На малой глубине

На малой глубине
(Строительство малозаглубленного фундамента)

«Чем глубже закопаешь фундамент, тем крепче будет стоять здание. Главное – ниже глубины промерзания», - утверждают некоторые строители. Доля истины в этих словах, конечно, есть. Однако для частных коттеджей вовсе не обязательно зарывать огромное количество бетона и арматуры на 1,5-2 м, поскольку это не спасает малоэтажное лёгкое здание от деформаций в условиях пучинистых грунтов. Одно из самых надёжных и эффективных решений – устройство малозаглубленного фундамента. Сегодня о нём говорят всё чаще и чаще, как о чём-то новом и малознакомом. На самом деле это хорошо забытое старое, проверенное опытом нескольких десятилетий частного (малоэтажного) строительства.

Особенности строительства в пучинистых грунтах
Как известно, территория Московской области более чем на 80% сложена пучинистыми грунтами. Их особенностью является то, что при опредёленной влажности эти грунты, промерзая в зимний период, увеличиваются в объёме. Итог этих процессов – пучение, т.е.  подъём слоёв грунта в пределах глубины его промерзания. Таким образом, если фундамент малоэтажного здания находится выше глубины промерзания, зимой он подвергается выпучиванию, поскольку действующие на него нагрузки не уравновешивают силы пучения. А так как деформации неравномерны, они могут привести к разрушению здания.
Но, оказывается, и заложение фундамента на глубину промерзания не является панацеей, потому что не обеспечивает устойчивость малоэтажных домов. Да, в этом случае подошва фундамента освобождается от воздействия нормальных сил пучения. Но фундаменты глубокого заложения имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют большие по значению касательные силы пучения. И если многоэтажные здания за счёт своего веса могут противостоять этим нагрузкам, то с малоэтажными получается иная картина. Касательные силы пучения существенно превосходят нагрузки, которые одно-трёхэтажные строения передают на фундаменты, поэтому последние подвергаются выпучиванию.  
Почему же тогда одним из самых распространённых в частном строительстве до сих пор является ленточный фундамент, расположенный ниже глубины промерзания? Первая причина довольно проста. Как правило, расценки работ строительных бригад напрямую связаны с объёмами использованных ими строительных материалов. Залили 8 м3 бетона, получили 50-60% от его стоимости. Понятно, что при строительстве малозаглубленных фундаментов строители в финансовом плане существенно проигрывают, ведь материалов требуется на 30-40% меньше, да и объём земляных работ, а, соответственно, и трудозатрат, снижается на 40-50%.
Вторая причина связана с тем, что начало массового частного строительства в России пришлось на ту пору, когда в строительных нормативных документах не было рекомендаций по возведению малоэтажных зданий в пучинистых грунтах. Вот и переносили опыт промышленного строительства на частное домостроение.
В 1998 году вступили в действие Территориальные строительные нормы  (ТСН МФ-97 МО) «Проектирование, расчёт и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области», в которых содержатся необходимые рекомендации для проектировщиков и строителей.
Экономичность и надёжность фундаментов малого заложения 
Не следует представлять малозаглубленные фундаменты как альтернативу тем, которые строят ниже глубины промерзания. Нет, именно малозаглубленные фундаменты и являются оптимальным решением для строительства частных коттеджей в пучинистых грунтах. Главными достоинствами фундаментов малого заложения являются их экономичность и надёжность. Что касается экономичности, всё понятно: благодаря заглублению на 40-60 см, а не на 1,5-1,8 м, требуется меньше стройматериалов и трудозатрат. А как убедиться в надёжности этого варианта «пьедестала» для дома?
Надёжный фундамент – это тот, который при промерзании на свою глубину не перемещается под действием касательных сил пучения. При промерзании на большую глубину (ниже подошвы фундамента) он может перемещаться вместе с грунтом, но не более определённых показателей. Для деревянного дома они составляют 5 см, для кирпичного – 2,5 см.
Надёжны ли фундаменты, о которых мы ведём речь? Да, поскольку при их проектировании pacчёт оснований происходит по деформациям пучения. При этом учитывают такие показатели, как пучинистые свойства грунта, передаваемое на него давление, жёсткость фундамента и надфундаментных конструкций на изгиб. Главная «хитрость» малозаглубленных фундаментов – замена части грунта под подошвой на песчаную подушку такой высоты, которая позволяет оставшемуся целику пучинистого грунта давать деформации не более допустимых. Толщину подушек и глубину заложения фундаментов определяют расчётом.
Устойчивость фундамента перед воздействием касательных сил пучения регулируется шириной траншей. Ширина цокольной части определяется особенностями размещения надфундаментных конструкций (стена, перекрытие). А ширина опорной части – расчётным сопротивлением уплотнённой подушки. При этом расчётное сопротивление подстилающего грунта не должно быть меньше расчётного сопротивления подушки, иначе будет происходить большая усадка фундамента. Опорная часть фундамента может быть по ширине либо равной цоколю, либо превосходить его.
Нагрузки на основание в разных частях малоэтажного дома могут значительно различаться, поэтому для фундаментов таких зданий важным требованием является пространственная жёсткость. При мелкозаглубленных столбчатых фундаментах раму формируют из фундаментных балок, жёстко соединяющихся между собой на опорах.
При возведении ленточного малозаглубленного фундамента  устраивают единую раму, образованную жёсткой системой пересекающихся монолитных лент.
От теории к практике
Рассмотрим порядок устройства малозаглубленного фундамента на примере строительства одного из частных домов Подмосковья. После осуществления необходимых инженерно-геодезических изысканий архитектором Леонидом Гинзбургом были проведены расчёты и составлен проект. Его воплощение начали с геодезической разбивки с выносом основных осей здания. Земляные работы по выемке грунта строители проводили вручную. Траншеи откапывали на расчётную глубину 67см. Их ширина составила 120-130 см. Расчётная  толщина противопучинной подушки - 0,3 м. Нижнюю её часть (200 мм) выполнили из крупного и средней крупности песка, верхнюю (100 мм) - из смеси песка со щебнем. Каждый слой тщательно трамбовали с помощью компактной трамбовочной машин с системой смачивания.
После устройства дощатой опалубки к ней изнутри прикрепили полотнища рубероида (они будут предохранять свежезалитый фундамент от вытекания цементного молочка между щелями досок). Затем связали арматурный каркас. Заливку бетона произвели при помощи бетононасоса. При этом применяли низкочастотный вибратор для уплотнения бетонной смеси и устранения воздушных пустот.
Фундамент в этом проекте имеет расширенную подошву и цоколь высотой 60 см. После заливки фундамент закрыли плёнкой, и, сделав в ней несколько небольших отверстий, в течение четырёх дней поливали водой для обеспечения гидратации цемента. Через две недели опалубку сняли, после чего можно было приступать к возведению стен коттеджа.
Цитаты
Глубину заложения фундаментов, в соответствии со СНиП 2.02.01-83, допускается выбирать независимо от расчётной глубины промерзания, если специальными исследованиями и расчётами установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную пригодность сооружения.
Малозаглубленные фундаменты в пучинистых грунтах делают из монолитного железобетона. Применение сборных блоков в этом случае не допускается, поскольку они имеют низкие жесткостные характеристики.

