Ступенчатый фундамент

Специфика уклона

Горизонтальные и идеально ровные участки для строительства вообще найти практически невозможно. Уклон до 3% включительно (перепад максимум 3 сантиметра для каждого метра длины) вообще не считается – такой участок называют горизонтальным. Когда же процент уклона больше указанного значения, можно уже говорить о наклоне.

Если высота в нижней точке фундамента в 4 раза больше ширины ленты, то уклон считается предельным.

И сплошную ленту в таких случаях лучше не строить – более актуальна ступенчатая методика. Ступенчатый фундамент тоже предполагает свои ограничения: длина горизонтальной ступени должна составлять минимум 60 сантиметров, ее высота не может быть меньше 30 сантиметров. Каждая последующая ступень должна перекрывать нижестоящую в конструкции на двойную ширину всей ленты либо минимум на 30 сантиметров.

Необходимо понимать, что математически ровных и горизонтальных участков не существует в принципе. Если уклон выражается в пределах 3% (на каждый метр длины перепад не более 3 см), то считается, что участок горизонтальный.

Если процент уклона больше, то имеется определенный наклон. Если в нижней точке высота основания в 4 раза превышает ширину ленты, значение уклона считается предельным. При больших значениях сплошную ленту строить нельзя, надо использовать ступенчатую методику возведения.

Для ступенчатого основания также существуют свои ограничения. Например, длина горизонтального участка ленты (ступени) не должна быть меньше 0,6 м, а высота ленты — не менее 0,3 м.

Порядок выполнения работ

Наиболее распространенная модель основания для дома, расположенного на склоне – ленточный фундамент. Работу по его сооружению выполняют своими руками без привлечения тяжелой строительной техники.

Цоколь дома с ленточным основанием в самой низкой точке по своей высоте не должен превышать четырехкратное значение собственной ширины. Еще одна особенность работ по сооружению такого фундамента – необходимость срезать грунт так, чтобы верхняя плоскость подстенка была расположена строго под прямым углом. Здесь монтируется верхняя часть основания.

Сделать опалубку для данной конструкции можно обычным способом, используя щиты с нанесенной на их внутреннюю поверхность гидроизоляцией. Для этой цели используют рулонные материалы или обычную полиэтиленовую пленку повышенной плотности. Сделать ленточный фундамент на участке с большим уклоном не так сложно, если правильно выполнены все расчеты и установлен горизонт.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как возводится ленточно-столбчатое основание на наклонных поверхностях.

Высоту опалубки по горизонту необходимо выровнять по подпорной стенке. Ленточный фундамент требует качественного армирования.

Готовую конструкцию, собранную без использования сварочных работ, а только с помощью вязальной проволоки опускают в траншеи, где нужно сделать песчано-гравийную подушку, тщательно ее утрамбовав.

Армирование и заливка основания

Арматурный каркас укладывают не на саму подушку, а на камни с плоской поверхностью, уложенные на дне траншеи. Это позволить бетону в ходе заливки протечь под каркас для получения монолитной железобетонной конструкции. Сделать бетон самостоятельно, для того чтобы залить ленточный фундамент несложно, но для того, чтобы вся лента должна быть залита за один раз, лучше воспользоваться готовой смесью, заказав специальный миксер.

Посмотрите видео, как производится заливка бетонного основания.

Если принято решение приготовить бетон своими руками, то для качественной смеси понадобится одна часть цемента марки М500, три части песка и пять частей щебня фракции 10/20. Прочность такая смесь набирает в течение 28-30 дней. В течение этого времени за бетоном необходимо заботливо ухаживать.

Такой уход заключается в защите поверхности ленточного основания от высокой влажности и осадков с помощью полиэтиленовой пленки. Если нужно защитить его от высокой температуры и засухи, то бетонную поверхность накрывают песком или опилками, которые по мере надобности увлажняют.

Как сделать своими руками?

