Фундаментная плита при высоких грунтовых водах

Близкие грунтовые воды — не запрет на строительство, а условие, которое проект обязан учесть. СП 22.13330 «Основания зданий и сооружений» перечисляет, что именно (п. 5.4.1): сезонные и многолетние колебания уровня подземных вод, возможность верховодки, высоту капиллярного подъёма над уровнем воды в пылеватых песках и глинистых грунтах и агрессивность воды к материалам фундамента. Ниже — по порядку: когда вода считается высокой, откуда взять её уровень, как он влияет на глубину заложения, котлован и защиту плиты.

Когда вода считается высокой

Единой границы «высоко — низко» в нормах нет: каждый свод правил смотрит со своей стороны.

Поэтому участок может быть подтопленным по СП 22 и при этом иметь «низкий» уровень по СП 250: вода стоит в полутора метрах от поверхности, а подошва плиты — выше неё. Для расчёта основания такая вода важна, для выбора гидроизоляции — уже по-другому. Как от уровня воды и напора зависит состав покрытия, разобрано в статье о гидроизоляции фундамента.

Подтопление бывает и рукотворным. Среди его причин СП 22 называет изменение поверхностного стока при вертикальной планировке и долгий разрыв между земляными и строительными работами, а при эксплуатации — утечки из коммуникаций и меньшее испарение под зданиями и покрытиями (п. 5.4.8). Сухой участок после застройки соседей и асфальта может стать мокрым.

Как узнать уровень воды

Уровень воды на участке дают инженерно-геологические изыскания: при бурении скважин его фиксируют и указывают в отчёте. Но день бурения — ещё не весь ответ. Колебания уровня СП 22 велит оценивать по многолетним наблюдениям государственной сети с учётом краткосрочных наблюдений и разовых замеров на площадке (п. 5.4.6). Для проекта и земляных работ нужны средний многолетний уровень, его максимум и минимум, а также то, сколько держатся весенние и летне-осенние паводковые уровни (п. 5.4.7).

Вода в колодце в сухом августе показывает один день из года, весной она может стоять заметно выше. В проекте уровень принимают с прогнозом на весь срок эксплуатации дома и с учётом водопонижения, если оно предусмотрено (п. 5.5.9). Что ещё входит в отчёт об изысканиях, — в статье о геологии под плиту.

Глубина заложения и промерзание

Влажный грунт сильнее пучится при промерзании, поэтому близость воды прямо влияет на глубину заложения. Для наружных фундаментов отапливаемых зданий СП 22 задаёт её по таблице 5.3 (п. 5.5.5). В таблице сравнивают глубину уровня подземных вод с расчётной глубиной сезонного промерзания; для глинистых грунтов важен ещё показатель текучести IL — чем он выше, тем грунт мягче.

Например, при расчётной глубине промерзания 1 м близкой считается вода на глубине 3 м и выше. Тогда на мелких и пылеватых песках, супесях, суглинках и глинах фундамент по таблице закладывают не мельче глубины промерзания.

Мелкая плита укладывается в нормы через исключения того же п. 5.5.5. Глубину заложения допускается назначать независимо от промерзания, если исследования показали, что грунт не пучинистый; если расчёт показал, что деформации при промерзании и оттаивании допустимы; если предусмотрены теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов; или если грунт заменён непучинистым материалом на глубину промерзания. Для плиты обычно выбирают утепление: утеплитель под плитой и в отмостке не даёт основанию промёрзнуть. Глубину промерзания при постоянной теплозащите основания определяют теплотехническим расчётом (примечание 1 к п. 5.5.4). Как устроены эти слои, — в статьях об утеплении и гидроизоляции плиты и об утеплённой шведской плите.

Что вода делает с основанием

Подъём воды ослабляет грунт под плитой. По п. 5.4.12 СП 22 при подъёме уровня учитывают дополнительные осадки: при водонасыщении у грунта ухудшаются деформационные и прочностные характеристики, а вода ещё и взвешивает его. Над уровнем воды пылеватые пески и глинистые грунты подтягивают влагу по капиллярам (п. 5.4.1), поэтому мокрым оказывается и слой выше зеркала воды. Как влажность делает грунт пучинистым, — в статье о геологии под плиту.

