Фундамент это несущая, ответственная часть любого дома. Он основа его геометрической точности, стабильности и эксплуатации. Для каркасных домов часто планируют два типа фундаментов: металлические винтовые сваи или железобетонный ленточный. У каждого типа своя технология монтажа, преимущества и ограничения.

Винтовые сваи

Это металлические трубы с приваренными на конце лопастями. Выпускают также и литые аналоги, в которых лопасти и наконечник едины. За счет лопастей опоры легче ввинчиваются в грунт, а также лопасти увеличивают несущую способность. 

Для каркасных домов диаметр металлической трубы 108-133 мм. Ранее мы уже писали о винтовых сваях Свифт.

1. Геодезическая разметка участка

На местности определяют точное положение осей дома по готовому строительному проекту. Под осями и между ними по плану (схеме) отмечают места для установки свай.

2. Монтаж 

В отмеченные места на участке спецтехникой ввинчивают металлические сваи. Спецтехника генерирует вращательную нагрузку и держит на контроле вертикальность погружения опоры.

Глубина погружения рассчитана в проекте на основе геологических изысканий, она ниже глубины промерзания. 

3. Проверка вертикальности и выравнивание голов

Вертикальность установки проверяют поплавковым уровнем или гидроуровнем по натянутому шпагату между крайними сваями. Отклонение допускают до 2 градусов.

По горизонтали выравнивают верхние концы опор.

4. Заливка бетоном внутренней части трубы

Для создания прочной конструкции.

Внутреннюю часть металлической трубы заполняют бетонным раствором. Это делают, чтобы:

• вытеснить воздух и влагу изнутри, тем самым предотвратить коррозию внутренней части трубы;
• увеличить несущую способность и жесткость опорным конструкциям.

Полость трубы бетонным раствором заполняют через воронку и уплотняют длинным шомполом.

5. Монтаж ростверка

После того как все концы опор выставлены на одном горизонтальном уровне, к ним приваривают оголовки размером 200х200 мм или 250х250 мм. Верх оголовков покрывают гидроизоляцией. 

К оголовкам болтами или шпильками крепят деревянные брусья. Брусья предварительно обработаны огнебиозащитой.

Какие преимущества и недостатки?

Из плюсов:

• минимальные земляные работы в сравнении со строительством ленточного фундамента;
• монтаж можно провести за 1-3 дня;
• можно устанавливать на слабых, неоднородных грунтах. Еще возможна установка на участке с уклоном;
• монтаж винтовых свай проводят в любой сезон года, в отличие от строительства ж/бетонной ленты;
• сметная цена монтажа винтовых свай намного ниже ж/бетонной ленты.

Недостатки:

• минус металлических винтовых свай это их коррозия. Перед установкой все металлические части покрывают антикоррозионной защитой;
• под каркасным домом с опорными винтовыми сваями нет места для строительства подвального помещения;
• срок службы винтовых опор меньше, чем у ленточного бетонного фундамента.

Ленточный фундамент

Ленточный железобетонный фундамент это монолитная ж/бетонная конструкция, она пролегает под наружными и внутренними стенами дома, которые несут нагрузку. Так как у каркасных домов весовая нагрузка небольшая, для них планируют мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ). В сечении это прямоугольник.

1. Разметка сторон и ширины фундамента.

С проектного плана переносят на участок размеры фундамента. С его ширины снимают плодородный слой и вывозят с участка.

2. Рытье траншеи и песчано-гравийной подушки

По контуру дома роют траншею, так, чтобы ее внешняя ось совпадала с внешней осью каркаса. 

Глубина траншеи равна глубине заложения фундамента плюс 15-20 см для песчано-гравийной подушки. Ее отсыпают, чтобы выровнять основание. Чем ровнее основание, тем равномернее оно передает нагрузки. Если несущая способность основания невысокая или в грунте повышенный процент влаги, то песчано-гравийный слой отсыпают от 20 см и более. 

3. Установка опалубки и монтаж арматурного каркаса

По двум сторонам траншеи устанавливают щиты из досок. Высота опалубки на 5-10 см выше общей высоты фундамента. Его общая высота складывается из двух величин: глубины заложения под землей плюс высоты цоколя.

