Какой глубины должен быть фундамент
Глубина заложения фундамента — проектируемая величина, которая зависит от типа здания или сооружения, климатической зоны, грунтов на участке и уровня залегания подземных вод. На эту величину также оказывает влияние конструкция здания (с подвалом или без), принцип его использования (с отоплением или без), этажность и масса.
Если говорить предметно, это та величина, на которую нужно будет закопать фундамент, для того чтобы он обеспечивал стабильную опору для сооружения. Бывают они двух видов:
- глубокого заложения;
- мелкого заложения или незаглубленные.
Согласно нормам строительства для того чтобы противостоять силам морозного пучения, подошву необходимо заглублять на 15-20 см ниже уровня промерзания для грунта. При выполнении этого условия фундамент называют «глубокого заложения» или «заглубленный».
При глубине промерзания больше 2 метров проведение земляных работ имеет очень большие объемы, велик также расход материалов и очень высока цена. В этом случае рассматривают другие типы фундаментов — свайные или свайно-ростверковые, а также возможность заложения выше нормативной точки промерзания. Но это возможно только при наличии грунтов с нормальной несущей способностью, обязательном утеплении цоколя и фундамента, а также при устройстве утепленной отмостки. В этом случае глубина заложения уменьшается в разы и обычно составляет менее метра.
Иногда фундамент заливают прямо на поверхности. Это — вариант для хозпостроек, причем, скорее всего из древесины. Только она в таких условиях способна компенсировать возникающие перекосы.
Предварительные изыскания
Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.
Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке
Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.
Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.
Исследуем геологию своими руками
Для проверки геологического строения грунтов своими руками вооружаемся лопатой. Во всех пяти точках — под углами будущего строения и в середине — придется копать глубокие ямы. Размер: метр на метр, глубина — не менее 2,5 м. Стенки делаем ровные (хотя бы относительно). Выкопав яму, берем рулетку и листок бумаги, замеряем и записываем слои.
Чтобы исследовать грунт под фудамент самостоятельно, нужно будет копать подобные шурфы на глубину порядка 2,5 метров
Что можно увидеть в разрезе:
- Сверху идет самый темный слой — плодородный. Его толщина от 10 см до 1,5 метров, иногда больше. Этот слой обязательно удаляется. Во-первых, он рыхлый, во-вторых, в нем живут разные животные/насекомые/бактерии/грибки. Потому сразу после разметки фундамента первым делом этот слой удаляют.
- Ниже расположен естественный грунт. Таким он был до «обработки» животными и микроорганизмами. Тут могут быть такие грунты;
- Плотный песок (крупный, средний, с гравием). Отличное основание для постройки дома: и вода уходит быстро и основание надежное. На таких грунтах можно ставить дом на мелкозаглубленный фундамент (глубина заложения от 50 см).
- Сыпучие пески (мелкие и пылеватые). Если подземные воды расположены глубоко, строится можно. Но эти грунты опасны тем, что плывут при насыщении водой.
- Глина, суглинок, супесь. Ведут себя точно также как и пылеватые пески: при намокании плывут, если воды мало, но их несущая способность высокая. Тут еще нужно смотреть на количество осадков врегионе.
- Торфяники. Самые ненадежные основания. На них можно строиться только с использованием столбчатых фундаментов. И то, только при условии, что не очень глубоко расположен слой грунта с хорошей несущей способностью.
Часто сложности возникают при попытках различить глиносодержащие грунты. Иногда достаточно только на них посмотреть: если преобладает песок и имеются вкрапления глины — перед вам супесь. Если преобладает глина, но есть и песок — это суглинок. Ну а глина не содержит никаких вкраплений, копается тяжело.
Есть еще один метод, который поможет вам удостоверится насколько правильно вы определили грунт. Для этого из увлаженного грунта скатывают руками валик (между ладонями, как когда-то в детском саду) и сгибают его в бублик. Если все рассыпалось — это малопластичный суглинок, если развалилось на куски — пластичный суглинок, если осталось целым — глина.
Определившись с тем, какие грунты у вас находятся на выбранном участке, можно приступать к выбору типа фундамента.
Глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод
Все особенности проектирования описаны в СНиП 2.02.01-83*. Обобщенно все можно свести к следующим рекомендациям:
- При планировании на скальных, песчаных крупной и средней крупности, гравелистых, крупнообломочных с песчаным заполнителем грунтах глубина залегания фундамента от уровня расположения подземных вод не зависит.
- Если под подошвой фундамента находятся мелкие или пылеватые пески, то при уровне подземных вод расположенных на 2 метра ниже уровня промерзания грунта, глубина заложения фундамента может быть любой. Если воды находятся выше этой отметки, то закладывать фундамент нужно ниже уровня промерзания.
