9-1-3 — Основа та рельєф

У цьому уроці ти:

підсумуєш дані про ґрунт і вибереш та перевіриш фундамент за кількома критеріями;
остаточно визначиш висоти: відмітку підлоги, майданчик, ухили, перехоплювальну канаву, дощовий сад;
перевіриш вхід, сходи й каналізацію за висотами;
складеш контрольний список «основа й висоти».

Далі для наскрізного прикладу ми працюємо з варіантом Б: будинок 10 × 8 м із південно-західним кутом у точці (8; 12), тобто стіни займають x від 8 до 18 та y від 12 до 20. Остаточний вибір між варіантами ми зробимо в уроці 9-1-6, а зараз вчимося виконувати розрахунки.

📖 1. Інженерно-геологічний розріз ділянки

Щоб прийняти рішення про основу, потрібно «побачити» землю під будинком. Це роблять за допомогою розрізу: схеми, що показує шари ґрунту за глибиною. Для ділянки М:

Глибина від поверхні	Шар	Властивості
0 – 0,25 м	родючий шар	темний, з корінням, не годиться під будинком
0,25 – 2,2 м	суглинок	R = 200 кПа, k = 20 мм/год, при замерзанні здимається
нижче 2,2 м	пісок	надійний, але глибоко
2,5 м	рівень ґрунтових вод	нижче підошви фундаменту

Ще одне важливе число — глибина промерзання 1,0 м. Суглинок належить до ґрунтів, що здимаються, тому підошва фундаменту має бути глибше за 1,0 м.

📖 2. Вибір та перевірка фундаменту

З уроку 7-1-5 ти пам’ятаєш типи фундаментів. Для суглинку з R = 200 кПа, промерзанням 1,0 м та глибокою водою підходить стрічковий фундамент під зовнішніми стінами й однією внутрішньою.

Прийняті розміри:

довжина стрічки: 36 м (периметр) + 10 м (внутрішня стіна) = 46 м;
ширина стрічки b = 0,5 м;
висота стрічки 0,9 м на піщаній подушці товщиною 0,3 м: загальна глибина закладання 1,2 м.

Тепер перевіримо фундамент за чотирма критеріями (одного недостатньо).

Перевірка 1. Тиск на ґрунт

Маса будинку (1,1 т/м² · 160 м²) ≈ 180 т, тому F = 1800 кН.
Об’єм бетону: V = 46 · 0,5 · 0,9 = 20,7 м³; його маса 20,7 · 2,4 т/м³ ≈ 49,7 т, тобто ще 497 кН.
Загальна сила: 1800 + 497 = 2297 кН.
Площа опори: S = 46 · 0,5 = 23 м².
Тиск: p = 2297 : 23 ≈ 100 кПа.
Запас: k = R : p = 200 : 100 = 2,0 ✔ (вимога k ≥ 2).

Саме тому ми врахували вагу самого фундаменту: на початку вона здавалася дрібницею, а виявилася 20 % загального навантаження.

Перевірка 2. Морозне здимання

Глибина закладання 1,2 м проти промерзання 1,0 м: запас 0,2 м ✔.

Ґрунтова вода на глибині 2,5 м, підошва на 1,2 м, відстань до води 1,3 м ✔. Однак навесні можлива верховодка, тому передбачаємо гідроізоляцію та відмостку (смугу шириною 1 м навколо будинку з ухилом 3 % від стін).

Перевірка 4. Нерівномірне осідання

Ґрунт однорідний (суглинок), стрічка проходить під усіма несучими стінами, тиск по довжині приблизно однаковий ✔.

«Що, якщо дані слабкі?»

У досьє R = 200 кПа має надійність C (умовне значення). Що, коли реальний ґрунт слабший і R = 100 кПа?

Стрічка з k = 100 : 100 = 1,0 — запасу немає ✖.
Плита під усім будинком: розмір (10 + 0,6) · (8 + 0,6) = 10,6 · 8,6 ≈ 91 м²; товщина 0,3 м: V = 27,4 м³, маса ≈ 66 т, тобто 657 кН. Тоді F = 1800 + 657 = 2457 кН, p = 2457 : 91 ≈ 27 кПа, k = 100 : 27 ≈ 3,7 ✔.

Висновок: плита — резервне рішення, якщо геологічні вишукування покажуть слабший ґрунт. У проєкті записуємо обидва варіанти й умову переходу.

📖 3. Остаточна висотна організація

Висоти кутів будинку

За формулою рельєфу z = 100,00 + 0,015·x + 0,02·y:

Кут	Координати	Висота z, м
Південно-західний	(8; 12)	100,36
Південно-східний	(18; 12)	100,51
Північно-східний	(18; 20)	100,67
Північно-західний	(8; 20)	100,52

Найвища відмітка — 100,67, середня — 100,515.

Відмітка підлоги й майданчик

Підлогу ±0,000 піднімаємо над найвищою точкою на 0,4 м (правило 0,3–0,6 м): ±0,000 = 101,07.
Цоколь над землею — 0,35 м, отже, проєктна відмітка майданчика біля стін: 101,07 − 0,35 = 100,72.
Майданчик 12 м × 10 м (120 м²) — це зона будівлі плюс по 1 м навколо. Найвища відмітка існуючої землі в його межах — менша за 100,72, отже, майданчик усюди підсипаємо (насип).
Об’єм насипу: середня глибина (100,72 − 100,515) = 0,205 м, V = 0,205 · 120 = 24,6 м³.

Ухили навколо будинку

Від майданчика земля має спадати зі схилом 3 %, а ділянка в цілому піднімається на північний схід. Тому з північно-східного боку будинок «перегороджує» воду, що стікає зверху.