Между опалубкой монтируют металлический арматурный каркас. Он включает монтаж верхнего, нижнего поясов, скрепленных по контуру поперечными хомутами. Пояса и хомуты сваривают или соединяют вязальной проволокой. Угловые участки крепят дополнительной стержневой арматурой.

4. Монолитное бетонирование с виброуплотнением

Виброуплотнение всегда производится

Бетонную смесь лучше заказывать и привозить на участок готовой. Тогда бетонирование будет монолитным, то есть без перерыва. У такого бетонирования есть преимущества, так как весь объем б/смеси:

• приготовят и привезут сразу на весь объем фундамента;
• будет состоять из равной пропорции составляющих;
• будет одновременно схватываться и набирать прочность. 

Таких плюсов практически не добиться, если замешивать бетон на б/мешалке и заливать вручную.

После монолитной заливки проводят уплотнение бетона глубинным вибратором

5. Уход, набор прочности 

Бетонная конструкция набирает свою прочность до 28 суток. Первые 10 дней ее увлажняют и накрывают мокрыми опилками или полиэтиленом, предохраняя от резкого высыхания верхних слоев.

В период до 28 дней конструкция будет набирать прочность, в это время ее не нагружают.

6. Гидроизоляция и утепление

Всю поверхность фундамента по периметру очищают и покрывают битумной мастикой. Поверх наклеивают нарезанные ленты рубероида или другой рулонной гидроизоляции.

Глубокие пазухи засыпают песком и уплотняют его. На внешние стороны фундамента наклеивают ЭППС (экструдированный пенополистирол).

Какие есть преимущества?

• Долгий срок службы, от 50 лет при правильном монтаже.
• Достаточная несущая способность.
• Можно построить цокольный этаж, подвал.
• Ленточная оградительная конструкция хорошо защищает дом от промерзания и деформации грунта.

Есть и существенные минусы:

• земляные работы включают большой объем грунта (отрытого и обратно засыпанного);
• существенный объем бетонных работ;
• работы зависят от погоды, нужно положительная круглосуточная температура;
• период строительства 3-4 недели;
• высокая цена.

Сравнение несущей способности МЗЛФ и винтовых свай

Примером для расчета будет каркасный дом с размерами 7х7, его общая площадь 49 м кв. Нагрузка на м кв. с учетом веса строения 150 кг/м кв., мебели 110 кг/м кв., снега 170 кг/м кв. примерно равна 430 кг/м кв. Общая нагрузка со всей площади 21,1 т.

МЗЛФ.

Размеры: 

• ширина 0,45 м, глубина заложения 0,6 м; 
• периметр 7х4=28 м;
• площадь подошвы 0,45х28=12,6 м кв.;
• расчетное сопротивление грунта (в примере суглинок) 220 кПа;

Расчет несущей способности МЗЛФ: 220 кПа х 12,6 м кв.= 220 000 Н/м кв. х 12,6 м кв. = 2 772 000 Н, или 2,772 х 106 Н.

Переведем ньютоны в кгс: 2,772 х 106 Н : 9,81 = 282 569 кгс = 28,3 т.

То есть давление 220 кПа, влияющее на площадь подошвы 12,6 м кв., создает силу 2,772 х 106 Н = 28,3 т.

То есть у МЗЛФ несущая способность 28,3 т, это больше общей весовой нагрузки дома 21,1 т.

Винтовые сваи

Размеры:

• диаметр трубы 108 мм;
• диаметр лопасти 300 мм;
• свая в суглинке показывает несущую способность 2,8 т;
• количество свай - 18 штук.

Расчет: 18 шт. х 2,8 т = 50,4 тонн.

Расчетная несущая способность всех свай более 50 тонн, то есть вдвое больше, чем нагрузка дома.

Что планировать для каркасного дома

• Винтовые сваи более рациональный выбор для легкого каркаса. Их монтируют на наклонных участках, на слабых грунтах с большим содержанием влаги. Они меньше стоят и обеспечивают высокую несущую способность.
• МЗЛФ оправдан, если важен долгий срок работы и дополнительный цокольный этаж или подвал.

Практические рекомендации

Чтобы точно решить какой планировать фундамент, нужно геотехническое исследование. Оно показывает взаимодействие планируемого дома и грунтов на участке. Окончательное решение принимают на основании прочности грунтов, их деформационных характеристик.