- Если под подошвой находится будут глины, суглинки, крупнообломочные грунты с пылеватым или глинистым заполнителем, то фундамент однозначно должен быть ниже уровня промерзания (от уровня подземных вод не зависит).
Как видите, в основном уровень заложения фундамента фундамента определяется наличием подземных вод и тем, насколько сильно промерзают грунты в регионе. Именно морозное пучение становится причиной проблем с фундаментами (или изменение уровня грунтовых вод).
Глубина промерзания грунтов
Чтобы примерно определить до какого уровня промерзают грунты в вашем регионе, достаточно взглянуть на расположенную ниже карту.
По этой карте можно примерно определить уровень промерзания грунтов в регионе (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)
Но это — усредненные данные, так что для конкретной точки определить значение можно с очень большой погрешностью. Для пытливых умов приведем методику расчета глубины промерзания грунта в любой местности. Вам нужно будет знать только средние температуры за зимние месяцы (те, в которых среднемесячная температура имеет отрицательные значения). Можете посчитать сами, формула и пример расчета выложены ниже.
Формула расчета глубины промерзания
Dfn — глубина промерзания в данном регионе,
Do — коэффициент, учитывающий типы грунта:
- для крупнообломочных грунтов он равен 0,34;
- для песков с хорошей несущей способностью 0,3;
- для сыпучих песков 0,28;
- для глин и суглинков он равен 0,23;
Mt — сумма среднемесячных отрицательных температур за зиму в вашем районе. Находите статистику службы метрологии по вашему региону. Выбираете месяца, в которых среднемесячная температура ниже нуля, складываете их, находите квадратный корень (есть функция на любом калькуляторе). Результат подставляете в формулу.
Например, собираемся строиться на глине. Средние зимние температуры в регионе: -2°C, -12°C, -15°C, -10C, -4°C.
Расчет промерзания грунта будет таким:
- Mt=2+12+15+10+4=43, находим квадратный корень из 43, он равен 6,6;
- Dfn= 0,23*6,6= 1,52 м.
Получили, что расчетная глубина промерзания по заданным параметрам: 1,52 м. Это еще не все, учесть нужно будет ли отопление, и, если будет, какие температуры будут поддерживаться в нем.
Если здание неотапливаемое (баня, дача, стройка будет идти несколько лет), применяют повышающий коэффициент 1,1, который создаст запас прочности. В этом случае глубина заложения фундамента 1,52 м * 1,1 = 1,7 м.
Если здание будет отапливаться, грунт тоже будет получать порцию своего тепла и промерзать будет меньше. Потому при наличии отопления коэффициенты понижающие. Их можно взять из таблицы.
Коэффициенты, учитывающие наличие отопления в здании. Получается, чем теплее в доме, тем на меньшую глубину нужно заглублять фундамент (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)
Итак, если в помещениях будет постоянно поддерживаться температура выше +20°С, полы с утеплением, то глубина заложения фундамента будет 1,52 м * 0,7 = 1,064 м. Это уже меньшие затраты, чем углубляться на 1,52 м.
В таблицах и на картах приведен средний уровень за последние 10 лет. Вообще, наверное, в расчетах стоит использовать данные за самую холодную зиму, которая была за последние 10 лет. Аномально холодные и бесснежные зимы бывают примерно с такой периодичностью. И при расчетах желательно ориентироваться на них. Ведь вас мало успокоит, если отстояв 9 лет, на 10-й ваш фундамент даст трещину из-за слишком холодной зимы.
На какую глубину копать фундамент
Вооружившись этими цифрами и результатами исследования участка, нужно подобрать несколько вариантов фундаментов. Самые популярные — ленточный и столбчатый или свайный. Большинство специалистов сходится во мнении, что при нормальной несущей способности грунта их подошва должна находиться на 15-20 см ниже глубины промерзания. Как ее посчитать, мы рассказали выше.
Глубина заложения фундамента — это уровень, на который необходимо углубить фундамент
При этом учитывайте следующие рекомендации:
- Опираться подошва должна на грунт с хорошей несущей способностью.
- Фундамент должен погружаться в несущий слой минимум на 10-15 см.
- Желательно чтобы грунтовые воды располагались ниже. В противном случае необходимо принимать меры по отведению воды или понижению их уровня, а это требует очень больших средств.
- Если несущий грунт находится слишком глубоко, стоит рассмотреть вариант свайного фундамента.
Выбрав несколько типов фундамента, определив для них глубину заложения, проводят ориентировочный подсчет стоимости каждого. Выбирают тот, который будет экономичнее.
Еще обратите внимание, что для уменьшения глубины заложения фундамента можно применять утепленную отмостку. При строительстве ленточного фундамента мелкого заложения отмостка обязательна.
