Меню

Заглубление фундаментов при перепаде



Как залить фундамент на неровном участке – принципы возведения и важные факторы

Устройство фундамента на участке с неровной поверхностью сопряжено с определенными трудностями. Прежде всего, для правильного расчета и проектирования основания дома потребуется геодезическая съемка стройплощадки, выявляющая степень уклона участка, и инженерно-геологические изыскания, определяющие состав разрабатываемых грунтов. Экономить на проведении таких работ не стоит, хотя они и ведут к немалым дополнительным финансовым затратам.

Принципы возведения ленточных фундаментов на участках с уклоном

Приступая к проектированию фундамента будущей постройки, стоит учитывать, что чем выше будет уровень перепада высот поверхности, тем более сложным и трудоемким окажется необходимый комплекс производимых работ. Современные технологии возведения фундамента на поверхности со сложным рельефом предоставляют несколько вариантов его устройства, из которых наиболее применимыми являются заглубленные и малозаглубленные основания ленточного типа. Их обоюдное использование для строений на склонах не создает проблем при дальнейшей эксплуатации постройки и обеспечивает высокую надежность конструкции.

Следует учесть, что на участках с большим перепадом высот (более 2,5 метров) ленточные фундаменты экономически не выгодны. В этом случае используют фундамент свайного типа.

Строительную площадку защищают с нагорной стороны склона, с целью недопущения ее затопления дождевыми водами. Для этого возводится временный земляной вал, или роется водосборная канава, которые после заливки фундамента и изготовления отмостки заменяются капитальными ливнестоковыми лотками. Дальнейший объем производимых работ зависит от степени уклона рельефа земляной поверхности.

Участки с незначительным уклоном

При небольших неровностях или малом перепаде высот, составляющем не более 10-20 см, участок допустимо принимать за горизонтальный. Выемку грунта под котлован или траншею следует начинать с наиболее возвышенной части площадки. Заглубление производится на едином уровне и не меняется по всему периметру фундамента. При этом необходимо учесть глубину залегания плодородного слоя. Если его нижняя граница в какой-то части разрабатываемого участка превышает расчетное заглубление фундамента, то необходимо увеличить глубину траншеи в самой высокой точке, которая рассчитывается по формуле:

Hт – расчетная глубина траншеи или котлована;

Hпв – перепад высоты на строительном участке;

Hпс – величина плодородного слоя грунта.

В некоторых случаях можно обойтись срезанием части поверхности небольшого естественного уклона или подсыпкой грунта в низине строительной площадки. При этом предварительно убирается плодородный слой и производится ее укрепление тщательной трамбовкой с использованием силикатов.

Участки со средним уклоном

При перепаде высот более 20 см начинать разработку траншеи под фундамент с наивысшей части площадки было бы неверно, так как в этом случае подошва фундамента в самой нижней точке может оказаться на поверхности грунта или даже выше. За базовый уровень, от которого следует отталкиваться, принимают наиболее низинную часть участка.

Рытье траншеи в пониженной части производят на расчетную глубину, учитывающую возможное воздействие сил морозного пучения, но не менее, чем на толщину плодородного слоя. Весь остальной периметр выемки под фундамент делается на этом уровне. В ситуациях, когда разница высот на участке больше, чем заглубление фундамента, размер отрываемой траншеи принимается равном величине перепада. Но в данном случае расход бетона при заливке основания постройки значительно увеличится. В целях экономии средств, ширина фундаментной подошвы может быть несколько уменьшена, но до разумных пределов.

По окончании работ проводят обратную засыпку готового фундамента непучинистым грунтом, который тщательно и послойно утрамбовывают. Вокруг строения поверхность грунта планируют в сторону естественного уклона и делают отмостку.

Участки с большим уклоном

При значительных перепадах высот – от 1 метра и более, самым экономичным вариантом устройства ленточного фундамента считается его ступенчатое заложение, предусматривающее индивидуальное возведение оснований для каждого определенного участка.

