Как правильно спланировать и построить дом на склоне

Зона особого внимания

Безопасным для строительства считается умеренный уклон рельефа местности не более 10% (1:10). Уклон считается крутым, если он составляет не менее 20% (1:5) при длине не менее 10 м.

Исследования показывают, что наименее стабильны склоны с уклоном 33% и более. Именно на таких возвышенностях наблюдается наибольшее количество оползней. При этом стабильность подобной площадки зависит не только от угла наклона, а определяется составом грунтов, их влажностью, наличием грунтовых вод, растительности и приложенными нагрузками.

При планировании строительства на любом возвышении лучше провести инженерно-геологические изыскания, уже располагая данными о планируемых нагрузках от будущего здания и изменениях локальной гидрогеологии из-за дренирования, водоотведения грунтовых вод, устройства локальной и ливневой канализации.

Обязательного исследования грунтовых условий и индивидуального проектирования с привязкой к ним потребуют постройки на уклонах:

• круче 33% (1:3), сложенных нескальными грунтами;
• круче 20% (1:5) на скальных грунтах;
•  от 20 до 33% при высоте откосов более 12 м. 

Как располагать дом 

Жилые дома следует возводить на безопасном расстоянии от края возвышения, чтобы обеспечить безопасность при эрозии холма, обвалах и сходах грунта. Так, например, требования к расположению зданий вблизи крутых склонов (33% и более) регламентируются в разделе R403.1.7 Международного строительного кода для жилых зданий [IBC/IRC]. 

Крайние точки фундамента должны быть расположены на расстоянии от вершины уклона не менее чем на 1/3 высоты склона, при этом максимальное расстояние может не превышать 12 м. Дом под холмом может быть расположен не ближе от него чем на расстоянии 1/2 от высоты склона (рис.1) .

Рис. 1. Параметры расположения дома возле возвышенности

Если крутизна возвышения более 100% (45°), то для точки отсчёта положения дома вблизи такого рельефа используют воображаемый уклон 45° (рис.2). Позицию рассчитывают от линии пересечения горизонтальной плоскости и плоскости под углом 45°. Линию проводят или из высшей точки крутого склона при положении дома рядом с его основанием, или из основания холма при положении дома рядом с его вершиной.

Рис. 2. Расположение дома возле холма при уклоне более 100%

Укрепление склона

Чтобы обеспечить стабильное положение опорной конструкции будущего дома, надо привести участок на в устойчивое состояние, в котором он будет находиться после постройки здания. В противном случае дополнительная нагрузка от фундамента и строения, от работающих строительных механизмов может вызвать неконтролируемые движения грунтов по склону.

Георешётка, уложенная на склон, с целью предотвратить движение грунта

Инженерная защита территорий и зданий регламентируется СП 116.13330.2012. Для защиты от оползневых и обвальных процессов, от эрозии применяют следующие способы (рис.3): 

• изменение рельефа (придание безопасной крутизны и террасирование) для повышения его устойчивости; 
• регулирование стока поверхностных вод (нагорные канавы и поверхностные водоотводы);

• предотвращение инфильтрации воды в грунт (устройство ливневой канализации, выбор места для полей фильтрации септиков); 
• искусственное понижение уровня подземных вод с помощью дренирования. 
• закрепление склонов корнями растений; 
• конструкционное закрепление грунтов (облицовка, цементирование, армирование); 
• постройка удерживающих сооружений и конструкций (подпорные стенки, габионы, грунтовые анкеры, свайные стены в грунте и т.п.);
  
  Рис. 3. Основные элементы инженерного укрепления склонов. 1 — георешётка или дорожная сетка либо посадка травы; 2 — пескоуловитель; 3 — укрепление цементированием по сетке; 4, 9 — дренажные отверстия; 5 — уступы дамбы; 6 — облицовка склона камнем; 7 — кольцо задержания грунта вокруг дерева; 8 — посадка деревьев; 10 — подпорная стенка; 11 — горизонтальные буровые анкеры; 12 — решётка мусорозадержания; 13 — ступенчатые стоки; 14 — террасный коллектор; 15 — дренажные канавы
  
  Подпорная стена склона

Как расположить септик и поле фильтрации

При выборе места для септика с полем фильтрации нельзя допустить избыточной инфильтрации грунта сточным водами, размывающими его. На невысоком возвышении место под аэрацию обычно устраивают внизу участка на удалении от основания склона.