К сведению
Нагрузки на 1 пог.м ленточных фундаментов в одно-, двухэтажных зданиях небольшие. В основном они составляют 40... 120 кН, что приводит к повышенной чувствительности фундаментов к силам морозного пучения

Врез
Необходимость водоотведения и дренажа
Увлажнённый глинистый грунт в зимнее время увеличивается в объёме примерно на 10%, т.е. при глубине промерзания 1,5 м он способен подняться на высоту 15 см. Наличие воды, при замерзании переходящей в лёд, является основной причиной пучения грунтов. Вот почему при строительстве малозаглубленных фундаментов важно соблюдать требование недопустимости водонасыщения грунта. На стадии земляных работ необходимо устроить надёжный отвод со строительной площадки атмосферных осадков с помощью вертикальной планировки территории и устройства дренажа. При рытье фундаментных траншей следует производить работы с минимальным нарушением грунтов природного сложения. А в завершении строительства вокруг здания необходимо устроить водонепроницаемую отмостку шириной не менее 1 м и уклоном не менее 0,03.

Комментарии специалистов

Юрий Кескин, технический директор компании «КОМПЛЕКСДОМ»:
«Готовых решений в области фундаментов быть не может, каждый из них необходимо рассчитывать индивидуально. Приведу такой пример. Заказчица купила готовый проект дома и пришла к нам для заключения договора на строительство. Но когда специалисты компании выехали на место и провели геодезические изыскания, то выяснили, что грунт на участке составляют суглинки средней пучинистости и выше. В проекте же предлагался фундамент из ФБС. Естественно, в данных условиях и речи не могло быть о сборных блоках. Требовался фундамент с пространственно жёсткой рамой, достаточно широкой в поперечном сечении. Лучшее решение – малозаглубленный фундамент, который и был построен для этого проекта.
Очень часто в Интернете можно встретить высказывания о том, что малозаглубленные фундаменты подходят только для лёгких деревянных домов. Это заблуждение. Мы давно строим такие фундаменты в пучинистых грунтах и под деревянные, и под кирпичные коттеджи, и под дома из различных блоков в 2-3 этажа. Как показывает практика, они отлично справляются со своей задачей».