Перед началом работ строительную площадку разбивают на части для возможности устройства горизонтальных террас в разных уровнях, при этом высота уступов не должна превышать полуметра. Для каждой зоны сооружают противооползневую стенку. Начинают рытье траншеи с низинной части, предварительно удалив растительный слой почвы. Далее заглубление на каждом уровне производят по проектному расчету.

Ступенчатое возведение ленточного фундамента требует обязательного устройства качественного дренажа, так как естественное перемещение грунтовых вод со стороны нагорного склона после возведения сооружения станет затруднительным. Возможное же накопление излишней влаги будет иметь чрезвычайно негативные последствия. В связи с этим, дренажную систему проектируют заранее. Ее устраивают по всему периметру дома с заглублением до нижнего уровня траншеи, с учетом песчаной подушки.

Данный вариант устройства фундаментов целесообразно производить только на участках с большим уклоном, так как стоимость таких работ чрезвычайно высока. Доверить их проведение можно только высококвалифицированным специалистам.

Факторы, которые необходимо учитывать при заливке

При устройстве оснований на неровных участках с уклоном поверхности, в обязательном порядке требуется руководствоваться строительными нормами и соблюдать технологию. Но более правильным решением станет привлечение профессионалов. Возведение подобных фундаментов имеет некоторые отличительные особенности, в основном касающиеся проведения подготовительных мероприятий и дополнительных работ.

Читайте также:  Пример расчета несущей способности ленточного фундамента

Следующие немаловажные факторы, на которые стоит обратить особое внимание, помогут избавиться от непредсказуемых последствий в дальнейшем.

1. Грамотный проект фундамента является необходимым условием для строительства объекта на неровных площадках. Он включает в себя расчет:

  • габаритов основания;
  • весовой нагрузки здания на фундамент;
  • оказываемого удельного давления на грунт в различных точках;
  • временных нагрузок.

Большое значение имеет гидрогеологическая оценка отведенного для строительства участка и анализ грунтов. Для этого в большинстве случаев прибегают к бурению разведывательных скважин.

Стоит отметить, что возведение фундаментов на склонах целесообразно лишь на непучинистых почвах.

2. Создание эффективной дренажной системы требует тщательного предварительного расчета. Скапливающаяся влага является основным источником многих неприятностей, которые могут привести к скольжению и даже обрушению грунта в нагорной части.

3. Механическое закрепление грунта является важным дополнением к дренажной системе при уклонах рельефа местности более 10 градусов. Наиболее доступным и простым вариантом может служить так называемый пригруз – насыпной слой более плотных грунтовых пород. Дополнительная масса будет препятствовать возможному сдвигу почвы. Кроме того, такие работы позволяют сформировать и частично выровнять строительную площадку, подготовив ее для рытья траншеи или котлована под фундамент.

4. Возведение соответствующей опалубки состоит в сложности ее подготовки в условиях имеющихся перепадов высот на участке. Чтобы выдержать горизонтальный уровень заливаемого основания, опалубка в низшей точке площадки изготавливается выше, чем в верхней.

5. Усиленное армирование фундамента повышает прочность основания. Для каркаса применяются металлические арматурные прутья большого диаметра или увеличивается их количество. При этом особое внимание обращается на углы собираемой каркасной конструкции, а элементы решетки располагают на расстоянии не более 15 см друг от друга.

6. Чтобы правильно залить фундамент бетонной смесью, требуется обеспечить ее непрерывную подачу. При устройстве основания на неровной поверхности данный фактор имеет особое значение. Повышенные нагрузки при дальнейшей эксплуатации постройки категорически не допускают заливки подземной части строения в несколько этапов, так как гарантированно приводят к разрывам на границах между схватившимися слоями. Помимо этого, требуется тщательная трамбовка бетонной смеси в процессе заполнения опалубки с целью предотвращения образования полостей.