Отсюда требование п. 5.5.8: в проекте предусматривают меры, которые не дают грунтам основания намокнуть и промёрзнуть в период строительства. Подушка под плитой из песка и щебня дренирует и выравнивает основание, но одна она проблему воды не решает, — подробнее в статье о подушке под плиту.

Котлован ниже уровня воды

Чем меньше котлован уходит вниз, тем меньше работы ниже воды. Это одна из причин, почему на таких участках выбирают плиту, а не глубокую ленту или подвал, — сравнение в статье плита или лента.

Если дно котлована всё же оказывается у воды или ниже, её отводят. СП 45.13330 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» перечисляет способы защиты котлованов от подземных вод: скважины, иглофильтры, дренажи и открытый водоотлив (п. 5.2). Способ выбирают по природной обстановке, размерам осушаемой зоны, продолжительности работ и влиянию на соседние постройки и коммуникации (п. 5.1). Открытый водоотлив — канавки, приямок и насос — годится для временного осушения поверхностного слоя грунта (п. 5.6).

При водопонижении дно и откосы котлована осматривают ежедневно. Если откосы оплывают, из грунта вымываются частицы или на дне бьют грифоны — точечные выходы воды, — защитные меры принимают сразу (п. 5.43). Отводя воду, нельзя подтопить соседние сооружения, размыть грунт и заболотить местность (п. 5.45). Какой грунт у воды считается мокрым и как защищают дно, — в статье о котловане под плиту.

Котлован на таком участке не оставляют открытым надолго: долгий разрыв между земляными и строительными работами СП 22 прямо называет фактором подтопления (п. 5.4.8).

Защита плиты от воды

Если при прогнозном уровне воды грунт может ослабнуть или подземная часть дома может пострадать, проект предусматривает защитные мероприятия. В п. 5.4.15 СП 22 они перечислены так:

• замкнутая по контуру гидроизоляция подземных конструкций;
• защита гидроизоляции от механических повреждений — профилированными мембранами, геотекстилем или влагостойким утеплителем;
• меры против подъёма уровня воды и утечек из коммуникаций: дренаж, противофильтрационные завесы, защитные каналы для коммуникаций;
• меры против вымывания частиц грунта;
• наблюдательные скважины и своевременное устранение утечек.

Что из этого нужно конкретному дому, решают технико-экономическим сравнением по прогнозному уровню воды, конструкции и сроку службы (п. 5.4.15). СП 250.1325800 «Здания и сооружения. Защита от подземных вод» добавляет, что внешний дренаж может перевести высокий и переменный уровень в низкий (примечание к п. 5.4). Среди рисков проникновения воды свод правил называет подъём уровня при непредвиденных ситуациях, трещины и дефектные узлы, а также отверстия для вводов коммуникаций (п. 5.5). Вводы закладывают до заливки, — подробнее в статье о вводах коммуникаций в плиту.

Если вода или грунт агрессивны к бетону и арматуре, проект добавляет антикоррозионные мероприятия по СП 28 (п. 5.4.16 СП 22). Агрессивность указывают в отчёте об изысканиях.

Частые ошибки

Чек-лист: плита при близкой воде

1. Уровень воды взят из изысканий — с колебаниями, максимумом и длительностью паводка.
2. Понятно, подтоплен ли участок и где стоит вода относительно подошвы плиты.
3. Грунт под подошвой и расчётная глубина промерзания сверены с таблицей 5.3 СП 22.
4. Для мелкой плиты в проекте есть утепление основания или другое решение по п. 5.5.5.
5. Способ отвода воды из котлована выбран до начала копки.
6. Подушку и плиту делают сразу за котлованом, без долгого перерыва.
7. Гидроизоляция — замкнутый контур с защитой от повреждений, тип выбран по уровню воды и напору.
8. Вводы коммуникаций заложены до заливки и загерметизированы.