Фундамент дома на склоне

В практике строительства за последние годы мелкозаглублённые фундаменты нашли широкое применение по всей России. Их применяют в самых разных условиях строительной площадки. Сегодня речь пойдёт о конструкции такого фундамента на участке с уклоном. Величина заглубления столбчатых, ленточных и плитных фундаментов на естественном основании под тяжёлыми сооружениями может доходить до 2,5 м. При возведении загородных домов строители, «идя навстречу пожеланиям заказчиков», заглубляют фундаменты не более чем на 1,9 м. В «тяжёлых» домах заглублённые фундаменты надёжны и, несмотря на высокую стоимость, в принципе их можно применять. Надёжность фундаментов можно обеспечить, если сделать их мелкозаглублёнными. Такие конструкции в полтора-два раза дешевле заглублённых и не требуют применения перечисленных выше мероприятий.

В непучинистых и слабопучинистых грунтах под деревянные дома можно устраивать столбчатые, ленточные, плитные, сборные и монолитные фундаменты. Под кирпичные дома столбчатые фундаменты рекомендуется применять только в непучинистых грунтах. В средне- и сильнопучинистых грунтах под лёгкими домами можно устраивать монолитные железобетонные ленточные и плитные фундаменты. Последние рекомендуется применять на слабых грунтах (торфяных, заболоченных, неслежавшихся отсыпных и т.п.), а также при высоком уровне грунтовых вод для дома с цокольным этажом. В пучинистых грунтах под малоэтажными домами наибольшее применение получили мелкозаглублённые ленточные фундаменты. Заглублённые фундаменты под малоэтажными лёгкими домами мы рассматривать не будем из-за нецелесообразности их применения.

Глубина заложения
Рациональная глубина заложения мелкозаглублённых фундаментов зависит от веса дома и степени пучинистости грунтов. Устойчивость таких фундаментов в пучинистых грунтах под лёгкими домами обеспечивается при заглублении их подошвы до 0,2-0,5 м от поверхности грунта с учётом соответствующей ширины траншей и котлованов. Под столбчатые фундаменты, камины, печки, крыльца отрывают отдельные котлованы. Там, где траншеи проходят рядом, тоже отрывают котлованы.

Влияние уклона на параметры мелкозаглублённого фундамента
Рассмотрим, из каких частей складывается высота фундамента-цоколя как единой конструкции. В общем случае эта высота включает:
- величину заглубления фундамента;
- высоту планировки;
- высоту отмостки у цоколя;
- расстояние от отмостки до верхнего обреза цоколя.

Вертикальную планировку и отмостку устраивают для отведения ливневых и паводковых вод от дома. Их общая высота у цоколя должна быть не менее 20 см ( 10 см - толщина отмостки и 10 см - высота вертикальной планировки под отмосткой). Отмостка шириной 0,8-1,0 м должна иметь уклон 5%. Далее грунт планируют с уклоном 2-З% от отмостки. Чем больше высота планировки вокруг дома, тем лучше. Устройство планировки и отмостки для дома по важности стоит на втором месте после изготовления крыши. Но даже когда крыши ещё нет, планировка и отмостка должны быть сделаны (пусть временно) до дождей второй половины осени.

Высота цоколя
Оценим необходимую высоту цоколя на примере условий Московской области. Среднестатистическая высота снегового покрова в Подмосковье составляет 0,5 м. При цоколе меньшей высоты в деревянных домах нижние венцы сруба отсыреют и начнут подгнивать. В марте при положительных температурах воздуха мокрый снег будет интенсивно увлажнять дерево, а ночью мороз превратит эту воду в лёд. В таком же положении окажется кирпичная кладка и штукатурка стен. Можно считать, что материал стен при минимальной высоте цоколя от отмостки в 0,6 м, а от поверхности грунта - 0,8 м, не будет подвергаться подобному воздействию. Значит, общая высота мелкозаглублённого фундамента с учётом заглубления 0,2-0,5 м составит 1,0-1,З м. Высоту цоколя можно увеличить. В средне- и сильнопучинистых грунтах мелкозаглублённый фундамент в виде монолитной железобетонной ленты обеспечит необходимую жёсткость для изгибающих моментов при деформациях пучения. Высота цокольного пространства в 0,8 м позволит выполнить необходимые сантехнические работы.

