Любая мало-мальски серьёзная постройка опирается на фундамент, возведение которого (так называемый «нулевой цикл») — трудоёмкая и дорогостоящая работа. Её стоимость для одноэтажных строений составляет до 30% от всех затрат. От правильного выбора места, грамотного устройства фундамента во многом зависит степень долговечности и безопасной эксплуатации сооружения, которое будет на нём построено.

Надёжность фундамента зависит от множества разнообразных факторов. Наиболее важные из них: вид грунта, тип и сезонность эксплуатации планируемой постройки, состояние грунтовых вод (глубина залегания, изменение их уровня по временам года, насыщение грунта), глубина промерзания грунта.

Практика показывает, что для подавляющего большинства индивидуальных застройщиков характеристика грунтов на обживаемом участке — тайна за семью печатями. Поэтому дачные, садовые дома, гаражи и другие сооружения возводят, как правило, без особых расчётов и согласований, выбирая строительные материалы преимущественно те, что имеются в наличии на ближайших рынках.

А ведь несоблюдение элементарных строительных норм и правил приводит к весьма печальным последствиям. Зачастую труд и материалы, затраченные на сооружение фундамента дома (впрочем, как и других построек) пропадают даром.

Чтобы убедиться в этом, достаточно пройти по территории любого дачного посёлка или садоводческого товарищества (да и не только!), где почти всегда можно встретить потрескавшиеся фундаменты или стены домов, покосившиеся или упавшие заборы, наклонившиеся столбы и другие постройки. Или заглянуть в брошенный колодец, где можно обнаружить сдвинутые кольца.

Всё это — результат действия так называемых сил морозного пучения, которые не были учтены при строительстве. К слову сказать, даже профессиональные строители далеко не всегда принимают во внимание этот немаловажный фактор. Отсюда очевидный вывод: перед тем, как приступить непосредственно к строительству (а оно, разумеется, начинается с фундамента), необходимо обязательно определить степень возможной деформации окружающего грунта (то есть его пучинистость).

Для этого стоит обратиться к специалисту-гидрологу. В Интернете можно найти множество всевозможных организаций, предлагающих любые гидрологические и гидротехнические услуги. Только выбирай! Но следует учесть, что цены на эти услуги в разных фирмах иногда очень сильно различаются. Поэтому не надо останавливаться на первой попавшейся компании, а тщательно искать, сравнивать цены. Можно найти гидролога и по объявлениям в бесплатных газетах.

Если по каким-то причинам не получается привлечь гидролога, можно обойтись и без него. При закладке фундамента следует исходить из того, что глубина промерзания грунта в средней полосе Европейской части России составляет 120-150 см. Лишь на севере (начиная, пожалуй, от Архангельска) и в Сибири величина промерзания грунта больше.

Можно воспользоваться опытом других. Посмотрите на постройки соседей. Как и какие заложены фундаменты тех строений, которые не подверглись деформациям, и тех, которые по каким-то причинам перекосились? Если же для их нормальной эксплуатации понадобились дополнительные меры, то почему? И сделайте выводы. Куда легче (и менее накладно) учиться на чужих ошибках, чем на своих.

Разберёмся с грунтами. Так какие же грунты лучше подходят для строительства? Как избежать последствий (часто непредсказуемых) такого грозного явления, как морозная пучинистость грунта?

Самые надёжные из всех существующих грунтов — скальные. К ним, в частности, относятся: базальты, граниты, андезиты, перлиты, мраморы, кварциты, сланцы, гнейсы, известняки и ещё множество других. Залегающие в виде монолитного или трещиноватого массива, они не впитывают влагу, а значит, при промерзании не деформируются. То есть, в них пучинистые явления не возникают. Фундамент (основание) на таких грунтах можно закладывать непосредственно на поверхности, не заглубляя его, поскольку никакие подвижки грунта ему не угрожают.

Менее надёжными, но достаточно прочными являются нескальные (рыхлые) крупнообломочные, несцементированные грунты — щебёночные и дресвяные. Они — несжимаемые, и при промерзании не расширяются, однако фундамент на них необходимо закладывать на глубину не меньше 50 см.

