Ступенчатые фундаменты

Решение о типе фундамента и его конструкции выбирает проектировщик. Руководствуется он, прежде всего, общими принципами их устройства: фундамент не должна подмывать вода, его нужно защитить от возможного оползания, под фундаментом должно находиться стабильное основание.

На традиционный ленточный фундамент поставить дом удается не всегда. Бывают случаи, когда необходимо выполнить ступенчатый фундамент. При этом мало иметь хороший проект такого фундамента. Необходимо еще и выполнить его конструкцию без ошибок.

На участках со сложным рельефом расположение дома определяют не стороны света, а направление уклона этого рельефа. Пренебрегать этим требованием специалисты не советуют, поскольку гораздо важнее быть уверенным в надежном основании под домом, нежели получить выигрыш в более удачном естественном освещении. Если конструкция фундамента не выдержит нагрузок, то освещать будет уже нечего.

На откосе ступенчатый фундамент следует располагать длинной стороной перпендикулярно ему, чтобы обеспечить максимальное сопротивление давлению грунта.

Ступенчатые фундаменты, часть которых из-за устройства подвала закладывается глубоко, подвергаются воздействию грунтовых вод. Чтобы отвести воду от фундаментной конструкции рекомендуется устроить пристенный дренаж. При строительстве дома на склоне или вблизи склона, существующие гидрологические условия изменяются, и выполнение дренажа обязательно. В противном случае вода, стекая, будет задерживаться на фундаментных стенах, увлажняя их. Вода может пойти и под дом, вымывая под ним грунт. Если же выполнить дренаж, то вода будет эффективно отводиться от дома по трубам, и фундамент, таким образом, будет защищен. Дренаж лучше выполнять до засыпки фундамента.

Для небольшого коттеджа выполнение дренажа, как правило, проблем не вызывает, чего нельзя сказать о дренировании больших площадей. Связаны они с тем, что часть элементов проходит под зданием, а это в свою очередь ограничивает количество колодцев, которые будет значительно труднее чистить. Дрены под фундаментом или при транзитном проходе через него прокладывают в специальных муфтах.

Очень важно организовать эффективное отведение воды, которая стекает с крыши, от стен дома. При этом правильным решением будет сооружение отдельной системы водоотвода, которая не связана с дренажем.

В отдельных случаях одного только дренажа не достаточно для защиты фундамента от напора грунтовых вод, а нужны еще и дополнительные сооружения. Их выбор определяется в зависимости от конкретных гидрологических условий участка.

Сооружение ступенчатого фундамента

Ширина ступенчатого фундамента может находиться в пределах 50-80 см, а его высота – не менее 30 см. Как и в случае с традиционными ленточными фундаментами, ширина ступенчатого определяется в соответствии с несущей способностью грунта: чем он слабее, тем более широкий ступенчатый фундамент необходим.

Важным условием стабильности будущего фундамента является правильно выполненный котлован. На способ его формирования в значительной степени влияет вид грунта. Угол наклона откосов должен быть таким, чтобы не происходило их осыпание. Менее устойчивы песчаные грунты, поэтому для них рекомендуется угол 30-45°. Не стоит делать угол больше, если песчаный грунт держится, чуть ли не при вертикальной стенке. Так бывает, когда песок влажный, но после высыхания он очень быстро осыпится. Для глины угол откосов ближе к вертикали и составляет 50-60°, а для твердопластичных глин ледникового происхождения даже 70-80°.

Каждая ступень фундамента должна опираться на материковый грунт, поэтому котлован, как правило, выкапывают по всей площади дома. Грунт начинают снимать с откосов вдоль лини фундамента, соблюдая угол наклона. Если попадается грунт, не обладающий достаточной несущей способностью, то его нужно снять до более прочного грунта.

Копать траншеи начинают от самой нижней точки разметки, поднимаясь вверх. В соответствии с проектом отмеряется длина и высота ступеней. Во избежание осыпания грунта в месте уступа, его осаживают сплошно опалубкой, которая чаще всего остается там навсегда.

Сначала в подготовленную и защищенную от осыпания траншею заливают слой тощего бетона, который должен предотвратить поглощение грунтом цементного молочка.