Ширина фундамента
Сначала фундаменты и основания рассчитывают исходя из получения оптимальных размеров для обеспечения их устойчивости и экономичности. Затем учитывают перепады высот на строительной площадке. Ширину цоколя определяют из условия размещения на нём надфундаментных конструкций. Ширину подошвы фундаментов при известных нагрузках от дома определяют из условия допустимого давления на противопучинную подушку и на грунт в её основании. При определении глубины выработок учитывают толщину плодородного слоя грунта (в Подмосковье до 40 см). Плодородный слой при устройстве фундаментов полностью удаляют (за исключением районов Черноземья, поскольку там мощность плодородного слоя может достигать 1,0 м и более).

Если есть уклон
Обычно глубину заложения всех фундаментов дома и дно выработок выполняют на одном уровне, а планировку - горизонтально. Чтобы показать влияние уклона площадки на параметры фундамента, примем его заглубление равным О,З м. Толщину плодородного слоя зададим равной 0,4 м.

Фундаменты на площадках с малым уклоном
Иногда застройщики, чтобы сократить расходы на геодезические работы, и строители низкой квалификации, чтобы не утруждать себя замерами, считают участок горизонтальным в пределах строительной площадки. На деле травяной покров и неровности могут скрывать небольшой уклон в 10-20 см. При разработке траншей и котлованов эта несущественная вроде разница может выявиться: после закладки фундамента окажется, что в нижней части площадки высота цоколя от грунта, например, будет 80 см, а в возвышенной части - только 60 см. После вертикальной планировки и устройства отмостки вокруг дома высота цоколя от отмостки с одной из сторон может быть всего 40 см, чего явно недостаточно для Московской области. Даже продухи в цоколе могут оказаться ниже отмостки и придётся увеличивать высоту цоколя.

В результате объёмы выкопанного грунта, засыпанного песка и уложенного бетона могут получиться больше расчётных, и в итоге станет ясно, что на лишних работах потеряли больше, чем сэкономили на геодезической съёмке. Начинать копать траншеи и котлованы следует в наиболее высокой части строительной площадки и все выемки делать на одном уровне. Заглубление и высота фундаментов не меняется, но если граница плодородного слоя грунта в какой-либо части строительной площадки находится глубже, то потребуется увеличить глубину траншеи (котлована) до полного его удаления.

Если строительная площадка находится на склоне ниже, чем примыкающая к ней территория, то во время разработки траншей площадку с нагорной стороны надо защищать временным лотком, водосборной канавкой или земляным валом, чтобы ливневые воды не попали в траншеи. После изготовления фундаментов и снятия опалубки производят обратную засыпку и выравнивание поверхности грунта площадки так, чтобы вертикальная планировка и отмостка вокруг дома находились в горизонтальной плоскости. После изготовления отмостки с нагорной стороны и по боковым фасадам дома устраивают капитальные ливнестоковые лотки.

Фундаменты на площадках со средним уклоном
Если перепад высот поверхности грунта между крайними частями фундамента равен их расчётному заглублению или несколько превышает его (не более чем на 0,2 м), то уклон можно назвать средним. В этом случае принимать самую высокую поверхность площадки при разработке грунта за базовую было бы неверно, так как подошвы фундаментов в пониженной части площадки оказываются на поверхности или выше поверхности грунта. При разработке грунта на площадке со средним уклоном базовой является самая низкая поверхность в пределах застройки. Часто на площадках уклон идёт по диагонали, и тогда базовой является самая низкая поверхность на пересечении осей дома.

В принципе фундаменты «лёгкого» дома можно было бы установить на подсыпке. Однако сыпучая противопучинная подушка при уплотнении может расползаться. Потребуется дополнительный расход песка при пониженном качестве уплотнения. Надёжным решением является устройство фундамента в пониженном месте в уровне поверхности грунта. В этом случае уплотняемая подушка ограничивается стенками траншей (котлованов), и этим обеспечивается качество её уплотнения. Траншеи в низкой части площадки откапывают на глубину заложения запроектированной противопучинной подушки, но не меньше глубины залегания плодородного слоя грунта. Все остальные выработки делают на одном уровне. Если разность высот площадки равна принятому заглублению фундаментов, то высоту их не меняют, а необходимое заглубление в нижней части площадки обеспечивают последующей отсыпкой грунта.

