квадратные, от 200 х 200 мм до 400 х 400 мм, либо труба с диаметром от 250 – 300 мм. Тип ростверка, объединяющего оголовки свай – ленточный или плитный.

Вне зависимости от категории объекта, наличия типовых серий и отработанных решений, конструкции фундаментов всегда проектируются отдельно. Это связано с нелинейной работой основания и различными гидрогеологическими условиями для каждой площадки строительства.

Последние годы большинство МКД с высотой выше 12 – 15 этажей в средней полосе РФ возводятся исключительно на монолитных ж/б плитах, что связано со сложным техническим оснащением подвальной части, устройством подземного паркинга или других эксплуатируемых пространств ниже нулевой отметки.

Данные технологические решения требуют надёжного и сухого пола в подвальной части дома, а фундамента плита лучше всего подходит для нормальной эксплуатации без необходимости принятия дополненных сложных мероприятий по защите помещений от негативного воздействия внешних факторов.

О видах фундаментов для МКД читайте тут, как делают — здесь.

Какие бывают современные варианты?

В условиях рыночной экономики и стремительного повышения цен на строительные материалы, для возведения частных жилых или других объектов недвижимости, используются следующие типы современных фундаментов, помимо конструкций, описанных выше:

• Утеплённая шведская плита (УШП) – тонкая мелкозаглубленная плитная фундаментная конструкция, под которой повсеместно укладываются теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола. Устраивается под малоэтажные частные дома, исключает промерзание несущих конструкций и проникновение холода в отапливаемое пространство.

  

• Финский базис – плитный фундамент мелкого заложения, который подразумевает обязательное устройство внутри бетона тёплого пола под каждым помещением первого этажа. Утепляется под подошвой также, как и УШП.

  

• Стальные винтовые сваи – несущие конструкции, устраиваемые преимущественно под деревянные дома, погружаются вручную, обвязываются ленточным стальным ростверком.
• Буронабивные сваи – устраиваются путём погружения обсадной трубы в грунт основания с последующим армированием внутреннего пространства и заливкой бетона с классом по прочности от В10 и более. Обвязываются плитным или ленточным ростверком с жёстким узловым сопряжением через выпуски от арматурного каркаса, которые загибаются в горизонтальную конструкцию верхней части фундамента.

  

Несмотря на возможность применения перечисленных выше современных фундаментных конструкций, учитывая их повышенные требования к прочности, устойчивости и несущей способности каркаса здания, проектировщики продолжают систематически закладывать в расчётные схемы несущие конструктивные элементы, проверенные временем.

Таким образом, для строительства высотных зданий или объектов с повышенным уровнем ответственности, активно продолжают применяться ленточные, плитные, свайные, столбчатые и другие фундаменты.

Заключение

Фундамент является самой ответственной несущей конструкций любого капитального сооружения. Для разработки проектной документации, проектировщик строит расчётную модель, а также выбирает один из наиболее подходящих типов фундаментов. Выше приводится подробная классификация данных конструктивных элементов по различным критериям.

Владельцам объектов недвижимости следует учитывать, что существуют рекомендации и требования по выбору типа фундамента, в зависимости от функционального назначения здания и его объёмно-планировочных параметров. Выше также можно ознакомиться с рекомендациями для применения разных типов фундаментов под конкретный объект капитального строительства. Описание приводится с техническими характеристиками и базовыми требованиями к таким конструкциям.фун