Вышеприведенные мероприятия, которые необходимо учитывать при возведении основания дома на участках с неровной поверхностью, влекут за собой повышенные финансовые затраты. Однако проведенные дополнительные работы в значительной мере предотвращают угрозу сползания или смыва грунта, являясь надежным залогом устройства качественного фундамента и долгосрочной эксплуатации всего строения.

Источник

SGround.ru

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты

Основные особенности и тонкости поверхностных фундаментов

Оглавление

1. Основные положения

Хотя нормы проектирования фундаментов гласят что глубина заложения фундамента в пучинистых грунтах должна быть больше глубины промерзания такое решение устраняет только лобовые силы морозного пучения, но не устраняет касательные силы пучения на боковой поверхности, которые так же очень велики и нагрузка от легкого малоэтажного здания не может им противостоять. А в северных регионах РФ нормативная глубина промерзания меняется в пределах от 1,5 до 3,0 м. и более. В такой ситуации следует рассмотреть вариант поверхностного фундамента.

Малозаглубленный или поверхностный фундамент является одним из наиболее простых и экономичных вариантов для легких зданий и сооружений – это минимальные затраты на материалы и почти полное отсутствие земляных работ. Но при своей кажущейся простоте этот тип фундаментов имеет особенности, которые необходимо учитывать, как на этапе проектирования, так и на этапе строительства.

К малозаглубленным фундаментам относят все типы фундаментов если глубина заложения их подошвы не превышает нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания, то есть фундаменты полностью расположены в зоне сезонного промерзания/оттаивания грунтов

В данной статье рассматриваются только поверхностные и практически незаглубленные фундаменты (глубина не более 20 см), т.к. если фундаменты заглублены, но менее глубины промерзания то они будут накапливать деформации пучения год за годом не полностью возвращаясь в исходное положение после оттаивания грунта, и их применение абсолютно не обоснованно. Если же фундамент все таки имеет некоторое заглубление то необходимо выполнять засыпку пазух котлована достаточной ширины непучинистым материалом (песок средний и крупный, ПГС. Ширина пазухи должна быть не менее глубины заложения фундамента) и предусматривать мероприятия, обеспечивающие проскальзывание фундамента относительно грунта по боковой поверхности чтобы обеспечить свободное оседание фундамента после подъема морозным пучением.

Читайте также:  Утепление цоколя плитного фундамента

Поверхностные и малозаглубленные фундаменты имеет смысл использовать при строительстве малоэтажных сооружений, дач, гаражей, хозяйственных построек, бань и т.д. Их можно использовать при возведении срубов из бревен или стен из ячеистых бетонов, при возведении каркасно-щитовых домов. Естественно применение ограничено зданиями без подвала.

Не рекомендуется применение малозаглубленных и поверхностных фундаментов под кирпичные дома т.к. стены из кирпича и других каменных материалов очень чувствительны к деформациям фундамента и при малейшем смещении дают трещины (армированная кладка более устойчива, но все равно очень хрупка). Так же не следует применять их для двух- и более этажных построек из-за большой нагрузки на основание и фундамент, а несущая способность их часто сильно ограничена.

Согласно примечанию к п. 6.8.10 СП 22.13330.2016 Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружения пониженного уровня ответственности и малоэтажных зданий при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м. А, например, в Руководстве п.4.22 говорится что глубина промерзания под подошвой малозаглубленного фундамента должна быть не более 1,0 метра, а под подошвой заглубленного не более 0,5 м.

Нормативные требования к малозаглубленным фундаментам приведены в разделе 8 СП 22.13330.2016 «Особенности проектирования оснований и фундаментов малоэтажных зданий» который можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ по этой ссылке. Данный раздел обязателен к прочтению если вы планируете применять такие фундаменты.

Согласно п. 8.6 СП 22.13330.2016 при проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах обязательно выполнение проверочных расчетов на деформации пучения (на подъем фундаментов).