Мелкозаглубленный фундамент
Иногда фундамент глубокого заложения строит очень дорого. Тогда рассматривают свайный (свайно-ростверковый) или фундаменты мелкого заложения (мелкозаглубленные). Их еще называют «плавающими». Их только два вида — это монолитная плита и лента.
Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым. У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании. Тем не менее, и его можно испортить.
Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучнистых или сыпучих грунтах.
Фундамент мелкого заложения
Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.
С ленточными фундаментами мелкого заложения под легкие здания все очень просто: они работают хорошо. Комбинация со срубом из бревна или бруса — это экономный и в то же время надежный вариант. Если и случаются перегибы ленты, то упругая древесина отлично с ними справляется. Почти также хорошо себя на такой основе чувствует себя каркасный дом.
Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.
Строение плитного фундамента
А вот под тяжелый дом мелокзаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.
Как работает мелкозаглубленый фундамент
Этот тип используется тогда, когда бороться с силами пучения слишком дорого и не имеет смысла. В случае с фундаментами мелкого заложения с ними и не борются. Их, можно сказать, игнорируют. Просто делают так, что фундамент и дом поднимаются и опускаются вместе с вспучившимся грунтом. Потому их еще называют «плавающими».
Все что при этом необходимо — обеспечить стабильное положение и жесткую связь всех частей фундамента и элементов дома. А для этого нужен правильный расчет.
Как определить оптимальную глубину заложения фундамента и от чего зависит этот показатель?
Чем глубже заложен фундамент, тем дороже обойдётся строительство объекта. Вот почему так важен этот вопрос.
Застройщик стремится найти золотую середину между оптимальной несущей способностью основания и минимальной его стоимостью.
От чего это зависит и как это сделать – пойдёт речь в данной статье.
На что влияет степень заглубления?
Чем больше глубина, тем больше потребуется материалов и трудовых ресурсов на возведение фундамента. Это, в конечном счёте, скажется на общей стоимости строительства объекта. В обратном случае экономия средств будет очевидной.
Перед застройщиком возникает дилемма. Нужно получить надёжное долговечное основание здания, и в то же время обойтись минимумом затрат. Прийти к оптимальному решению поможет только точный расчёт несущей способности фундамента, в том числе, его глубины заложения. От правильности расчёта заглубления будет зависеть надёжность и долговечность строящегося объекта.
Если у застройщика не хватает опыта в этом деле, то лучше обратиться за расчётом к специалистам. Они учтут гидрогеологические, климатические условия грунта и конструкционные особенности здания.
Получив опытным и справочным путём данные, специалисты дадут рекомендации какой лучше тип фундамента возводить, какой ширины и глубины он должен быть.
Что нужно учитывать при расчете параметра?
Параметр определяют рядом вычислений, сбором справочных данных. Глубина заложения фундамента напрямую зависит от гидрогеологических, инженерно-геологических и климатических условий грунтового основания строительного участка.
Важно! Для устойчивого положения здания или сооружения важно соблюдение неравенства между его весом и сопротивлениям грунтового основания, причём последний показатель должен быть больше нагрузки от дома.
Это во многом зависит от состава грунта, расположения его пластов с разными физическими характеристиками.
Подошва основания должна опираться на прочный пласт грунта. Насколько низко будет залегать прочное грунтовое основание, настолько глубоко будет погружен фундамент в землю.
Грунтовые воды существенно влияют на расчёт глубины заложения подошвы основания здания. Задачей проектировщиков является установить нижнюю границу фундамента выше уровня грунтовых вод, чтобы избежать разрушительного воздействия на массив основания влаги.
Суровость или наоборот мягкость местного климата существенно влияет на то, насколько глубоко промерзает грунт. Всё что погружено в промёрзлую почву весной может подвергнуться воздействию разрушительных сил пучения почвы. Поэтому подошва фундамента должна находиться ниже слоя мерзлого грунта в зимнее время года.
Критерии выбора
Итак, основополагающие критерии выбора величины заглубления основания – это факторы:
- инженерно-геологический;
- гидрогеологический;
- климатический.
Инженерно-геологический
Встречаются разные грунты, которые обладают различным сопротивлением. Они бывают слабыми, средней и высокой несущей способности:
- К первым относят торфяники, суглинки, болотистые почвы.
- Глинистые основания тоже относят к ненадёжным основаниям по причине их пучинистости. Вторыми можно считать песчаники, почвы с каменистыми включениями.
- Самые прочные грунты — это скалистые основания.
Чтобы правильно рассчитать заглубление, нужно знать какие пласты грунта находятся под верхним плодородным слоем почвы, каким удельным сопротивление они обладают. Для этого на строительном участке проводят инженерно-геологические изыскания.