Перехоплювальна канава. Вона огинає будинок із північного й східного боків (довжина приблизно 20 м) і відводить воду до південно-західного кута. Переріз: ширина зверху 0,6 м, знизу 0,3 м, глибина 0,3 м; площа перерізу (0,6 + 0,3) : 2 · 0,3 = 0,135 м², об’єм 20 · 0,135 = 2,7 м³. Ухил дна — не менше 0,5 % (правило з 8-1-5).

Дощовий сад. У південно-західній низині (x від 0 до 8, y від 0 до 7; 56 м²) влаштовуємо дощовий сад. Вода з даху (80 м² · 0,95 · 30 мм ≈ 2,3 м³; з усіх споруд ≈ 4,1 м³) має просочитися за добу: A = V : (k · t) = 4,1 : (0,02 · 24) ≈ 8,5 м². Беремо 15 м² із запасом; глибина «чаші» 0,3 м дає 4,5 м³ накопичення ✔. Так «проблемне» вологе місце перетворюється на корисний елемент.

Вхід і шлях від брами

Брама розташована в точці (0; 12), біля електричного стовпа: z = 100,24. Двері знаходяться на західній стіні в точці (8; 16). Прямий шлях має довжину √(8² + 4²) ≈ 8,9 м і підіймається до відмітки майданчика 100,72 на 0,48 м: ухил 0,48 : 8,9 ≈ 5,4 %, а це більше за допустимі 5 %. Робимо шлях трохи звивистим, завдовжки 10 м: ухил 0,48 : 10 = 4,8 % ✔.

Від майданчика (100,72) до підлоги (101,07) — 0,35 м. Беремо 3 підйоми по 11,7 см; за формулою 2h + b ≈ 63 см проступ b = 63 − 23,4 ≈ 39,6 см, довжина марша 2 · 0,40 ≈ 0,8 м.

Каналізація

Труба виходить зі східної стіни й іде до септика на відстань 7 м (з ухилом 0,02, падіння 0,14 м). Вихід із будинку на глибині 1,0 м під майданчик (відмітка труби 99,72), вхід у септик 99,58. Земля там ≈ 100,73, тож труба лежить на глибині приблизно 1,15 м, нижче промерзання ✔.

📖 4. Контрольний список «основа й висоти»

№	Перевірка	Результат	✔
1	Запас основи k ≥ 2	2,0	✔
2	Глибина закладання ≥ промерзання + 0,2 м	1,2 ≥ 1,0	✔
3	Відстань до ґрунтової води ≥ 0,5 м	1,3 м	✔
4	Підлога вище землі на 0,3–0,6 м	0,4 м	✔
5	Ухили стежок ≤ 5 %	4,8 %	✔
6	Ухил від стін ≥ 2 %	3 %	✔
7	Вода з даху не йде до сусідів	дощовий сад, канава	✔
8	Труба каналізації спадає й нижче промерзання	ухил 2 %, глибина 1,15 м	✔

🧪 Спробуй сам

Менша стрічка. Що буде, якщо ширину стрічки зменшити до 0,4 м (висота 0,9 м, L = 46 м)? Обчисли p і k. Чи виконується вимога k ≥ 2?
Інша позиція. Для варіанта А (кут (8; 5), стіни x 8–18, y 5–13) знайди висоти кутів, найвищу точку й відмітку підлоги.
Сходи. Різниця між майданчиком і підлогою 0,35 м: перевір розрахунок: скільки підйомів, який проступ, яка довжина марша?
Шлях. Поясни, чому прямий шлях від брами (0; 12) до дверей (8; 16) не підходить, а звивистий шлях завдовжки 10 м підходить.
Плита. Якщо R = 100 кПа, а плита має розмір 10,6 × 8,6 м і товщину 0,3 м, перерахуй k.

Відповіді: 1) V = 46 · 0,4 · 0,9 = 16,56 м³, 39,7 т = 397 кН; F = 2197 кН; S = 18,4 м²; p ≈ 119 кПа; k ≈ 1,68 < 2 ✖. 2) 100,22; 100,37; 100,53; 100,38. Найвища 100,53; підлога 100,93. 3) 3 підйоми по 11,7 см, b ≈ 39,6 см, 2 проступи ≈ 0,8 м ✔. 4) Прямий шлях ≈ 8,9 м дає ухил 0,48 : 8,9 ≈ 5,4 % (> 5 %), а шлях 10 м — 4,8 %. 5) 91 м² → p ≈ 27 кПа; k ≈ 3,7.

🔑 Ключові слова

Геологічний розріз — схема шарів ґрунту за глибиною.
Запас надійності основи — відношення R до тиску.
Верховодка — тимчасова вода у верхніх шарах ґрунту.
Перехоплювальна канава — канава, що відводить воду зверху схилу.
Дощовий сад — понижена ділянка для затримки та просочування води.

✅ Перевір себе

Чому під час перевірки тиску додають вагу самого фундаменту?
Які чотири критерії використовують для перевірки фундаменту?
Як обирають відмітку підлоги першого поверху?
Для чого потрібна перехоплювальна канава?
Як розрахувати розмір дощового саду?
Яке резервне рішення пропонують, якщо ґрунт слабший за припущення?

📌 Коротко запам’ятай

Фундамент перевіряють за кількома критеріями: тиск (із вагою самого фундаменту), здимання, вода й нерівномірність. Дані з позначкою C мають мати резервне рішення. Висотну організацію визначають відміткою підлоги, майданчиком, ухилами, канавами й дощовим садом; вхід, сходи й каналізацію перевіряють за висотами.

STEM-курс «Власний будинок»