ПРОБЛЕМА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ВЫБОРА КОНСТРУКЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ В ИНДИВИДУАЛЬНОМ ЖИЛИЩНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ЕЁ РЕШЕНИЯ

Малоэтажное жилое здание как основной вид индивидуального жилья является наиболее широко распространённым и массовым типом жилища. В Европейском Союзе около половины населения проживает в индивидуальных жилых домах [1]. В России эта доля составляет на 2023 год 28%[2] Несмотря на некоторые колебания, темпы и объёмы строительства индивидуального жилья в России остаются высокими [3]. Санкт-Петербург и Ленинградская область входят в число регионов с высокими показателями темпов развития индивидуального жилищного строительства (ИЖС)[4].

Рисунок 1. Объёмы ввода индивидуального жилья в РФ по годам [4]

Рисунок 2. Объёмы ввода индивидуального жилья в Санкт-Петербурге и Ленинградской области по годам [4]

При этом инженерно-геологические условия (ИГУ) участков строительства в указанных регионах часто бывают сложными. В таких условиях затраты на проектирование и строительство фундаментов могут достигать значительной доли в общих затратах на строительство.

ИЖС имеет свои особенности, отличающие его от других видов строительства. В большинстве случаев застройщик в ИЖС является инвестором, заказчиком и будущим эксплуатантом одновременно. Другой особенностью ИЖС является самостоятельное возведение объектов или привлечение самодеятельных подрядчиков.

К особенностям ИЖС также относится необязательность наличия проектной документации (п.3 ст. 48 «Градостроительного кодекса Российской Федерации» от 29.12.2004 №190-ФЗ (ред. от 31.07.2025) (с изм. и доп., вступ. в силу с 14.12.2025)).

Принятие конструктивных решений для подземной части в таких условиях, особенно на этапе первоначального, предварительного выбора очень часто бывает недостаточно обоснованным или совсем необоснованным, что может привести к неоправданному увеличению затрат на строительство фундаментов или к снижению их несущей способности.

Разработка проектной документации с инженерными изысканиями и вариантным проектированием недоступна большинству индивидуальных застройщиков и выполняется нечасто. Более того, в большинстве случаев вопросы, связанные с проектированием, рассматриваются индивидуальными застройщиками как второстепенные [5]. При подобном подходе велика вероятность дефектов конструкций и даже аварийных состояний при строительстве и эксплуатации жилого дома. Необходимо отметить, что строительство индивидуального жилья требует от застройщика очень значительных затрат и осуществляется, в большинстве случаев, однократно. В таких условиях весьма актуальной является разработка научно-обоснованных руководств для сравнения и выбора конструктивных решений фундаментов для различных конструкций малоэтажных зданий применительно к конкретным ИГУ места строительства.

Подобные руководства помогут застройщикам сравнить затраты на строительство разных типов фундаментов в выбранном для строительства районе и принять обоснованное конструктивное решение как для подземной, так и для надземной частей.

Также такие руководства могли бы быть полезными для профессиональных проектировщиков на этапе предварительного проектирования.

Целью работы является разработка базы данных для предварительного выбора конструкций фундаментов малоэтажных жилых зданий в известных ИГУ. В качестве региона исследования был выбран Санкт-Петербург, как регион со сложными, разнообразными ИГУ [6].

Они достаточно изучены и типизированы, что позволяет использовать накопленные результаты исследований. На рис. 3 и рис. 4 представлены схема инженерно-геологического районирования Санкт-Петербурга и обобщённые геологические разрезы по районам [7,8].

Рисунок 3. Схема инженерно-геологических районов Санкт-Петербурга (по Д.Сапину [8])

Рисунок 4. Типизация геологических разрезов к схеме на рис. 3 (по Д. Сапину [8])

Сведения о проектировании и строительстве индивидуальных жилых домов содержатся уже в архитектурных трактатах древности и средневековья. Изучение этих и других источников по строительному искусству прошлых эпох показывает его развитие и применение уже в те времена [9,10]. Приспосабливаясь к разным условиям, используя достижения науки и техники, строительство индивидуального жилья продолжает непрерывно развиваться от древности и до современности.

Сведения о современных строительных материалах, конструкциях и проектировании малоэтажных жилых зданий содержатся в разнообразных учебниках и учебных пособиях, пособиях по проектированию, альбомах конструкций [11,12,13].

Однако эти материалы рассчитаны на профессионалов и не всегда применимы для самодеятельных застройщиков. Для них выпускаются различные каталоги типовых проектов, руководства и рекомендации [14].

Приводимые в них решения для надземной части зданий в ряде случаев разработаны проектными организациями, но конструктивные решения для фундаментов даны только в общем виде, что не позволяет использовать их при повышенных нагрузках и в сложных ИГУ. К тому же проблема выбора фундаментов для конкретных ИГУ места строительства остаётся нерешённой.