Есть два пути определения характеристик грунтовых оснований – справочный и опытно-лабораторный способ:
- Практически вся территория РФ обследована геологическими службами. Результаты изысканий в виде вертикальной съёмки хранятся в архивах местных управлений градостроительства и архитектуры.
Гидрогеологические
Уровень грунтовых вод можно узнать из той же выкопировки вертикальной съёмки (см. выше). Этот параметр очень важен при строительстве фундамента. Чем ниже основания здания грунтовые воды, тем лучше. Вода может вымыть грунт из-под подошвы фундамента, что приведёт к неравномерной осадке здания и его разрушению.
Повышенный уровень влажности – это благоприятная среда для размножения грибков и плесени. Вредоносные микроорганизмы разрушают опорный массив, возведённый из любого материала. Вот почему подошва фундамента должна быть выше залегания подземных вод.
На заметку. Самый верный способ определения уровня грунтовых вод очень прост. Для этого надо заглянуть в колодец рядом со стройучастком. Расстояние от уровня земли до поверхности воды и будет этим уровнем.
Климатический
В нормативной документации, указанной выше, можно найти по карте свой район строительства с указанием глубины промерзания грунта. В зимнее время застройщик может сам определить, на какую глубину промерзает почва.
Также этот параметр есть в местном архиве управления градостроительства и архитектуры. Если подошва окажется в зоне промерзания, то фундамент будет подвергаться воздействию разрушительных сил весеннего пучения грунта.
Разновидности грунтов
Проектирование фундаментов основывается, прежде всего, на несущие свойства грунта. Геологические изыскания определяют, так называемую распластовку грунтового основания. На вертикальной съёмке видно их расположение. Зная удельное сопротивление каждого слоя и удельную нагрузку от веса здания, можно определить, на какой глубине нужно будет заложить фундамент.
В качестве справочного материала можно воспользоваться следующей таблицей:
Оперируя удельной нагрузкой, её можно уменьшать или увеличивать за счёт изменения величины расчётной площади опоры здания. Этим добиваются превышения удельного сопротивления выбранного слоя грунта над удельным весом сооружения. Предварительный расчёт глубины заложения корректируют в зависимости от глубины промерзания и уровня грунтовых вод.
Справка! Как правило, расчётная величина заглубления оказывается гораздо ниже границы промерзания почвы (исключению подлежат регионы Крайнего Севера). Если возникает потребность сделать основание глубоко в зоне грунтовых вод, то этот уровень преодолевают с помощью свай.
Влияние типа основания
Расчётную ГЗФ корректируют в зависимости от типа фундаментного основания. Самые распространённые виды опорных конструкций – это:
Коррекция ГЗФ осуществляется для каждого вида фундамента определенным образом.
Ленточные
Фундаменты называют ленточными потому, что опорный массив выглядит в плане лентой, повторяющей периметр несущих стен дома.
Опорные ленты бывают железобетонными монолитными, сборными из жб блоков, кладочными (бут, природный камень). Также это могут быть основания из брёвен для деревянных домов.
Ленты могут быть мелкозаглублёнными и основаниями глубокого заложения. Мелкие фундаменты устраивают для лёгких построек, когда их незначительный вес позволяет возводить ленты минимальной ширины при минимальной глубине промерзания грунта до 300 мм. На торфяниках, болотистых почвах и слабых грунтах ленточные фундаменты не строят.
Важно. Непременным условием возведения ленточных оснований является ограничение длины прямолинейных участков, которые не должны больше 7 метров. Это позволяет избежать риска неравномерной просадки опорной конструкции.
Столбчатые
Как отдельно стоящие опоры, столбы одного здания могут быть разной глубины заложения. Это может быть вызвано неравномерной распластовкой несущих слоёв грунта. На практике застройщики не хотят возиться с индивидуальным заглублением каждой опоры, выбирают максимальный параметр и заглубляют все столбы одинаково.
Сваи многообразны в своём строении. Они бывают железобетонными, буронабивными, а также в виде металлических труб. Их расчётная подземная длина и есть глубина заложения фундамента. Их длина напрямую зависит от глубины несущего слоя грунта. Следует учитывать то, что конец сваи должен быть погружен в этот слой минимум на 300 – 400 мм.
Отдельного внимания заслуживают винтовые опоры. Их тоже относят к конструкциям свайного поля. Главным отличием винтовых опор является то, что их ввинчивают, а не забивают в грунт.
Они обладают высокой несущей способностью и не нуждаются в чрезмерном глубоком заложении. Не большой размер по вертикали компенсируется количеством винтовых свай.
