Фундамент для частного дома: какой выбрать по грунту, УГВ и сейсмике

Фундамент для частного дома выбирают по трём исходным данным: какой грунт лежит под подошвой, на какой глубине грунтовые воды и насколько глубоко промерзает земля. В сейсмических районах к ним добавляется расчётная сейсмичность площадки, на просадочных грунтах — тип просадочности. Все эти данные дают инженерно-геологические изыскания, и без них выбор фундамента — это выбор наугад.

На крупных и средних песках, гравелистых и крупнообломочных грунтах ленточный фундамент можно закладывать без привязки к глубине промерзания. Мелкие и пылеватые пески освобождают от этой привязки только при глубокой грунтовой воде. На суглинках и супесях глубина подошвы почти всегда зависит от промерзания: при близкой воде её ставят не выше расчётной глубины промерзания — или переходят на сваи, которые прорезают слабый и пучинистый слой. На площадках с сейсмичностью 7 баллов и выше фундамент проектируют по СП РК 2.03-30-2017* «Строительство в сейсмических зонах».

Ниже — виды фундаментов, как посчитать глубину промерзания для своего города по казахстанским нормам, матрица «условия — решение» и особенности сейсмических районов. Защита фундамента от воды разобрана отдельно, в статье про гидроизоляцию фундамента.

Что нужно знать до выбора

Глубину изысканий для малоэтажного дома задаёт СП РК 1.02-102-2014 «Инженерно-геологические изыскания для строительства» (п. 7.6, табл. 5): под ленточные фундаменты с нагрузкой до 100 кН/м выработки делают на 4–6 м ниже подошвы, до 200 кН/м — на 6–8 м; под отдельные опоры с нагрузкой до 500 кН — на 4–6 м; под сваи — не менее чем на 5 м ниже проектной глубины нижних концов. Из отчёта нужны пять вещей:

1. Слои грунта и их названия по классификации: песок, супесь, суглинок, глина, насыпной грунт.
2. Консистенция глинистых грунтов (показатель текучести IL) — от неё зависит, считается ли грунт пучинистым по таблице 3 СП РК 5.01-102-2013*.
3. Уровень грунтовых вод, установившийся и прогнозный.
4. Просадочность (тип I или II) и набухание, если они есть.
5. Для сейсмических районов — категория грунта по сейсмическим свойствам.

Если участок ещё только выбирается, эти вопросы стоит задать до покупки: подробнее в статье про проверку участка перед покупкой.

Виды фундаментов для частного дома

Виды свай, применяемых в Казахстане, перечислены в СП РК 5.01-103-2013 «Свайные фундаменты» (п. 4.3.1): забивные, набивные, буровые, винтовые, бурозавинчиваемые и другие. На пучинистых грунтах свайный фундамент проверяют на воздействие сил морозного пучения (п. 4.4.1.15): пучащийся грунт тянет сваю вверх, и расчёт показывает, хватит ли её заделки ниже промерзания, чтобы удержать её на месте.

Глубина заложения и промерзание

Нормативную глубину сезонного промерзания считают по формуле СП РК 5.01-102-2013* «Основания зданий и сооружений» (п. 4.4.3): dfn = d0 × √Mt, где Mt — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму по СП РК 2.04-01-2017* «Строительная климатология», а d0 зависит от грунта: 0,23 м для суглинков и глин, 0,28 м для супесей и мелких и пылеватых песков, 0,30 м для гравелистых, крупных и средних песков, 0,34 м для крупнообломочных грунтов.

Значения посчитаны по среднемесячным температурам таблицы 3.3 СП РК 2.04-01-2017* для метеостанций этих городов и округлены. Для участка за городом берут ближайшую метеостанцию с похожими условиями.

Это ещё не глубина заложения. Расчётная глубина промерзания df = kh × dfn (п. 4.4.4) учитывает, что отапливаемый дом прогревает грунт. Коэффициент kh по таблице 2: для дома без подвала с полами по грунту при температуре в помещении 20 °C и выше — 0,5, с полами на лагах — 0,6, с подвалом — 0,4; для неотапливаемых сооружений kh = 1,1. Пример для Астаны: суглинок, дом без подвала с полами по грунту — 0,5 × 1,71 ≈ 0,86 м.