Процедура самостоятельного сооружения кирпичных фундаментных столбиков предусматривает выполнение нескольких поочередных процедур. Они стартуют с расчетов, завершаясь забиркой. Рассмотрим подробнее каждую стадию работы.

Расчеты

Приступая к расчетам сечения кирпичных опор, руководствуются эмпирическими формулами для получения площади подошвы, подходящей для удержания нагрузки от сооружения.

На площадь опоры влияют габариты проектной поверхности фундаментной подошвы. Обычно принято сооружать столбы, обладающие квадратным либо прямоугольным сечением.

При возведении одноэтажного строения практичнее сооружать квадрат со сторонами 0,38 м, или прямоугольник, габариты которого 0,38*0,25 м.

Если запланировано двухэтажное здание, сечение столбов не может быть меньше, нежели 0,5*0,5 м.

Разметка

После предварительной очистки участка застройки, необходимо начать скрупулезную уборку от растительности всей этой территории. Для предотвращения неровностей на местности требуется сразу выполнить засыпку грунтом всех присутствующих углублений.

Когда строительная зона очищена и спланирована, приступают к выполнению разметки. Ее обеспечивают металлическими штырями, устанавливаемыми в точках размещения опорных столбиков. Далее приступают к земляным работам, начиная копать по отметкам ямы.

Земляные работы

Работа стартует с устройства выемок, в которых будут размещены подушки для кладки на них кирпича. Выемку грунта выполняют, учитывая габариты рассчитанных опор, а также обеспечивают зону для удобства кладки в  углублении, достигающем 0,7 м.

Подготовка основы

Когда углубления выкопаны, на их дно засыпают десятисантиметровый песчаный и щебневый слой. Их непременно нужно утрамбовать. После этого на такую подушку укладывают гидроизоляцию, чтобы защитить от грунтовой влажности кирпич.

Усилить основание получится, если поверх рубероида выполнить заливку бетона слоем 15 см, внутри которого разместить арматуру. Спустя пару дней уже можно будет начинать кладку кирпичей, используя максимальный по  крепости цементный раствор.

Кладка

Чтобы кирпичи надежно сцеплялись в прочную опору, требуется использовать хороший цемент (М-400 либо М-500).

При укладке непременно делают перетяжку каждых трех рядов армирующей сеткой. Выполняя кладку, нельзя забывать о проверке рядов на горизонтальность и вертикальность, используя строительный уровень.

По высоте опоры обязаны подниматься над уровнем грунта минимум на 20 см. Если горизонт имеет уклон, то это значение относится к самой верхней его точке.

Технология кладки предусматривает размещение в каждом ряду по 4 кирпича, тогда столбик будет квадратным и иметь внутри пустоту. Ее заполняют арматурой, после чего заливают бетоном, чтобы существенно укрепить возводимую конструкцию.

Гидроизоляция столбов

После завершения процесса кладки требуется дополнительно защитить столбики от влаги. Это мероприятие выполняют, используя битумную  мастику по вертикали, а также мембраны для остановки подъема воды вверх.

Засыпка свободного пространства

Для обеспечения медленного высыхания раствора между кирпичами, благодаря чему он наберет максимальную прочность, необходимо выждать 7 суток.

Затем все оставшееся внутри углублений пространство нужно засыпать гравием либо щебнем. Такая технология позволяет нивелировать действие на опору сезонных грунтовых перемещений.

Гидроизоляция верхней части опор и забирка

Поверх кирпичных опор требуется проложить слой рубероида, а уже на него монтировать мауэрлат. Между столбами желательно возвести забирку — засыпку пространства грунтом, способным не допускать проникновение под нижнюю поверхность здания холодного воздуха.

Преимущества и недостатки участка с уклоном

Основным преимуществом возведения жилых домов на территориях с уклоном, как уже упоминалось выше, является возможность использовать самые разнообразные архитектурные формы и не ограничивать себя в фантазии при проектировании загородного дома на участке.