Изначально опоры предназначались для военного строительства. Сегодня из-за быстроты монтажа их применяют для гражданских объектов на всех видах грунта, кроме оснований с каменистыми включениями и скалистых почв. Больше о свайно-винтовом фундаменте читайте здесь.
Особенности. Задача винтовых опор состоит в том, чтобы пройти слабые слои и погрузиться в несущий грунт. Их винты могут быть двух и трёх лопастными, а наконечники открытыми и в виде конуса.
Плитные
Фундаменты такого типа можно назвать поверхностными конструкциями. Они практически представляют собой незаглублённый фундамент, которому «всё равно», какая глубина промерзания грунта и уровень грунтовых вод на месте строительства.
Такие основания возводят в местах со слабыми грунтами большой глубины. Большая площадь монолитной плиты сводит к минимуму удельную нагрузку на единицу опорной площади грунта. Плита, как бы плавает на поверхности почвы.
Зависимость от типа постройки
Здание может покоиться на мелкозаглублённом фундаменте или возведено на заглублённом основании с цокольным этажом и подвалом. Внутри здания устанавливают тяжёлое оборудование на отдельных фундаментах. Все эти конструкционные особенности отражаются на ГЗФ.
Как уменьшить?
Застройщик крайне заинтересован в экономии материальных ресурсов. Чем меньше глубина заложения основания дома, тем меньше затрат. Этот вопрос наиболее актуален для ленточных и плитных оснований. Сваи должны опираться на устойчивые пласты грунта. Чтобы уменьшить ГЗФ, выполняют следующие мероприятия:
- Устройство песчано-гравийной подушки. Если пучинистые грунты уходят на большую глубину (3, 4 метра), возводить ленточный фундамент с большей глубиной заложения экономически будет крайне невыгодно.
Заключение
Правильный расчёт глубины заложения фундамента избавляет застройщика от излишних затрат на строительство здания. Необоснованное уменьшение высоты подземной части опорного основания может вместо экономии финансов привести к разрушению конструкций здания.
Глубина фундамента: инструкция по расчету, нормы, от чего зависит, как обойти промерзание грунтов
Главное в постройке – это устойчивый фундамент. Он принимает на себя все нагрузки, которые затем распределяет по поверхности земли. Также от качества основания зависит теплоизоляция и возможность проникновения внутрь здания влаги снаружи.
Важнейшим моментом является корректное избрание вида основы, а также того, какой глубины должен быть фундамент. Данная величина зависит от совокупности характеристик.
Содержание
Что такое уровень глубины фундамента
Не каждый строитель может прибегнуть к услугам проектировщиков-специалистов. В данной ситуации производить расчёт глубины фундамента приходится самому. Глубина – это не единственная характеристика фундамента, которую нужно правильно выбрать, но одна из самых главных.
Глубина заложения фундамента – это уровень нахождения начала фундамента относительно поверхности. Данная величина зависит от типа сооружения, природных условий, вида грунта, ландшафта территории и уровня грунтовых вод. Корректно исполненные расчёты влияют на многие характеристики здания:
- срок службы фундамента;
- влажность внутри здания;
- устойчивость сооружения;
- надёжность стен.
Как рассчитать правильную глубину фундамента
Впервые взглянув на подобную задачу, строитель может подумать о простоте её выполнения, но это не так. Необходимо внимательно изучить теоретический материал прежде, чем начнётся процесс возведения здания.
Кроме того, принимая решение о типе основания и глубине ямы под фундамент, важно обратить внимание на ряд существенных факторов:
- геология местности;
- природные условия и тип почвы;
- особенности здания, которые могут повлиять на глубину фундамента.
Действия, которые необходимо осуществить перед началом расчётов:
- проанализировать почву, определить тип грунта на месте постройки;
- изучить ландшафт, провести работы по расчистке территории;
- спланировать конструкции, вычислить их вес.
Важно учитывать определённые детали при выборе вида фундамента:
- конструктивные особенности строения;
- масса здания;
- присутствие подвала или иного подземного пространства;
- глубина нахождения подземных коммуникаций;
- климатические условия, в особенности среднегодовая температура.
В значительной степени глубина заложения фундамента зависит от качества почвы. Для корректного расчёта уровня фундамента необходимо изучить почву и правильно определить её вид.
Степень замерзания коррелирует с типом грунта:
- грунты, для которых характерно сильное пучение. Такие почвы промерзают до глубины от полуметра до метра;
- песчаные почвы средней степени пучения. Эта земля замерзает на уровне от шестидесяти см до двух метров;
- не предрасположенные к пучению почвы. Они имеют высокую степень промерзания (от одного до трёх метров).
Проведение расчётов считается важнейшим этапом строительства, поскольку совершённая ошибка может привести к частичному разрушению здания, которое поначалу будет проявляться в усадке сооружения, появлении на стенах трещин и падении степени устойчивости конструкций.