Немелкие и непылевидные грунты часто обладают просадочностью — способностью дополнительно уплотняться при увлажнении без изменения передающихся на них усилий. Они без задержек пропускают влагу в нижние горизонты грунта. Фундамент в такой грунт заглубляют на 50-70 см.

Если предстоит строить на каком-либо из перечисленных грунтов, считайте, что вам крупно повезло — это сродни крупному выигрышу по лотерейному билету. Так, безусловно, бывает, но очень редко.

Куда больше возникает проблем, если фундамент приходится сооружать на мелком пылевидном песке или в глинистом грунте.

В этом случае придётся обязательно учитывать степень насыщения грунта водой, уровень сезонной почвенной влаги и глубину промерзания грунта. Дело в том, что пылевидный песок, влажные глины, суглинки, супеси, относятся к категории тяжёлых пучинистых грунтов. То есть, они способны при минусовой температуре резко увеличиваться в объёме и тем самым деформироваться — вспучиваться.

Чем обусловлен и как возникает этот крайне неприятный для строителей процесс? Степень пучинистости зависит от состава грунта и от уровня грунтовых вод. Так, щебенистый грунт и крупнозернистый песок не оказывают влаге никакого сопротивления. Она, не задерживаясь, уходит вниз и остаётся там на уровне грунтовых вод. Такой грунт при промерзании не расширяется, и пучинистые явления в нём не возникают.

В глинистых и мелкопесчаных грунтах вода за счёт поверхностного натяжения (капиллярного эффекта) достаточно высоко поднимается от уровня грунтовых вод и удерживается там, как в пористой губке. Постепенно, в зависимости от погодных условий, вода в таком грунте накапливается и, замерзая, расширяется.

Силы пучения, действующие на фундамент. В пучинистых грунтах на фундамент воздействуют два вида сил: нормальные, которые оказывают давление снизу на подошву фундамента, и касательные силы бокового сцепления, направленные вертикально вдоль боковой поверхности. Посмотрим, как они действуют.

Для деревянных садовых домов, будь то сруб или каркасный дом, имеющий нижнюю и верхнюю обвязки, чаще всего используют фундаменты из столбов. Это в первую очередь связано с тем, что такую фундаментную опору можно сравнительно легко и недорого изготовить непосредственно на месте строительства. Глубина заложения фундамента в этом случае не доходит до нижнего уровня промерзания грунта. Чтобы постройка при промерзании грунта не поднималась, её вес должен обязательно уравновешивать силы морозного пучения — как касательные, возникающие из-за смерзания боковой поверхности фундамента с грунтом, так и нормальные, действующие на его подошву.

Когда вес дома небольшой, силы бокового сцепления выталкивают фундаментные опоры из грунта, что зачастую становится причиной разрушения фундамента и самой постройки. Как это происходит? Обычно опоры устанавливают в земле в тёплое время года. С наступлением зимы при понижении температуры воздуха грунт начинает промерзать, и граница промерзания, естественно, опускается вниз. При этом соответственно будут увеличиваться касательные силы бокового сцепления.

Поначалу вес постройки уравновешивает силы бокового сцепления. Однако это продолжается до тех пор, пока слой мёрзлого грунта ещё не слишком толстый, и площадь бокового сцепления опор с ним невелика. Но как только слой мёрзлого грунта начнет нарастать, соответственно увеличится площадь его соприкосновения с опорой. И если дом — нетяжёлый, неизбежно наступит критический момент, когда касательные силы бокового сцепления превысят вес постройки, и опора начнёт выдавливаться наружу.

С наступлением тёплого времени года, когда верхний слой грунта оттает, опора оседает на своё место, но не всегда полностью, так как под неё весной заплывает вода, а с нею и грунт. Каждый год опоры будут подниматься и опускаться, причём — на разную величину, и постройка начнёт перекашиваться.