Нужно ли закладывать подошву не выше df, решает таблица 3 СП РК 5.01-102-2013* (п. 4.4.5) по грунту под подошвой и уровню воды dw.

Расчётная глубина справедлива для отапливаемого дома. Если коробку оставляют на зиму без отопления, грунт под ней промерзает на полную нормативную глубину и даже глубже (для неотапливаемых сооружений kh = 1,1), и мелкий фундамент на пучинистом грунте может поднять.

Матрица: условия и подходящий фундамент

Матрица — ориентир для разговора с проектировщиком, а не замена расчёта. Нагрузку от дома, ширину подошвы и армирование считают по фактическим характеристикам грунта.

Фундамент в сейсмических районах

СП РК 2.03-30-2017* распространяется на площадки с расчётной сейсмичностью 7, 8, 9 и 10 баллов (п. 1.1). Сейсмичность площадки определяют по картам сейсмического зонирования и списку населённых пунктов в приложении Б: например, для Алматы, Талгара, Есика и Каскелена указано 9 баллов, для Тараза — 8, для Шымкента — 7 и 8 по двум картам, для Конаева — 8. Если в изысканиях нет данных о показателе текучести или влажности песчаных и глинистых грунтов, а грунтовые воды стоят выше 5 м, площадку относят к самому неблагоприятному типу III по сейсмическим свойствам (п. 6.2, примечание к таблице 6.1).

• Фундаменты дома или его отсека на нескальных грунтах выполняют, как правило, на одном уровне (п. 9.2.2). Ступенчатая лента на склоне требует отдельного решения.
• По верху сборных ленточных фундаментов укладывают слой раствора не ниже марки 100 или бетона не ниже В7,5 толщиной от 50 мм с продольной арматурой диаметром 10 мм: три стержня при 7 баллах, четыре при 8, шесть при 9 (п. 9.2.6).
• В фундаментах из крупных блоков обязательна перевязка кладки в каждом ряду, в углах и пересечениях (п. 9.2.7).
• При 10 баллах — только перекрёстные ленты из монолитного железобетона или сплошные плиты, кроме одноэтажных каркасных зданий (п. 9.2.4).

Для свай в сейсмических районах СП РК 5.01-103-2013 (п. 11.9–11.12) не допускает бетонные сваи без армирования, требует заглублять сваи не менее чем на 4 м, а в водонасыщенных песках средней плотности — не менее чем на 8 м, и делать ростверк непрерывным и в одном уровне; безростверковые свайные фундаменты в сейсмике не допускаются. Нижние концы свай не опирают на рыхлые водонасыщенные пески и глинистые грунты с IL > 0,5 (п. 11.10). Поэтому на площадках с сейсмичностью 7 баллов и выше короткие винтовые сваи с отдельными оголовками без ростверка этим требованиям не отвечают, и свайное поле проектируют по расчёту.

Порядок выбора

1. Заказать изыскания на глубину по таблице 5 СП РК 1.02-102-2014 и получить отчёт с IL, уровнем воды и просадочностью.
2. Посчитать нормативную и расчётную глубину промерзания для своей метеостанции и режима отопления.
3. По таблице 3 СП РК 5.01-102-2013* определить, привязана ли глубина подошвы к промерзанию.
4. Проверить сейсмичность площадки по приложению Б СП РК 2.03-30-2017* и микрозонированию, если оно есть.
5. Выбрать два-три варианта по матрице и сравнить их в проекте по объёму работ и рискам.
6. Заложить в проект гидроизоляцию, отмостку и водоотвод — фундамент работает вместе с ними.

Что сделать дальше: защитите выбранный фундамент от воды по статье про гидроизоляцию фундамента и выведите воду от стен — отмостка вокруг дома и дренаж участка напрямую влияют на пучение и просадку.