Размещая здание по склону холма, можно сэкономить на системах откачки сточных вод – канализационные отходы будут спускать по трубам самотеком. Кроме того, уклон территории позволяет использовать упрощенную систему дренажа для возведения фундаментов. Осадочная влага так же будет стекать вниз по склону, оставляя основание дома сухим.

Территории со сложным рельефом дают широкий простор для любителей садоводства и ландшафтного проектирования. На такой территории можно высадить гораздо больше видов растений с учетом их потребностей в освещении и влаге, потому что условия в разных зонах участка будут разными. Помимо очевидных достоинств возведения жилых домов на склонах, у таких территорий есть и свои недостатки.

Во-первых, скорее всего, грунт придется дополнительно укреплять, чтобы он не «поехал» вниз по склону холма. На это могут потребоваться немалые финансовые вложения, впрочем, многое будет зависеть от особенностей конкретной территории.

Во-вторых, планируя возведение здания на склоне, нужно заранее рассчитывать, что на подготовительный этап уйдет довольно много времени и ресурсов. Более сложный рельеф потребует больше финансов на организацию подпорных конструкций. Возводить фундамент необходимо с учетом обязательного обустройства качественной гидроизоляции, так как часть здания находится в земле и в условиях повышенной влажности.

Чем круче склон, тем больше будут перепады между этажами внутри здания. Из-за этого могут возникнуть определенные сложности в перемещении для людей с физическими особенностями и пожилых домочадцев.

Планируя строительство дома на склоне, стоит также задуматься над тем, какой вид будет открываться из окон

Каждый участок с уклоном имеет свои уникальные особенности, которые важно учесть при выборе расположения дома

Технические особенности расположения сооружений

До этапа проектирования дома на любой территории со сложным рельефом проводятся инженерно-геологические изыскания. Для понижения уровня грунтовых вод прокладывают дренажные системы, обустраивают траншеи и водопонизительные скважины.

Чтобы избежать скольжения грунта, проводят террасирование склонов. Такое искусственное вмешательство в формирование рельефа используется для защиты от осыпей, оползней и выдавливания грунта. Необходимость в подобном мероприятии должен определить специалист, оценивший особенности рельефа и уровень крутизны склона.

Жилые дома лучше возводить подальше от края возвышенности. Если дом строится под холмом, его также не рекомендуется размещать близко к склону. Чаще всего специалисты рекомендуют возводить строение на самом высоком и сухом месте территории. В нижней части холма обычно возникают сложности с водоотведением.

Кроме того, нужно учитывать, что дом, возведенный на склоне, будет частично врезан в земельный массив. Поэтому необходимо тщательно продумать тепло- и гидроизоляцию, а также обеспечить помещениям качественную систему вентиляции.

В понятие экспозиции склона входит сочетание крутизны и ориентирования по сторонам света. Лучше всего для возведения жилых домов подходят склоны, ориентированные на юг и юго-восток. Они быстрее всего прогреваются на солнце, лучше освещены, меньше подвержены ветровой нагрузке. На таких зданиях можно даже устанавливать солнечные батареи. Северные склоны меньше подходят для возведения домов, так как хуже прогреваются и сильнее подвержены воздействию ветров. Западный склон не подходит по причине того, что во второй половине постоянно находится на солнце, и помещения будут перегреваться.

Планируя строительство дома на склоне, стоит также задуматься над тем, какой вид будет открываться из окон

Каждый участок с уклоном имеет свои уникальные особенности, которые важно учесть при выборе расположения дома

Свайный фундамент

Для склона станет наименее трудозатратным и надежным основанием. Лучше остановить выбор на металлических винтовых сваях. Подходит для крутых откосов, песчаных неустойчивых и болотистых водонасыщенных грунтов. Документ, регламентирующий расчет и возведение фундаментов из свай — СП 24.13330.2011.