Этих неприятностей можно избежать, если заглубить фундамент ниже зоны промерзания и сделать его боковые поверхности максимально гладкими. Да ещё и обработать их консистентными смазками и надёжно гидроизолировать. Но устройство таких фундаментов (а ленточных особенно) — дело очень сложное, а главное, слишком дорогостоящее. Оно может быть оправдано при строительстве многоэтажного здания, с каменными или кирпичными стенами. А вот для сравнительно лёгких дачных домиков вряд ли целесообразно использовать подобные трудоёмкие фундаменты.

Заглублять фундамент или нет? Фундаменты разделяют на мелкозаглублённые, заложенные выше зоны непромерзающего грунта, заглублённые ниже зоны промерзания и незаглубленные, которые укладывают непосредственно на землю.

Чаще всего в индивидуальном строительстве используют мелкозаглублённые столбчатые фундаменты. Их изготавливают из самых разных материалов: бетона, блоков, железобетона, природного камня или его искусственных заменителей. Сооружение подобного фундамента начинается с рытья котлована глубиной до 1 м. На дне котлована устраивают противопучинную подушку из крупнозернистого песка. Ещё лучше, если песок перемешан с гравием и мелким щебнем.

Для чего делают эту подушку? Во-первых, в этом случае происходит частичная замена пучинистого грунта на непучинистый. Во-вторых, если по каким-то причинам водопонижение и водоотведение недостаточны или вовсе невозможны, или вода пропитала подушку, и, казалось бы, деформации грунта (то есть пучинистости) не избежать, в большинстве случаев этого не происходит. И вот почему.

Опускающаяся (с похолоданием) граница суточного промерзания грунта будет равномерно по горизонтали как бы расталкивать, разгонять воду по всему периметру фундамента. Это будет происходить потому, что подушка из крупнозернистого песка и щебня обладает достаточной водопроницаемостью. Наглядно это явление можно продемонстрировать на таком примере: если груду камней поливать водой, то она будет равномерно растекаться по всему основанию.

Подушка необходима ещё и для того, чтобы она вместе со стенами воспринимала неравномерную нагрузку от возникающих пучинистых сил и тем самым препятствовала деформации как фундамента, так и всей постройки.

Чтобы в процессе эксплуатации постройки песок подушки не смешивался с окружающим грунтом и при этом не образовался пучинистый грунт, боковые стенки подушки необходимо надёжно изолировать от наружного грунта. Для этой цели можно использовать такие материалы, как рубероид, пергамин, толь и даже полиэтиленовую плёнку.

Столбчатые фундаменты могут быть сборными, когда несущий столб и опорная плита изготавливаются в опалубках раздельно, а затем связываются с помощью арматуры и бетона, либо монолитными, с отливаемой непосредственно в котловане опорной плитой, на которую устанавливается асбоцементная, металлическая или другая труба, армированная стальными прутьями 06-12 мм, которую заполняют бетоном. Этот способ применим лишь тогда, когда в котловане нет грунтовых вод. Однако в любом случае каркас опорных плит необходимо жёстко связать с каркасом несущих столбов.

Мелкозаглублённый фундамент под кирпичным или каменным домом устраивается довольно редко, так как при габаритах дома в плане больше 5x5 м во избежание деформации ленту фундамента следует армировать, что заметно удорожает строительство. Заглублённый фундамент, заложенный на пучинистых грунтах ниже глубины промерзания с соблюдением всех противопучинных мер (устройство песчаной подушки, обратная засыпка непучинистым грунтом, водоотведение и пр.), практически не подвержен деформационным нагрузкам. Заглублённые фундаменты могут быть столбчатыми, ленточными и комбинированными (столбчато-ленточными). Но, как и в случае с мелкозаглублёнными фундаментами, наиболее подходящими для дачного строительства являются опять же столбчатые фундаменты. Они могут быть сборными или монолитными.

Столбчатые фундаменты. За счёт того, что подошву опоры располагают ниже уровня промерзания грунта, убирают влияние нормальных сил пучения. Влияние действия касательных сил бокового сцепления в таком фундаменте компенсируется за счёт расширенной нижней части опор и вертикального арматурного каркаса, принимающего на себя основную деформационную нагрузку мёрзлого грунта.