Выбор типа фундамента
Выполнив предварительную работу по изучению конструктивных особенностей строения и определению типа почвы, можно приступать к выбору фундамента. Он может быть ленточным, столбчатым в форме свай из железобетона либо же состоять из плитной конструкции.
Безошибочное вычисление глубины фундамента позволит значительно увеличить устойчивость здания и его несущую способность.
Глубина заложения для разных видов фундамента
Разнообразные типы фундаментов имеют свои особенные характеристики. Разные фундаменты предназначаются для строительства сооружения на участках с различными почвами.
Важным показателем является степени пучения. Стоит отметить, что не нужно безосновательно увеличивать глубину заложения фундамента. Это не увеличит устойчивость основы, а лишь потребует дополнительных затрат на приобретение стройматериалов.
Глубина заложения для ленточного фундамента
Такое основание распространено в среде возведения частных домов. В отличие от аналогов данный тип фундамента проще и дешевле реализовать. Ленточное основание представляет собой контур из бетона, дополнительно упрочненный армированием из стали.
Достоинством такого типа основы является равномерность распределения нагрузки, исходящей от массы здания. Используется такой фундамент на участка с однородными почвами, не склонными к пучению. Глубина ленточного фундамента зависит от степени замерзания земли, уровня грунтовых вод и влажности почвы.
Для почв с малой степенью пучения глубина заложения составляет от пятидесяти до шестидесяти см. Для почв же со средним уровнем пучения – от семидесяти пяти см до полутора метров. В северных холодных районах углубление не превышает двух метров.
Глубина заложения для столбчатого фундамента
Такое основание актуально для малоэтажных построек небольшой массы. Основа выглядит как ряд опорных железобетонных столбов. Лёгкая конструкция имеет ряд преимуществ: экономичность, простота установки и возможность монтажа на сложных грунтах.
Однако стоит отметить ограничения, с которыми придётся столкнуться при выборе данного вида фундамента:
- сложность работы на подвижных грунтах, а также на почвах, содержащих торф или глину;
- невозможность превратить такой фундамент в надёжную опору для массивных сооружений.
Глубина заложения фундамента на сваях должна быть на двадцать-тридцать см глубже отметки, до которой доходит промерзание почвы. Обычная глубина свай при строительстве одноэтажного кирпичного дома, возведение которого проходит на стабильных почвах, составляет восемьдесят см.
Глубина фундамента под пеноблок практически не меняется, а порой в зависимости от конструкции может оказаться даже меньше.
Глубина заложения для плитного фундамента (монолитный)
Монолитная плита из железобетона имеет большую прочность, повышенную надёжность и долгий срок службы. Однако такие впечатляющие характеристики обусловлены высокой стоимостью и сложностью установки, вследствие чего растут траты на использование трудовых ресурсов.
Такой фундамент активно используется на участках со слабой почвой. Уровень глубины заложения бывает разный: от нескольких десятков сантиметров до метра. Фундамент метр глубиной создаётся в условиях, для которых характерны сложные почвы и суровый климат.
Расчет глубины заложения фундамента – что это такое, от чего зависит, факторы, влияющие на нее, расчет, особенности для разных фундаментов
Срок службы любого сооружения – будь то дом, гараж, баня – во многом зависит от прочности основания. На него в свою очередь влияет особенности его конструкции, в частности величина заглубления в грунте и соответствие ее внешним условиям. Разберем, как грамотно выполнить расчет глубины заложения фундамента, что собой представляет данный параметр, на что влияет и от каких факторов зависит, какие существуют способы его определения и расчета, а также в чем заключаются особенности различных видов фундамента.
Глубина заложения фундамента – что это такое и на что влияет
При возведении любого сооружения важно правильно подобрать расстояние от поверхности до нижней точки соприкосновения основания с грунтом. В профессиональной строительной терминологии этот параметр называется глубина заложения фундамента. Ее величина не может быть постоянной, так как зависит от многих факторов и всегда индивидуальна в каждом конкретном случае.
При расчете данной характеристики, прежде всего, учитывается специфика самого строящегося объекта – его архитектура и конструкция, анализируется структура грунта, тип рельефа участка и климатические условия. От того, насколько правильно она будет рассчитана, будет зависеть качество постройки самого сооружения по следующим критериям:
- Безаварийный срок службы здания.
- Степень проникновения влаги в помещения, влажность воздуха в нем.
- Целостность структуры стен и перекрытий.
- Стойкость сооружения.
- Микроклимат помещений.
Обратите внимание! Только на первый взгляд может показаться, что уровень заглубления основания – величина второстепенной важности и ее можно определять приблизительно. В действительности серьезные последствия для дома на неправильном основании будут ощутимы, уже после первой смены сезона – от колебания уровня грунтовых вод.