К преимуществам можно отнести:

• надежность при строительстве дома в сложных условиях;
• дешевизна по сравнению с другими видами оснований;
• низкие трудозатраты при возведении;
• возможность проведения работ в любое время года;
• возможность применять для участков с перепадом высот до 45 градусов.

К недостаткам можно отнести невозможность возведения дома с подвалом. Сваи вкручиваются так, что их оголовки находятся в одном уровне, а концы, заглубленные в землю — в разных.

Фундамент на участке с уклоном с применением свай возводится в следующем порядке:

1. подбирают длину изделий, с учетом крутизны склона и небольшим запасом;
2.  выполняют разметку фундамента дома;
3. сваи погружают в грунт путем завинчивания, что позволяют сделать лопасти на конце изделий (первая свая располагается в верхней точке участка);
4. после установки, сваи обрезают до нужной длины инструментом для резки металла;
5. выполняют заливку труб бетоном;
6. монтируют ростверк, опалубка которого имеет не только вертикальные щиты, но и дно.

В качестве ростверка применяют монолитный железобетон, металлический прокат (швеллера, двутавры) либо брус. Если нет необходимости в устройстве подвала, свайный фундамент станет наиболее оптимальным вариантом, позволяющим обеспечить высокую надежность и низкую стоимость.

Второй вариант свайного фундамента — буронабивной. Опоры изготавливаются из монолитного железобетона. Сначала выполняют бурение скважин, в которые устанавливаются арматурные каркасы. После этого заливают сваи бетоном. Минусом технологии станет необходимость выждать время на набор бетоном прочности (28 суток). Скважины разрабатывают так, чтобы концы свай находились в одном горизонте. При этом верхние оголовки также выравниваются. По сути для каждого отдельного элемента вычисляется только глубина заложения относительно земли.

Одним из вариантов буронабивного основания может стать конструкция по технологии ТИСЭ. фундамент в этом случае похож на гвоздь со шляпкой, обращенный острым концом вверх. Уширение в области подошвы позволяет увеличить несущую способность и предотвратить выдергивание.

Порядок строительства ленточного фундамента

Схема промерзания основания под фундаментами при наличии уклона.

Ленточный фундамент для склона — это не самый лучший вариант, но если другого выбора нет, то необходимо к проектированию и самому процессу строительства отнестись серьезно и ответственно.

Если уклон значительный, придется устроить террасы, для чего требуется снять грунт по составленной схеме (лучше к этому привлечь специалиста, так как в противном случае фундамент получится ненадежным). Полученные широкие ступени склона надо после этого утрамбовать, укрепить при помощи специальной пластиковой сетки, заглубляемой примерно на полметра. Сама сетка фиксируется обрезками металлической арматуры, которые просто забиваются в грунт. Поверх пластиковой армирующей сетки насыпается слой грунта, который ее полностью закрывает, после этого ставится специальная газонная георешетка, заполняемая щебнем и грунтом.

Для выполнения таких подготовительных работ надо приготовить:

• лопату;
• строительный уровень, решетку;
• широкую деревянную доску;
• пластиковую армировочную решетку;
• металлическую арматуру для крепления решетки;
• георешетку.

При планировании самого фундамента надо в расчетах учесть угол склона, определяемый в процентах, а не градусах. Так, небольшим и почти ровным считается грунт со склоном до трех процентов. При строительстве практически не требуются дополнительные работы, сам ленточный фундамент укладывается обычным способом. Если есть уклон до восьми процентов, то участок считается имеющим средний слон. При проведении работ могут возникнуть трудности, но они довольно быстро решаются, увеличивается только расход бетона и арматуры. При величине от 10 процентов склон участка считается очень большим, расчеты по заложению будущего фундамента в данном случае отличаются достаточной сложностью. Кроме того, ленточный фундамент для сильного склона — самый затратный в финансовой части, осложняется он тем, что необходимо провести террасирование склона, а подъезд для строительной техники не всегда возможен.