Такой фундамент устойчив практически к любым вертикальным перемещениям грунта, но только при условии, что используется железобетон. Если фундаментные столбы возводят из камня, кирпича или мелких блоков без внутреннего вертикального армирования, то их делают пирамидальными.

Для защиты пространства подполья между столбами устраивают стенку — забирку. Для летних помещений забирку делать необязательно, так как летом под полом циркулирует тёплый воздух. Наилучшим вариантом забирки является декоративная стенка между опорами. Она может быть не только из кирпича или камня, но и из брёвен и досок. Если эта стенка из кирпича или бетона, её не следует связывать с опорами фундамента. В любом случае заглубляют забирку не более чем на 15 см, укладывая её в песчаный ров.

Столбы-опоры обязательно ставят под углы постройки, в местах пересечения стен, под стойки каркаса (если дом каркасный); под тяжёлые и несущие простенки, прогоны и другие зоны повышенной нагрузки. Число столбов-опор фундамента должно соответствовать предполагаемой на них нагрузке. То есть, вес дома должен уравновешивать нагрузку от всех сил морозного пучения (в том числе касательных сил бокового сцепления), действующих на фундаментные столбы.

Бытующее мнение о том, что чем больше столбов, тем надёжнее фундамент, ошибочно и часто приводит к неожиданным неприятным последствиям. Ведь чем больше столбов, тем больше площадь, на которую воздействуют силы морозного пучения. И может наступить такой момент, когда опоры столбчатого фундамента, имеющие большой запас по несущей способности (то есть число их избыточно), начнут выдавливаться из грунта.

Ленточный фундамент, заложенный ниже глубины промерзания с учётом противопучинных мер, обладает достаточной несущей способностью. Однако большой объём земляных и бетонных работ делает устройство такого фундамента слишком затратным. Подобный фундамент необходим для многоэтажных построек с тяжёлыми бетонными перекрытиями.

Плитный фундамент. Это самая простая конструкция. Такой фундамент не имеет зарытых в землю опор. Постройка располагается на опорных плитах и поднимается и опускается только под воздействием расширяющегося промёрзлого грунта. Говоря проще, она как бы «плавает» над ним.

Песчаная подушка под фундаментной плитой обеспечивает равновесие опоры, предотвращает образование льда под самой плитой, особенно под её средней частью. Но для того чтобы плита в процессе эксплуатации не просела, её размер необходимо рассчитать, исходя из веса постройки.

Так, например, при удельной нагрузке на основание в пучинистом грунте не более 2 кг/см2 и весе постройки 25 000 кг при распределении нагрузки на восемь опор, размер каждой плиты будет равен 25 0000 кг/(8х2 кг/см2) = 1600 см2, то есть, это может быть квадратная плита размерами 40x40 см.

Сами плиты вполне можно изготовить на месте из бетона с добавлением гравия, мелкого щебня, заложив в них проволочную арматуру. Но в любом случае толщина плиты должна быть не меньше 10 см.

Если возникли проблемы с имеющимся фундаментом. Как быть, если дом уже построен, и обнаруживается, что с фундаментом не всё ладно? Точнее, совсем не ладно. Что предпринять?

Прежде всего, следует пучинистый грунт, в котором находится фундамент, хотя бы частично заменить на непучинистый. То есть, убрать прежний грунт и засыпать вместо него крупнозернистый песок, щебень, гравий. Кроме того, надо свести к минимуму увлажнение грунта вокруг дома, организовав и водоотвод с крыши, и дренаж.

Помимо этого, стоит организовать снегозадержание, для чего по периметру дома следует высадить кустарники. Собирая и накапливая снег, они создадут как бы снежное одеяло, способное снизить глубину промерзания окружающего грунта в несколько раз по сравнению с открытыми местами, где снегозадержания нет.

Также для уменьшения глубины промерзания грунта можно использовать теплоизоляционные материалы (шлак, опилки, пенопласт и пр.), которые укладывают вокруг опорных столбов фундамента. Теплоизоляцию нужно защитить от намокания, застелив её, например, двумя-тремя слоями рубероида.