Если перепад высот больше заглубления фундаментов, то заглубление следует принять равным величине этого перепада. При этом размеры подошвы фундаментов, учитывая большее заглубление, могут быть уменьшены. В нашем примере при фактической разности высот 0,5 м вместо достаточного заглубления в 0,3 м вынужденно увеличиваем его до 0,5 м. В этом случае высота фундамента окажется 1,3 м и толщина подушки под ним - 0,4 м. Ширину траншей следует уточнить расчётом исходя из условия обеспечения устойчивости фундаментов. Вертикальную отсыпку грунта производят сразу же после изготовления фундаментов. В пределах траншей для этого используют непучинистый грунт, который хорошо уплотняют. За пределами траншей это делают любым грунтом, в том числе и ранее извлечённым из выработок. При рассмотренном варианте устройства основания и фундаментов обеспечиваются минимальные объёмы земляных работ и расхода бетона, а фундаменты получаются надёжными и экономичными.

Если вокруг дома планировку и от-мостку выполнить с уклоном в сторону естественного понижения участка, то несколько сократятся объёмы земляных работ, но по ряду причин устойчивость фундаментов понизится, а стоимость их возрастёт. Как видно из схемы, при одинаковой глубине промерзания грунта в верхней и нижней частях строительной площадки промерзание под фундаментами окажется разным. В пучинистых грунтах это создаст условия для возникновения неодинаковых деформаций пучения под различными частями дома, чего следует избегать. Расход бетона увеличивается за счёт заглубления фундаментов в нижней части площадки. В нашем примере высота фундаментов возрастает до 1,6 м. Для обеспечения их устойчивости при действии касательных сил пучения приходится увеличивать ширину траншей, что, в свою очередь, вызовет необходимость вывоза разработанного грунта. Так что и здесь экономии не получается - уложить грунт дешевле, чем вывезти. Сохранение уклона целесообразно лишь при строительстве домов с цокольным этажом, особенно при устройстве под домом гаража.

Строительные площадки с большим уклоном
Уклон площадки условно считают большим, если перепад высот между крайними частями мелкозаглублённого фундамента намного больше его рациональной глубины заложения (до 1,0 м и более). В этом случае наиболее экономичным решением будет ступенчатое заложение фундаментов. Такое решение имеет свои преимущества и недостатки, усложняет и удорожает производство работ и поэтому целесообразно только при больших уклонах. В нижней части строительной площадки фундаменты устраивают в уровне поверхности грунта, в верхней части - с заглублением по расчёту. С одного уровня на другой переходят одним или несколькими уступами. Длина каждого из уступов должна быть не менее чем в два раза больше его высоты, а высота - не более 60 см (см. Справочник проектировщика - «Основания, фундаменты и подземные сооружения», п. 5.4). В нашем примере при разнице в высотах 1,0 м и глубине заложения фундаментов 0,3 м высота уступа получится равной 0,7 м, что больше рекомендуемой. Чтобы выполнить требования норм, примем заглубление всех фундаментов равным 0,4 м. Высоту фундаментов верхнего уровня в нашем примере увеличиваем до 1,2 м. На нижнем уровне высоту увеличиваем на разницу между перепадом высот и заглублением: 1,2 + (1,0 - 0,4) = 1,8 м.

Место перехода фундамента с одного уровня на другой для каждого дома зависит от расположения внутренних его частей в плане и величины уклона участка. Так как на фундаменты нижнего уровня расход бетона значительно увеличивается, следует проектировать дом так, чтобы максимально использовать фундаменты верхнего уровня, вплоть до их устройства на поверхности с последующей отсыпкой грунта. Уклон отсыпаемого грунта, образующего приэму перехода уровней, должен соответствовать углу внутреннего трения в материале отсыпки. С внешней стороны дома переход удобно выполнить ступеньками. Вокруг фундаментов обратную засыпку производят непучинистым грунтом, за пределами траншей - любым грунтом, в том числе вынутым ранее. Мероприятия по отведению от дома ливневых и паводковых вод (планировка, отмостка, лотки) необходимы те же, о которых мы рассказали раньше.

В зависимости от характера грунтов и уклона может потребоваться дренажная завеса с нагорной стороны или дренаж вокруг дома на глубину нижнего уровня выработок под фундаменты. Дренажную систему при разработке траншей и котлованов делают до отсыпки противопучинной подушки.