2. Типы поверхностных фундаментов

Малозаглубленные и поверхностные фундаменты могут быть следующих типов:

  • Ленточные;
  • Столбчатые (к ним так же относятся и «сваи» малой глубины погружения (менее глубины промерзания грунта). На самом деле это не сваи, а отдельные столбчатые фундаменты т.к. настоящая свая по определению имеет глубину погружения не менее 4,0 метра);
  • Плитные;

Любой из этих типов фундаментов будет относиться к малозаглубленным если его подошва залегает выше нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания. Если же грунт основания не пучинистый то данная классификация не имеет особого значения.

Для определения характеристик грунтов основания следует обратиться в специализированные изыскательские организации или на крайний случай воспользоваться указаниями этой статьи.

Максимальная несущая способность, естественно, будет присуща плитному варианту из-за большой площади опирания на грунт, как и максимальная стоимость и трудоемкость.

Достаточной несущей способностью обладают ленточные фундаменты (при правильном проектировании). Имеются ввиду монолитные непрерывные ленты из армированного железобетона, или ленты из крупных блоков с монолитным армированным поясом по верху и монолитной подошвенной плитой. Ленты из блоков ФБС без дополнительных мероприятий не обеспечивают необходимой прочности и жесткости.

Столбчатые малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах следует применять только в сочетании с монолитной сплошной рамой (как правило железобетонной системой перекрестных балок), объединяющей их в единое целое, или же под совсем неответственные сооружения без общей жесткой рамы (сараи, кладовки, веранды, беседки и др. сооружения III уровня ответственности). В целом их применение очень ограничено и не рекомендуется под более-менее ответственные сооружения.

Подробно все типы фундаментов и их особенности разобраны в этой статье.

3. Особенности и возможные проблемы малозаглубленных фундаментов

  1. Основная особенность малозаглубленных и поверхностных фундаментов заключается в том, что на них действуют лобовые силы морозного пучения. А учитывая, что такие фундаменты как правило используются под легкие сооружения нагрузка на грунт под ними мала и никак не может противостоять огромным силам поднятия вспучивающегося грунта, можно смело утверждать что при промерзании грунта фундамент будет двигаться, смещаться по вертикали – то есть «гулять». Этот негативный эффект можно снизить за счет утепления грунта, но полностью устранить очень сложно.

Но огромным плюсом поверхностных и практически незаглубленных фундаментов является то что они после оттаивания грунтов возвращаются в исходное положение, не накапливая деформаций пучения.

  1. Следующая особенность проистекает из первой – т.к. фундамент, а вместе с ним и здание смещаются по вертикали от морозного пучения то примыкающие к нему снаружи лестницы, крыльца, пристройки должны быть приспособлены к таким смещениям.

  1. В летний период (то есть в не замерзшем состоянии) слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине (это явление объясняется в статье в подразделе «4. Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент»), поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
  2. Как правило фундамент имеет достаточно большую высоту над уровнем планировки грунта. Связано это с тем что ему необходимо придать достаточно большую жесткость и прочность, для этого нужна
Читайте также:  Установка для фундамент цоколи

4. Поведение малозаглубленных фундаментов при воздействии морозного пучения

Практически всегда промерзающий грунт поднимается неравномерно (причины описаны в статье физика процесса пучения). Неравномерное пучение воздействует на малозаглубленный фундамент вызывая:

  1. Если фундамент сплошной и достаточно прочный для восприятия нагрузок от здания после неравномерного подъема промерзающего грунта, то он поднимается и испытывает крены, но остается практически неизменным по форме, т.е. верхняя плоскость фундамента остается плоской, хотя и наклоняется или смещается по вертикали (конечно фактически поверхность ограниченно изгибается в зависимости от жесткости фундамента). Весной, после полного оттаивания грунта фундамент вернется в исходное положение восстановив свою изначальную форму.
  2. Если прочности фундамента недостаточно, то фундамент разрушается – появляются широкие трещины и сколы бетона. После оттаивания грунта форма фундамента не будет восстановлена полностью.