Сооружение опалубки для ступенчатого фундамента является весьма трудоемким процессом. При любом виде грунта удобнее использовать сплошную опалубку, чтобы ее вертикальные элементы было легче устанавливать в местах уступов. Опалубка фундамента объединяется с элементами укрепления стенок котлована, которые устанавливались при выкапывании траншей.

Общий уклон ступенчатого фундамента по определению соответствует уклону территории либо несущего слоя основания. Для бетонных фундаментов высота уступа не может превышать 30 см. Армирование фундаментных лент при этом выполняется традиционным способом. Дополнительное армирование ступени выполняют только на неоднородных или слабых грунтах в месте ее расположения. Ступени высотой более 60 см проектируются редко. Их выполняют из железобетона, с дополнительным поперечным армированием.

Ступени выше 30 см проектируются, если угол наклона превышает 18°. Для повышения прочности их армируют анкерами. При большой ширине фундамента в нижней его части следует заложить дополнительные продольные и поперечные стержни. Для точных мест их размещения необходимо произвести специальный расчет.

Ступенчатый фундамент на однородных несущих грунтах может быть выполнен и в виде кирпичной или каменной кладки. Такая конструкция типична для горных местностей, где легко найти нужное количество камня. В месте перепада высоты в кладку вмуровывают стальную двутавровую балку, а в зоне уступа делают уклон под углом 30-45°.

Конструкция фундаментных стен при ступенчатом фундаменте такая же, как при традиционном ленточном фундаменте. Их можно выполнить из монолитного бетона либо в виде кирпичной, бутовой, блочной кладки.

Дом на склоне

Это один из сложных для строительства случаев. Успех строительства дома на склоне зависит, прежде всего, от тщательности предварительных расчетов. Если на бумаге все будет сделано грамотно, то и посадка дома не вызовет проблем. При проектировании дома на склоне нужно в первую очередь исследовать откос на предмет его устойчивости, которая зависит от типа грунта. Для песчаных грунтов безопасным углом наклона считается 27-31°, а для твердопластинчатых глин – до 70°. При превышении этого угла высока вероятность оползания склона, но проблему можно решить при помощи свай, подпорных стен или анкеров (они прижимают перемещающуюся грунтовую массу к стабильным породам).

Для начала проектировки фундамента нужно получить все необходимые данные о стабильности основания. Защиту от воды можно будет выполнить при помощи кругового дренажа. Безопасным откос считается только в том случае, если он защищен от притока воды.

При строительстве дома на склоне ступенчатые фундаменты – самое распространенное решение. Но есть и другое – устройство большого подвала под всем домом, который позволяет, как бы врезать дом в склон и установить его на горизонтальном основании. С той стороны, где склон ниже, можно устроить гараж, а выше по склону будет полностью или частично заглубленный подвал. Выбирая такое решение, нужно учитывать стоимость подвального перекрытия. Оно может быть оправдано на крутом склоне, где выполнение больших уступов может оказаться еще дороже. Если же перепад по склону в крайних точках дома не превышает 1 м, то подвал уже не имеет смысла.

Слабый грунт, неравномерным слоем залегая под проектируемым домом, значительно деформируется от нагрузок и этим усложняет строительство. Главная опасность при этом – неравномерная осадка здания и оказание концентрированных нагрузок на фундамент. В результате неравномерной осадки дома нарушается целостность фундамента и, как следствие, растрескивание стен и их отрыв.

Если геотехническое исследование показывает неравномерность расположения несущих грунтов, глубина залегания которых не превышает 1,5-2 м, то ступенчатый фундамент может оказаться самым выгодным решением. В таком случае нужно определить рельеф или уклон залегания несущих грунтов и в соответствии с этим спроектировать ступенчатый фундамент, который не нарушит непрерывность фундаментной ленты.

Альтернативным решением фундамента на слабых грунтах с неравномерным распределения несущего слоя является замена участков слабого грунта крупнозернистым песком или мелким гравием. Однако решение это довольно дорого обходится, особенно если объемы замены значительные. Иногда намного выгоднее использовать опускные колодцы, микросваи (из тощего бетона, железобетонные или песчаные в геотекстильной оболочке). Это случаи, когда фундамент из-за слабого грунта делается широким либо должен закладываться глубоко и это влечет за собой большие объемы земляных работ, необходимость дополнительного армирования фундаментных стен либо возведения подпорных стен. Оптимальное решение в данном случае принимает квалифицированный геотехник.