Факторы, определяющие глубину заложения основания
При возведении бетонных и железобетонных оснований учитывается 3 основных фактора:
- Геологические условия.
- Глубина промерзания почвы.
- Особенности возводимой конструкции.
Разберем каждый аспект более детально.
Геологические условия
Уровень промерзания грунта – это, пожалуй, самое важное, от чего зависит глубина заложения фундамента. Однако прежде всего на строительном участке определяются две не менее важные характеристики почвы:
- Отметка расположения несущего слоя грунта.
- Уровень залегания почвенных вод.
В качестве несущей прослойки признается грунт, стойкость которого равна или превышает 150 кПа. При этом, согласно строительным правилам, фундамент должен погружаться в него хотя бы на 20 см. Общая же высота конструкции должна быть не менее 0,5 м.
Грунтовые воды на участке могут подниматься достаточно высоко – намного выше глубины промерзания. При этом строительные нормы обязывают делать закладку фундамента ниже этого значения. Таким образом, получается, что основание дома окажется в воде.
Чтобы исключить негативные последствия переувлажнения, бетонная конструкция гидроизолируется, по периметру с наружной части обустраивается дренажная система. Так как если подошва основания, заглубленного ниже уровня промерзания, защищена от выталкивания при сезонном пучении почвы, то боковые поверхности все равно могут подвергаться разрушающему воздействию этих сил.
Глубина промерзания почвы
Глубина заложения фундамента зависит от уровня промерзания грунта. Объясняется это прежде всего тем, что поверхностные слои почвы, в которых возводится основание дома, зачастую насыщенные влагой, при наступлении холодов расширяются в объеме. Причем величина увеличения может достигать 10 %. В результате поверхностный слой грунта начинает расширяться и при этом далеко не равномерно.
Если фундамент при этом будет находиться в таком слое, на него начнет воздействовать выталкивающая нагрузка. В большинстве случаев это приводит к образованию трещин, разрывов и деформации как самого основания, так и стен дома. Единственный способ избежать этого – заложить фундамент ниже уровня промерзания.
Справка! Глубина промерзания грунта, от которой зависит уровень заложения фундамента, во много зависит от климатических особенностей региона и свойств самого грунта. Чем более морозный климат и более влагонасыщенная почва, тем сильнее этот фактор и тем ниже должно осуществляться заглубление подошвы основания.
Особенности возводимой конструкции
Минимальная глубина заложения фундамента находится в прямой зависимости от следующих особенностей конструкции возводимого сооружения:
- Подвала или цоколя.
- Водо- или газопровода, электрокабелей и других подземных коммуникаций.
- Отдельное основание под котел, бойлер и иное оборудование.
- Тип и сила нагрузок, оказываемых на фундамент – масса стен, ветер, снеговые залежи и т. д.
На сухих стабильных грунтах в большинстве случаев достаточно мелко или средне заглубленного ленточного фундамента Источник betonzone.com
Обратите внимание! Если грунт не обладает свойствами пучения или проявляет незначительную активность и уровень грунтовых вод находится достаточно глубоко, допускается возводить фундамент выше уровня промерзания. Например, если почва промерзает на 2 м, но не достигает водоносного слоя, то подошва основания может располагаться вдвое выше этой отметки – то есть на 1 м глубиной.
Способы определения и расчета
Согласно нормативам СНиП, для правильного определения глубины заложения фундамента в расчете должны учитываться следующие параметры:
- Тип грунта.
- Усредненная минусовая температура.
- Технические особенности здания.
- Уровень залегания подземных воды.
Прежде всего рассчитывается нормативный показатель глубины промерзания по следующей формуле:
д 0 – это поправочный коэффициент, зависящий от типа грунта,
√Mt – это корень квадратный из сложения всех минусовых ежемесячных температур за год.
В качестве примера рассмотрим:
Дfn = 0,28х√(10,3 + 15,4 + 13,2 + 7,6 + 9,4 + 5,6) = 2,19 м.
0,28 – супесь и мелкий песок,
(10,3 + 15,4 + 13,2 + 7,6 + 9,4 + 5,6) – сумма абсолютного значения всех среднемесячных отрицательных температур в году в определенном регионе.
Далее необходимо определить расчетное значение показателя глубины заложения фундамента в соответствии с типом самого строения по следующей формуле:
Величина Дfn уже рассчитана и равна – 2,19 м,
Kh – поправочный коэффициент, зависящий от типа помещения и температуры в нем.
Например, если дом отапливается, имеет в конструкции утепленный цоколь, но без подвального помещения, то Kh будет равен – 0,7. Исходя из этого получается:
Дf = 0,7 х 2,19 = 1,53 м.