При невозможности отвести воды от холма, положение фильтрационной зоны выбирают таким образом, чтобы избежать смешивания стоков со стекающими по рельефу грунтовыми и поверхностными водами. Поле фильтрации лучше устраивать как можно дальше от дома и располагать трубы поперёк склона для уменьшения локальной инфильтрации грунта. Дополнительная мера для этого — устройство аэрации в насыпи.

Рис. 4. Схема расположения поля фильтрации на участке на склоне

Виды фундаментов для строительства на склоне

Выбор типа основания дома зависит от угла наклона возвышения, состава грунта, его дренажных свойств, положения грунтовых вод и глубины промерзания. Фундамент на склоне или вблизи него допускается устраивать только на слежавшихся плотных грунтах, с достаточным расчётным сопротивлением нагрузке как по вертикали, так и по горизонтали, что должно исключить крен и смещение здания.
Рис. 5. Фундаменты, которые можно применять при строительстве на рельефной местности

Наиболее устойчивые виды фундаментов при ожидаемом воздействии боковых нагрузок от движений грунтов, схождения лавин, осыпей — заглуб­лённые фундаменты: свайно-ростверковый, монолитная железобетонная плита с цокольным этажом или подвальными помещением, имеющим монолитные железобетонные стены. Либо – монолитный железобетонный ленточный фундамент с полами по грунту (рис. 5). 

При планировании опорной конструкции сначала следует решить, будет ли она заглублена в склон или, наоборот, приподнята над поверхностью. Заглуб­ление позволяет добиться большей устойчивости здания, но связано с большим объёмом перемещаемого грунта, дорогими работами по гидроизоляции и водоотведению.

Рис.6. Схема фундамента на ступенчатом основании. Подходит только для опорных конструкций небольших зданий на улежавшемся плотном грунте (не глине) на рельефе с умеренным уклоном. При подъёме опоры над грунтом более чем на 60 см рекомендуется устройство висячей плиты на ленте. 1 — армированная плита толщиной не менее 10 см по грунту; 2 — гидроизоляция; 3 — утрамбованный песок; 4 — снятый растительный слой почвы 10–15 см; 5 — дренажное полотно; 6 — дренаж вокруг фундамента; 7 — траншея, заполненная песком (керамзитом); 8 — высота уступа Р не более высоты основания; 9 — длина перекрытия L = Р × 2, но не менее 30 см; 10 — арматура A-III не менее d12– d14; 11 — армированная подготовка сечением не менее 65 × 25 см; 12– утеплитель ЭППС 5–10 см

Возможным решением для небольших жилых зданий на склоне может быть устройство ступенчатого основания ленточного фундамента с полами по грунту, описанного в Британских строительных нормах (Building Regulations Approved Document A: 2010, Section 2E: Foundations of plain concrete.Схема 21). 

Участок террасируют таким образом, чтобы «площадка» для постройки дома оказалась на «материковом» грунте. Выбранный грунт используют для насыпи контрбанкетов, укрепляющих основания склонов (рис. 6,7).

Рис. 7. Схема террасирования участка на склоне

При устройстве данного типа фундамента должно выполняться несколько условий: 

• ширина подошвы фундамента должна быть не меньше величины заглуб­ления в грунт; 
• величина перекрытия ступеней по длине основания фундамента составляет две высоты ступени (и не менее 30 см);
• максимальная высота ленты фундамента над землёй в нижней точке уклона не может быть больше четырёх значений ширины ленты;
• минимальная высота надземной части фундамента должна быть выше бордюрного камня на улице или положения люка водозабора ливневой канализации как минимум на 305 мм + 2%;
• внутреннее пространство фундамента должно быть заполнено сухим грунтом с хорошими дренажными свойствами.

Выводы

Строительство на склонах или рядом с ними — сложная инженерно-строительная задача, которую лучше поручить профессионалам. 
Приступать к строительным работам на склонах можно только после проведения работ по укреплению грунтов для защиты от оползней и эрозии, дренированию и водоотведению.
На склонах предпочтительно использовать заглублённые виды фундаментов. 

Текст и фото: А. Дачник

Рисунки: В. Давыдов