Следует отметить, что круглогодичное проживание в доме позволяет прогревать грунт под ним, и глубина промерзания уменьшается иногда до 25%. Кроме того, необходима надёжная отмостка.

Отмостка - один из действенных способов отвода от фундамента дома паводковых и атмосферных вод. Она должна быть шириной от 50 до 100 см с обязательным уклоном в сторону от дома. Уклон необходимо устраивать из расчёта 10 см на 1 м.

Для сооружения отмостки надо снять вокруг фундамента растительный слой грунта на глубину 10-15 см и в образовавшуюся канавку уложить слой хорошо размятой глины. Затем её следует тщательно утрамбовать, придавая нужный уклон. Это будет так называемый «глиняный замок». После чего надо засыпать глину песком с гравием или щебнем и после утрамбовки залить цементным раствором.

Дренаж. Для понижения и своевременного отвода грунтовых вод следует устроить и дренажные канавы. Их выкапывают по сторонам дома в сторону общего уклона местности или направляют в водосборник. На дно канавы укладывают отрезки асбоцементных труб, куски бетона, а также дренирующие материалы: крупный гравий, щебень, бой кирпича, промышленный (неорганический) мусор. После чего канаву засыпают землёй.

Нередко для дренажа в землю укладывают металлические или асбоцементные трубы с отверстиями для отвода воды. Но их основной недостаток в том, что в условиях особенно глинистого грунта отверстия быстро заиливаются, и система дренажа перестаёт функционировать. А для того чтобы восстановить её, потребуется сначала откопать дренажные трубы, прочистить отверстия в них, затем снова закопать. Через некоторое время эти действия придётся повторить. И так и без конца... Это будет поистине «мартышкин труд».

Обмазочная и оклеенная гидроизоляция. Дополнительной мерой, уменьшающей действие боковых сил морозного пучения на фундамент, является обработка его поверхностей гидроизолирующими материалами. Наиболее популярные современные виды гидроизоляции в индивидуальном строительстве — обмазочная и оклеечная.

В качестве обмазочной изоляции используют различные мастики. Их наносят на стены фундамента с помощью холодной или горячей обмазки. Этот тип гидроизоляции удобен при защите фундаментов с большим числом коммуникационных и вентиляционных выходов.

Оклеечная гидроизоляция наиболее эффективна при высоком уровне грунтовых вод, а также при расположении дома на участке, подверженном затоплению паводковыми водами.

Для гидроизоляционной обработки фундамента необходимо максимально освободить стенки фундамента от грунта и обмазать их минимум двумя слоями. Первый — тонкий, с тщательной притиркой, остальные — более толстые.

Поэтому, чтобы избежать многих неприятностей, связанных с деформацией грунта, настоятельно советую тщательно продумать всю предстоящую технологию сооружения фундамента для будущего дома.

Однако морозные силы пучения пагубно воздействуют не только на солидные постройки, но и на всё, что хотя бы на полметра углублено в пучинистый грунт: столбы заборов и ворот, стойки мостков и скамеек, всевозможные трубы, находящиеся в земле. И как быть в этом случае?

Понятно, что я не могу дать исчерпывающих ответов на все случаи жизни, но кое-что, конечно же, посоветую. Чтобы такую опору, как трубу, металлический уголок или швеллер, не выпирало из земли, согните её. Та часть, которая окажется в земле, должна входить в неё под углом. Конечно, это весьма непростая задача, но зато при правильной установке (разумеется, ещё и с использованием противопучинных мер) столб не будет деформироваться.

Можно поступить иначе... Независимо от того, на какую глубину устанавливают опору, на ней в земле, не меньше чем в полуметре от поверхности, закрепляется (приваривается, прикручивается) поперечина. Она будет противостоять силам морозного пучения. И чем крупнее эта поперечина, и чем глубже она зарыта в землю, тем сильнее будет сопротивление выдавливанию из земли. Точно так же следует поступить и со скамьёй.

Всё, что я рассказал о пучинистых грунтах и о неприятностях, связанных с ними, — это мой опыт. По мере возможности воспользуйтесь им, и тогда, уверен, все ваши постройки будут стоять в буквальном смысле «как вкопанные»!