Что подготовить и предусмотреть?

Когда все трудности, связанные с проектированием, окончены, можно начинать работы непосредственно по заливке. Для этого будут необходимы:

Схема дренажа фундамента.

• инструменты для копки траншеи;
• строительный уровень, металлическая рулетка;
• деревянные колышки, веревка для разметки;
• песок, щебень для укладки подушки на дно ленты;
• бетонный раствор;
• металлические рифленые прутья для армирования ленты фундамента;
• обрезные деревянные доски для опалубки;
• для утрамбовки бетона следует взять: лопату, куски арматуры, лом;
• рубероид для гидроизоляционного слоя.

Сооружение ленточного фундамента на склоне начинается с копки траншеи. Требуется четко выдерживать все расчетные размеры, касающиеся глубины в отдельных точках, так как они не будут совпадать на всем своем протяжении. Перепады уровня создают проблемы и при строительстве опалубки. В низшей точке ленты опалубка должна быть выше, чем для самой высокой точки, при этом при помощи уровня необходимо следить за соблюдением горизонтальности. Наземная часть сторон основания будет иметь коническую форму, а стороны, расположенные вдоль самого склона, — правильную, хотя внешне это может быть не так заметно.

На дно траншеи необходимо насыпать песчано-гравийную подушку, которая тщательно уплотняется. Далее приступают к армированию при помощи металлических прутьев. Вариант устройства ленточного фундамента на склонах требует усиленного армопояса, пренебрегать этим условием нельзя, в противном случае основание быстро деформируется, а само строение может разрушиться.

После армирования будущей ленты фундамента необходимо побеспокоиться о создании отличной дренажной системы, которая эффективно отведет излишки влаги от строения. В данном случае делать такую систему своими руками категорически не рекомендуется, необходимо пригласить специалиста, который выполнит все четко и правильно, в соответствии с условиями выбранного под строительство участка.

Теперь выполняется приготовление бетона, который заливается в установленную опалубку непрерывным методом. Это одно из самых важных условий для фундаментов, устраиваемых на склонах. Нельзя заливать бетонные смеси в несколько этапов, это приведет к расслоению массы при ее высыхании, быстрому разрушению конструкции. После заливки проводится утрамбовка раствора, чтобы из него полностью вышли все пузыри воздуха. Теперь ленточный фундамент оставляется для полного просыхания на срок, не меньший чем 1 месяц.

Как сделать своими руками?

После предварительных расчетов приступают непосредственно к монтажу основания. Если угол склона не очень большой, то лента возводится также как и на горизонтальном участке. Достаточно обустроить горизонталь дна траншеи.

Строительство осуществляется по следующей схеме:

1. Осуществляется разметка участка и установка ограничивающих колышков в углах будущей траншеи.
2. Выкапывается траншея под ленту или котлован под ленту и цокольный этаж. Края тщательно выравниваются по горизонтальному уровню.
3. Обустраивается подушка — песок тщательно трамбуется, горизонтали проверяются уровнем и выравниваются при необходимости, затем засыпается щебень и снова утрамбовывается.
4. Укладывается гидроизоляции на дно и стенки траншеи.
5. Устанавливается опалубка.
6. Выполняется армирование.
7. Опалубка заливается бетоном.
8. Устанавливается вертикальная тепло- и гидроизоляция.

Как рассчитать фундамент

Полноценный расчет ленты, расположенной на склоне, должен производить опытный и профессиональный специалист. Задача слишком сложна даже для профессионала, если он раньше не производил подобных вычислений.

Необходимо учитывать угол наклона, гидрогеологические факторы, прочие особенности участка и климата в регионе. В данном случае не помогут даже многочисленный онлайн-калькуляторы, поскольку сочетание факторов воздействия в каждом случае весьма специфично и усредненной методикой расчета тут не обойтись.

