Влияние уклона на параметры мелкозаглубленного фундамента

Мелкозаглубленный фундамент на участке с уклоном

Величина заглубления столбчатых, ленточных и плитных фундаментов на естественном основании под тяжелыми сооружениями может доходить до 2,5 м. При большем заглублении эти фундаменты экономически невыгодны и тогда переходят на свайные.
При возведении загородных домов строители, «идя навстречу пожеланиям заказчиков», более чем на 1,9 м фундаменты не заглубляют. В «тяжелых» домах заглубленные фундаменты надежны и несмотря на высокую стоимость в принципе их можно применять.
Из множества малоэтажных загородных домов, построенных на пучинистых грунтах, 90...95% относятся к категории «легких», потому что вес их меньше, чем касательные силы пучения, действующие по заглубленной боковой поверхности фундаментов. Для обеспечения устойчивости и, следовательно, надежности подобных фундаментов в пучинистых грунтах необходимо «устройство защиты сезоннопромерзающего грунта вблизи фундамента от избыточного увлажнения, покрытие поверхности фундамента... консистентной смазкой, полимерной пленкой, засоление грунтов... и др.» (Пособие к СНиП 2.02.01-83, п.2.151).
Эти мероприятия достаточно трудоемкие и не всегда надежные. Возможна также замена пучинистого грунта на непучинистый, устройство дренажа вокруг дома с целью понижения уровня грунтовых вод и степени пучинистости грунтов, устройство утепления вокруг фундаментов для уменьшения глубины промерзания. Такие фундаменты получаются дорогими по расходу бетона и общей стоимости работ.
Надежность фундаментов можно также обеспечить, если сделать их мелкозаглубленными. Мелкозаглубленные фундаменты в 1,5-2,0 раза дешевле заглубленных и не требуют применения перечисленных выше мероприятий. Мелкозаглубленные фундаменты находят все большее применение в практике строительства. За последние 15 лет на них по всей России построены тысячи домов.
В непучинистых и слабопучинистых грунтах под деревянные дома можно устраивать столбчатые, ленточные, плитные, сборные и монолитные фундаменты. Под кирпичные дома рекомендуется применять столбчатые фундаменты только в непучинистых грунтах.
В средне- и сильнопучинистых грунтах под легкими 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 мелкозаглубленные ленточные фундаменты. Поэтому в дальнейшем заглубленные фундаменты под малоэтажными легкими домами мы рассматривать не будем из-за нецелесообразности их применения.
Рациональная глубина заложения мелкозаглубленных фундаментов зависит от величины нагрузок от дома и степени пучинистости грунтов. Как показывают расчеты, устойчивость таких фундаментов в пучинистых грунтах под легкими домами обеспечивается при заглублении их подошвы до 0,2...0,5 м от поверхности грунта с учетом соответствующей ширины траншей и котлованов. Под столбчатые фундаменты, камины, печки, крыльца отрывают отдельные котлованы. Там, где траншеи проходят рядом, нет смысла оставлять между ними небольшие участки грунта, поэтому в этих местах тоже отрывают котлованы.

Влияние уклона на параметры мелкозаглубленного фундамента

Чтобы показать, как влияет уклон строительной площадки на конструкцию фундамента и технологию работ, необходимо рассмотреть, из каких частей складывается высота фундамента — цоколя как единой конструкции. В общем случае эта высота включает(рис. 1):
— величину заглубления фундамента;
— высоту планировки;
— высоту отмостки у цоколя;
— расстояние от отмостки до верхнего обреза цоколя.

Рис.1. Основные параметры мелкозаглубленного фундамента: а - ширина цоколя; в - ширина подошвы фундамента; d - ширина траншеи (котлована); hт - глубина траншеи; hф - глубина заложения фундамента; hп - толщина противопучинистой подушки; hр - толщина плодородного слоя грунта

Вертикальную планировку и отмостку устраивают для отведения ливневых и паводковых вод от дома. Их общая высота у цоколя должна быть не менее 20 см (10см — 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...3% от отмостки. Чем больше высота планировки вокруг дома, тем более благоприятный гидрологический режим создается вокруг дома.
Изготовление планировки и отмостки для загородного дома по важности и очередности стоит на втором месте после устройства крыши. Но даже когда крыша еще не готова, планировка и отмостка должны быть сделаны (пусть временно) до периода дождей второй половины осени.
Оценим необходимую высоту цоколя на примере природно-климатических условий Московской области. Среднестатистическая высота снегового покрова в Подмосковье составляет 0,5 м. При цоколе, меньшем по высоте, в деревянных домах нижние венцы сруба окажутся в неблагоприятных условиях, отсыреют и начнут подгнивать. Весной, в марте при положительных температурах воздуха мокрый снег будет интенсивно увлажнять дерево, а ночью мороз превратит эту воду в лед. 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. Следовательно, общая высота мелкозаглубленного фундамента с учетом заглубленной части 0,2...0,5 м составит 1,0...1,3 м. По желанию застройщика высоту цоколя можно увеличить.
В средне- и сильнопучинистых грунтах мелкозаглубленный фундамент в виде монолитной железобетонной ленты обеспечит необходимую жесткость поперечного сечения для воспринятия изгибающих моментов при неравномерных деформациях пучения. Высота цокольного пространства в 0,8 м позволит выполнить необходимые сантехнические работы.
Сначала фундаменты и основания рассчитывают исходя из получения оптимальных размеров при условии обеспечения их устойчивости и экономичности. На втором этапе проектирования учитываются перепады высот на строительной площадке, полученные при геодезической съемке. При необходимости отдельные параметры запроектированных фундаментов и основания уточняют.
Ширину цоколя определяют из условия размещения на нем надфундаментных конструкций. Ширину подошвы фундаментов при известных нагрузках от дома определяют по условию допустимого давления на противопучинную подушку и на грунт в ее основании.
При определении глубины выработок учитывают толщину плодородного слоя грунта, которая может достигать в Подмосковье 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).
Обычно глубину заложения всех фундаментов дома и дно выработок выполняют на одном уровне, а планировку — горизонтально. Чтобы наглядно показать влияние уклона строительной площадки на параметры фундамента, примем его заглубление равным 0,3 м. Можно было бы принять иное заглубление (0,4; 0,5 м или любое другое), логика принятия последующих решений от этого не меняется. Толщину плодородного слоя зададим равной 0,4 м.