Современному состоянию малоэтажного строительства уделяют внимание многие авторы [15,16,17]. В их трудах рассматриваются проблемы и тенденции в сфере ИЖС, вопросы проектирования и строительства, перспективные материалы и конструкции.

Однако предварительный выбор конструкций фундаментов самодеятельным застройщиком на основе научно-обоснованных данных практически не рассматривается.

Инженерно-геологические условия на территории Санкт-Петербурга обусловлены геологическим строением этого региона. Формирование верхних слоёв осадочной толщи происходило здесь, в основном, в результате образования и таяния ледников [18]. Это привело к образованию на месте будущего города значительной толщи водонасыщенных неуплотнённых песчано-глинистых отложений, наличие которой значительно усложняет строительство фундаментов и освоение подземного пространства [19,20]. ИГУ Санкт-Петербурга и их влияние на практику строительства активно изучаются. Результаты этих исследований позволяют находить решения во многих сложных случаях проектирования и строительства на территории города [21,22]. Особенности ИГУ Санкт-Петербурга учтены в региональных строительных нормах ТСН 50-302-2004.

Важность и ответственность правильного выбора и строительства фундаментов понимались уже древними архитекторами и строителями. В уже упоминавшихся исторических трудах по архитектуре и строительному искусству содержатся сведения и рекомендации по устройству таких конструкций [9]. Правила выбора и строительства фундаментов в зависимости от грунтовых условий содержатся и в более поздних источниках [23].

Там же описываются способы улучшения оснований. В 19 в. начинается научная эпоха в проектировании фундаментов. В 20 в. происходит непрерывное развитие методов проектирования и строительства фундаментов.

В конце 20 в. с развитием ЭВМ развиваются численные методы расчёта оснований и фундаментов [24].

Основные типы конструкций фундаментов, их применение и проектирование подробно описываются в учебных пособиях, пособиях по проектированию и справочниках разных авторов [25,26,27].

Применению программных комплексов, использующих метод конечных элементов (МКЭ) для расчётов оснований и фундаментов, посвящены различные учебно-методические и учебно-практические пособия [28,29].

Несмотря на значительное развитие методов проектирования и расчёта оснований и фундаментов, вопросу предварительного выбора фундаментов в малоэтажном строительстве не уделяется должного внимания.

Рациональность конструктивных решений в малоэтажном строительстве не менее актуальна, чем в других видах строительства.

Вопросам рациональности в ИЖС посвящены работы многих авторов [30,31]. Эти работы рассматривают современное понимание рациональности в строительстве индивидуального жилья.

Критерии эффективности и рациональности конструкций фундаментов, и методы повышения этих характеристик рассматриваются в работах разных лет [32,33,34]. Также рекомендации и методики по оценке конструктивной и экономической эффективности конструктивных решений содержатся в В СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» (приложение Р) и СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты» (приложение А). Однако особенности ИЖС могут препятствовать повышению рациональности и эффективности конструктивных решений фундаментов.

К таким особенностям можно отнести уже упоминавшиеся частое отсутствие проектной документации, инженерных изысканий и самодеятельное возведение.

Также к факторам, снижающим рациональность конструктивных решений в ИЖС можно отнести ограниченный бюджет строительства и отсутствие планирования.

Была изучена литература по истории проектирования и строительства индивидуального жилья, его распространению и темпам строительства.

Были рассмотрены архитектурные и конструктивные решения надземной части малоэтажных зданий, конструкции и способы проектирования фундаментов, современные методы расчётов.

Были изучены материалы по ИГУ региона исследования.

Также были рассмотрены вопросы рациональности в индивидуальном жилищном строительстве. Изучение источников по указанным темам позволяет сделать следующие выводы:

1. Проблема обоснованного предварительного выбора конструкций, в том числе фундаментов в ИЖС существует и является актуальной. Данной проблеме не уделяется достаточного внимания.
2. Конструкции малоэтажных жилых зданий и материалы для них достаточно хорошо изучены и подробно описаны, что позволяет классифицировать и систематизировать их.
3. Инженерно-геологические условия многих существующих и перспективных районов индивидуального жилищного строительства достаточно хорошо изучены и продолжают изучаться, что позволяет использовать накопленные результаты для создания баз данных.
4. Существующие программные комплексы позволяют автоматизировать расчёты оснований и фундаментов, что делает возможным создание информационной базы для предварительного выбора фундаментов малоэтажных зданий.
5. Рациональность и эффективность конструктивных решений в индивидуальном жилищном строительстве зачастую снижены из-за его особенностей.

Задача предстоящего исследования состоит в разработке базы данных и обобщённых рекомендаций для предварительного выбора конструкций фундаментов в индивидуальном жилищном строительстве применительно к конкретным инженерно-геологическим условиям. 

База данных будет создаваться на основе расчётов вариантов фундаментов основных типов, работающих под нагрузками от всех основных типов конструкций надземной части малоэтажных зданий.

Рекомендации будут разработаны на основе анализа результатов расчётов. В качестве места строительства выбрана территория основной части Санкт-Петербурга.