Если уклон невелик и не способен оказать воздействие на эксплуатационные качества ленты, расчет производится обычным способом. В данном случае вопрос решается обычной планировкой или нивелировкой участка.

Плитный фундамент при большом перепаде высот

Крутой склон – более 20 % уклона. Вместо фундаментных плит при больших перепадах высот рекомендуют возводить ленточный ступенчатый тип. Он назван по своему внешнему виду в виде плоских «ступеней», у которых будет регламентированная длина, ширина и высота подъема в зависимости от крутизны уклона, характеристик грунта, предполагаемой площади дома и нагрузки. Выравнивание участка для каскадного (ступенчатого) фундамента не требуется. Стены могут возводиться из кирпича, газобетона и прочих материалов, фундамент ступенчатого типа позволяет распределять высокую нагрузку. Чаще всего речь идет о малоэтажном строительстве. Единственный минус такого фундамента – относительно высокая цена за счет большого расхода материалов на обустройство. Если же по каким-либо причинам возможно возведение только плитного фундамента, то придется вернуться на один пункт назад и приступить к выемке грунта.

Фундаменты на площадках со средним уклоном

Если перепад высот поверхности грунта между крайними частями фундамента равен их расчетному 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 не верно, 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 идет по диагонали и тогда базовой является самая низкая поверхность на пересечении осей дома.
В принципе фундаменты «легкого» дома можно было бы установить на подсыпке. Однако сыпучая противопучинная подушка при уплотнении может расползаться. Потребуется дополнительный расход песка прb пониженном качестве уплотнения. Надежным решением является устройство фундамента в пониженном месте в уровне поверхности грунта (рис. 2б).
В этом случае уплотняемая подушка ограничивается стенками траншей (котлованов) и этим обеспечивается качество ее уплотнения.
Траншеи в низкой части площадки откапывают на глубину заложения запроектированной противопучинистой подушки, но не меньше глубины залегания плодородного слоя грунта (рис. 3).

Рис.3. К определению глубины траншей (котлованов) с учетом толщины плодородного слоя грунта: 1 — плодородный слой грунта; 2 — вертикальная отсыпка; 3 — расчетная глубина выемки; 4 — практическая глубина выемки

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 расчетом 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 извлеченным из выработок.
При рассмотренном варианте устройства основания и фундаментов обеспечиваются минимальные объемы земляных работ и расхода бетона, а фундаменты получаются надежными и экономичными.
Если вокруг дома планировку и отмостку выполнить с уклоном в сторону естественного понижения участка, то несколько сократятся объемы земляных работ, но по ряду причин устойчивость фундаментов понизится, а стоимость их возрастет.

Рис.4. Схема промерзания основания под фундаментами при наличии уклона: df— расчетная глубина промерзания; d’f; d»f — глубина промерзания под подошвами фундаментов

Как видно из схемы (рис. 4), 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 счет 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.

С какими трудностями можно столкнуться

Постройка на склоне может повернуться некоторыми проблемами, особенно если перепад высоты существенный или находиться у берега водоёма. Основными причинами могут быть глубокие овраги, вероятность возникновения оползней.

В таких случаях первоочередной задачей является повышение степени жёсткости конструкции. Для этого чаще всего используют металлические конструкции, которые связываются между собой прочной обвязкой.

Для получения конструкции, которая будет иметь все соответствующие характеристики, необходимо учитывать ряд факторов при выполнении расчётов и подборе материалов. К примеру, чем больше угол наклона, тем больше вероятность возникновения обрушения или возникновения оползней. Довольно устойчивым склоном являются участки с уклоном не превышающим 10%.

Самые распространенные проблемы

Предоставим перечень нарушений, которые можно встретить на участках с перепадом высот:

• во время дождей или при оттепели почва разжижается;
• возникновение оползней по грунту под собственным весом;
• нарушение и сползание почвы частично в слабых местах;
• возникновение трещин при оказании давления на почву склона.