5. Что следует учитывать при проектировании и строительстве малозаглубленных фундаментов

Для начала следует изучить документы:

Учтите при проектировании следующие основные моменты:

  1. Чтобы перемещения фундамента от морозного пучения не вызывали повреждений надземной части здания (трещины в стенах, лопнувшие стекла) и вообще не вызывали никаких проблем в дальнейшем (заклинившие двери, перекошенные крыльца и др.) фундамент должен быть сплошным, непрерывным под все здание, а лучше и под крыльца, и иметь достаточную жесткость и прочность чтобы сохранить свою первоначальную форму и не сломаться при неравномерном поднятии промерзающего грунта. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости необходимо выполнять расчеты фундамента и армирования с учетом неравномерного смещения основания. Расчеты лучше выполнять на разные варианты неравномерного смещения основания в конечно-элементной программе (например SCAD или др.), вручную расчёты выполнять будет значительно сложнее (особенно для плитных и сложных по форме ленточных фундаментов).
  1. Следует учитывать наличие почвенно-растительного слоя – если фундамент опереть на органический плодородный грунт, то в результате разложения органики гарантированы большие осадки фундамента, растянутые во времени. Кроме того, почвенно-растительный слой обладает очень низкой несущей способностью и не может служить несущим основанием. Данный слабый слой необходимо полностью заменять, как правило, на песчаную подушку.
  2. Следует учитывать низкую несущую способность верхних слоев грунта. Слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине, поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
  3. Крыльца, наружные лестницы и другие части здания, опертые на отдельные фундаменты, должны иметь подвижные крепления к основному сооружению, позволяющие взаимные перемещения до 10 см и более (зависит от степени пучинистости грунта и глубины промерзания) или вообще быть независимыми от основного здания.
  4. Следует предусмотреть мероприятия для снижения воздействия морозного пучения на фундаменты. Например утепление отмостки, боковых поверхностей фундамента, грунта под зданием (для отапливаемых зданий применять минимальное утепление чтобы тепло могло частично проникать в грунт). Это позволит уменьшить глубину промерзания грунта под подошвой фундамента и вблизи него, особенно эффективно для отапливаемых зданий.

6. Снижение воздействия морозного пучения на поверхностные фундаменты

Для снижения воздействия пучения на поверхностные фундаменты применяют следующие мероприятия:

  • Замена части пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (песок крупный или средней крупности, щебень, гравий, ПГС, и др.);
  • Устройство фундаментов на локально уплотненном основании (в вытрамбованных/выштампованных котлованах, траншеях, фундаменты из забивных блоков) — см. ТСН МФ-97 МО «Проектирование, расчет и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области»
  • Применение утепленной отмостки по периметру здания. Более подходит для отапливаемых зданий с полами по грунту;
  • Устройство дренажа по периметру здания, общее водопонижение на участке;
  • Введение в грунт противопучинистых компонентов.

Дополнительно о мерах борьбы с морозным пучением см. эту статью.

7. Примеры конструктивных решений мелкозаглубленных фундаментов

Еще раз повторюсь — хотя здесь и говорится о малозаглубленных фундаментах под кирпичные здания, применение таких решений очень опасно, а последствия неравномерных деформаций грунта устранить без демонтажа стен невозможно.

8. Заключение

Поверхностные (малозаглубленные) фундаменты имеют свою достаточно узкую область применения. Основной их недостаток — это подверженность морозному пучению и смещениям по высоте в зимний период. Основным их достоинством помимо простоты и низкой стоимости является то что о наличии деформаций пучения известно заранее и эти деформации точно будут обратимыми, а не накапливаться год от года.

При проектировании и строительстве таких фундаментов следует учитывать многие их особенности, выполнять детальные расчеты, продумывать множество деталей, связанных с подвижностью фундамента, а значит и всего здания/сооружения.

Источник