На каких фундаментах строят многоэтажные дома

Прочный фундамент является залогом безопасности и продолжительного времени эксплуатации многоэтажного дома. Беря на себя всю нагрузку от находящегося на нем строения, он позволяет равномерно распределить ее и передать на грунт. Поэтому определение оптимального типа фундамента — это одна из первостепенных задач при строительстве многоэтажного дома. Выбор зависит от особенностей региона и почвы, а также от плана будущего здания и применяемых стройматериалов.

Факторы, учитывающиеся при проектировании

Разработка проекта фундамента для высотного жилого дома является очень ответственной задачей. Чтобы высотка сохраняла целостность и не была подвержена деформации в течение всего расчетного времени эксплуатации, в процессе выбора вида основания нужно учесть:

• наличие движений грунта, ветровые нагрузки, сейсмическую обстановку;
• возможные горизонтальные и вертикальные нагрузки;
• вид и плотность почвы;
• количество осадков, средний температурный режим в определенном регионе;
• наличие под фундаментом газопровода и водопровода, источников подземных вод, пустот;
• рельефные особенности.

Необходимость геологических исследований

Давление от многоквартирного дома может выдерживать далеко не каждый грунт. Геологические исследования — это одно из самых важных подготовительных мероприятий во время разработки проектной документации для строительства панельных или кирпичных высотных домов.

Место под строительство проходит сканирование ультразвуком. В ходе исследований грунте бурят скважины на глубину около 100 м. На различных отметках производится сбор проб почвы для выяснения состава. Есть единое правило: чем земля тверже и плотнее, тем лучше. В идеале обустройство фундамента многоэтажного дома должно производиться на грунте из скальных пород. Это даст возможность элементам основания нормально справляться с любыми нагрузками на фундамент МКД.

В общем, сооружение многоэтажек можно производить на различных почвах — от сыпучих до скалистых. Но для любого грунта нужно точно определить, какие типы фундаментов можно использовать для многоэтажных домов.

Характеристики почвы и наличие вертикального давления на фундамент — это две основные составляющие, которые влияют на выбор вида основания многоэтажного дома. Но учитывать нужно и иные факторы:

• Наличие карстовых пустот, плывунов, уровень подземных вод и наличие иных подземных аномалий.
• Сейсмические особенности либо напряжение пород естественного и искусственного происхождения в районе сооружения здания.
• Климат. В первую очередь это сезонные температурные колебания, скорость ветра и количество осадков. Если присутствуют значительные ветряные порывы на высоте 350-450 м, как и термическое увеличение в объеме стройматериалов, а также попадание молний, то это вызывает довольно серьезные разовые нагрузки полностью на конструкцию дома, в частности и на основание.
• Находящиеся поблизости тоннели метрополитена, транспортные магистрали, водо- и газопроводы и иные объекты, которые или влияют на монолитность основания, или могут пострадать вследствие непременной осадки грунта.
• Нахождение рядом больших объектов капитальной постройки.

Разновидности оснований

С учетом выполненных исследований и вычислений подбирают тип основания. Как правило, для многоэтажных зданий используют такие виды фундаментов, как свайный, свайно-ленточный, плитный или свайно-плитный.

Свайное основание

Такой фундамент является самым универсальным, поскольку может использоваться на большинстве почв. Стандартное сечение свай обычно имеет размеры 30х30 см либо 35х35 см. Но при сооружении очень высоких домов (до 200 метров) на болотистых или иных сложных почвах чаще всего применяются бетонные или металлические сваи диаметром до двух метров и длиной до 85 м. При этом стенки котлована должны быть укреплены по контуру бетоном с армированием.

Обустройство свайного фундамента на скальных грунтах характеризуется высокой сложностью. Вначале проделываются отверстия в грунте, в которые затем опускаются колодцы из бетона, играющие роль обсадной трубы. Пустоты между стеной колодца и сваей бетонируются.

Этот вид фундамента отличают по типу свайных конструкций:

• Погружной. Монтируются готовые сваи, которые вбиваются с помощью специальной техники на требуемую глубину. Устройство такого фундамента запрещается, если поблизости расположены капитальные постройки. Также на объект иногда невозможно подъехать технике, что осложняет работы.
• Буронабивной. Сваи заливаются непосредственно на строительном объекте. Под залив бетонным раствором подготавливается скважина необходимой глубины. В нее опускается арматурный каркас и влагонепроницаемая опалубка (применяют трубы из асбоцемента или полиэтилена). Если грунт дает возможность, то роль опалубки играют непосредственно стенки скважины.
• Винтовой. Сваи изготавливаются в форме заостренной стальной трубы с приваренными снизу лопастями. В грунт они вставляются по принципу вкручивания самореза. Использование винтового фундамента возможно, если поблизости со строительной площадкой находятся капитальные здания.

Свайно-ленточное основание

При сооружении данного фундамента могут использоваться различные варианты погружения ленты. В зависимости от этого фактора выделяют такие разновидности:

• Незаглубленный фундамент. Это свайно-ростверковое основание. На пучинистых грунтах опирать ленту бесполезно, так как нагрузки в этих случаях получают максимальное значение. Лента, как правило, приподнимается над нулевой отметкой, и перестает играть роль опоры, а является лишь посредником между домом и сваями.
• Мелкозаглубленный. Наиболее часто применяемый вариант для высотных домов малой этажности. Чаще всего ленточный фундамент заглубляется на 30 см, при этом цоколь выступает на 0.5 м. В этом случае земляные работы являются незначительными, но будет необходим четкий расчет уровня подземных вод и знание особенностей сезонных движений грунта.
• Заглубленный. Применяют при сооружении массивных домов. Котлован под фундамент выкапывают ниже уровня замерзания грунта. Это потребует отсутствия подземных вод и значительных объемов земельных работ.

Плитное основание

Этот вид фундамента используют во время сооружения домов, у которых высота не больше 120 метров для 1-й группы ответственности либо 75 метров для сооружений 2-го класса ответственности. Сваи при этом не применяются, а здание сооружается на цельной плите из бетона, оснащенной армировочной сеткой. Толщина фундамента в разных условиях варьируется пределах 100-2500 см. На участках повышенного давления на основании делаются ребра жесткости.

Свайно-плитное основание

Невзирая на некоторую сложность и более дорогостоящее возведение, этот фундамент считается самым надежным и может устраиваться на любом виде почв. В дно выкопанного котлована вбиваются сваи, а на них монтируется плита, которая служит фундаментом дома. Такие конструктивные особенности дают возможность наиболее равномерно распределять массу многоэтажного здания на все свайные опоры.

Как закладывается фундамент МКД

Выполнив все требуемые исследования и создав проект, начинают обустройство фундамента. Процесс проведения работ по сооружению основания включает в себя несколько основных стадий.

Подготовительные работы заключаются в подготовке строительной площадки. Территорию нужно освободить от построенных конструкций, деревьев и кустарников, мусора и иных посторонних предметов. Монтируется ограда, которая будет препятствовать проходу сторонних людей, устраиваются пути подъезда для строительной спецтехники.

Поверхность стройплощадки нужно выровнять, далее вырыть котлован, который утвержден в проекте до необходимого размера. Затем земля на дне трамбуется. После производится разметка с указанием участков монтажа свай.

Установка свай отличается по своей технологии с учетом того, какой их вид используется:

• Винтовые ввинчиваются в землю с помощью электрического либо гидравлического оборудования. Перед установкой их поверхность обрабатывается гидроизолирующими средствами. После монтажа сваи подрезаются в один уровень. Их внутренние полости заливают бетонным составом.

• Буронабивные сваи с армированием создаются непосредственно на строительном объекте. На начальной стадии производят бурение отверстий необходимого размера в земле с использованием специального оборудования — ямобура. Чаще всего стены скважин укрепляются с помощью обсадной трубки. В созданное отверстие вставляется пояс из стальных арматурных стержней и заливается бетонный раствор.

• Забивные сваи монтируются с использованием забивной спецтехники — копра. На участке монтажа проделывают маленькое углубление, затем свая обвязывается стальным тросом и устанавливается вертикально. После с помощью копра она вбивается на необходимую глубину. Когда монтаж всех элементов завершен, верхушки свай ровняют в единый уровень.

Далее выполняется установка ростверка из железобетона. Для устройства этой части фундамента нужно создать опалубку, на дно которой настилается слой гидроизоляции. Затем связывается арматурный каркас и вся конструкция заливается бетонным раствором. Оголовки свай углубляются в ростверковую конструкцию не меньше чем на 100 см.

Устройство монолитной плиты подразумевает проведение таких работ:

1. Засыпка и выравнивание подушки из песка.
2. Создание подбетонки.
3. Настил слоя гидроизоляции.
4. Устройство опалубки.
5. Организация арматурного каркаса (для крепления арматурных стержней, как правило, используется сварка).
6. Бетонирование.

После застывания бетона производится обработка поверхности битумной мастикой либо иным средством для гидроизоляции. По факту, бетонный монолит — это пол нижнего этажа, поэтому использование слоя гидроизоляции наносится в обязательном порядке.

Практика и теория

По причине недостаточной практики обустройства свайно-плитного фундамента для высоких многоэтажных домов эта область еще не отображена в ГОСТ и СНиП. Условно строителями были разработаны такие правила:

• Почву под плитой необходимо переуплотнить. Для чего во время копки котлована выполняется недобор нескольких метров земли, а во время установки свай предварительно делают отверстие на 10% уже сечения сваи. Когда свая и монолит становятся на место, земля уплотняется в принудительном порядке.
• Самые высокие нагрузки на сваи наблюдаются по углам дома.
• Пара свай большого размера всегда лучше множества коротких изделий. Чем дальше до границы основания, тем короче потребуются сваи.

С учетом уникальности многоэтажных домов 1-й группы ответственности и несовершенства имеющегося свода правил во время сооружения высоток советуют постоянно проводить мониторинг свайных конструкций, состояния почв, бетонного ограждения и ростверка.

Нужно помнить, что бывает первичная и вторичная осадка земли. Когда на основание будет давить вся масса здания в 200 м, деформация почвы иногда принимает критические показатели. Поэтому во время обустройства фундаментов нужно в обязательном порядке определять участки наибольшего вертикального давления. Это места контакта с основанием несущих стен. Если в многоквартирном здании находится стилобат, участки максимального давления необходимо определять особенно внимательно.

Видео по теме