Рекомендация! На практике уровень расположения подошвы фундамента зависит не только от отметки промерзания грунта, но также глубины грунтовых вод и физических свойств почвы. Однако точно определить это можно только путем проведения геологических изыскательных работ. Поэтому когда нет возможности проведения подобных мероприятий его значение берут равным не менее расчетной величины – то есть Дf.
Плитный фундамент позволяет исключить воздействие сил пучения грунта на сооружение Источник project-home.ru
Специфика различных видов фундамента
В частном строительстве домов, гаражей, бань и других сооружений применяется несколько основных типов фундамента, для каждого из которых существуют следующие особенности выбора глубины заложения:
Наиболее распространенный и экономически выгодный тип основания. Применяется преимущественно на слабо и вовсе не пучинистых типах грунта. При этом не рекомендуется для возведения на неоднородных и глинистых почвах, а также с повышенным насыщением влаги.
Существуют следующие разновидности ленточного фундамента:
- Мелко заглубленный. Погружается на 50 см.
- Средне заглубленный. Отметка погружения – 70-100 см.
- Достаточно заглубленный. Уровень расположения подошвы – 120-150 см.
В районах холодного климата значение параметра может достигать 2 метров.
В условиях, когда необходимо возвести нетяжелое одноэтажное строение на относительно стабильном грунте, применяется столбчатый фундамент. По структуре он представляет собой вертикальные колонны, расположенные по периметру здания и в местах капитальных стен.
Видео описание
Видео о том, от чего зависит глубина заложения ленточного фундамента и как ее рассчитать:
Столбчатое основание не рекомендуется изготавливать на почвах с нестабильными характеристиками, в глине, а также для тяжелых сооружений. При этом подошва такой конструкции должна располагаться на уровне не менее 20-40 см ниже отместки промерзания почвы.
Монолитная железобетонная плита характеризуется максимальной стабильностью и прочностью. При незначительной глубине заложения данный фундамент имеет ширину, соответствующую габаритам самого строения – дома, бани или гаража.
Как правило, основание в виде монолитной плиты заглубляется не более чем на 0,2-0,5 м, при общей толщине, не превышающей 1-го метра. Фундамент данной модификации становится единой конструкцией с сооружением, благодаря чему защищает его от сил пучения грунта. Однако возведение такого основания достаточно трудоемкое и финансово затратное.
Совет! Если отметка промерзания грунта превышает 2,5 метра, целесообразно использовать фундамент в виде свай или монолитной плиты, а не ленточной модификации.
Видео описание
Видео-инструкция о правильном определении типа грунта и расчете фундамента:
Коротко о главном
Нижняя отметка заложения основания строения относительно поверхности – важнейшая строительная величина. Ее правильный расчет позволяет повысить срок службы сооружения, обеспечить прочность стен и перекрытий, улучшить микроклимат помещения, снизить степень насыщения влагой конструкций и задать общую стойкость здания.
На величину глубины заложения в первую очередь влияют следующие факторы:
- Геологические условия участка.
- Отметка промерзания грунта.
- Специфика конструкции возводимого сооружения.
Для расчета глубины заложения фундамента под дом, баню, гараж или иное сооружение применяются специальные формулы, учитывающие тип грунта, среднюю температуру, особенности здания и уровень подземных вод. Наиболее распространены в частном строительстве ленточный, столбчатый и плитный фундамент. Каждый из них имеет свои особенности возведения и сферу применения.
Глубина заложения для разных типов фундамента
Глубина заложения для разных типов фундамента требует особого внимания. Именно она, являясь важнейшим параметром, во многом определяет надежность, устойчивость и долговечность всего сооружения.
Действующие строительные правила и нормативы определяют основной порядок выбора и методики расчетов. При проектировании дома важно выявить основные эксплуатационные факторы, и учесть степень их воздействия.
Что это такое?
Глубина заложения фундамента представляет собой расстояние от подошвы до поверхности земли.
По сути, это высота его поземной части, определяющая место расположения опорной площадки и площадь боковых, заглубленных фундаментных стенок.
Изменяя глубину заложения, можно решать такие задачи:
- Повышение устойчивости сооружения за счет увеличения площади подземной части с боковой опорой на грунт.
- Повышение несущей способности за счет увеличения размеров основания.
- Оптимальное расположение площадки контакта фундамента с грунтом, что дает возможность устанавливать подошву на наиболее прочный и стабильный пласт.
Правила определения данного параметра установлены нормативными документами: СНиП 2.02.01-83 и СП 22.13330.2011.
От чего зависит?
Проектная глубина фундамента, в общем случае, зависит от геологических, гидрологических, климатических и конструктивных особенностей местности, участка и самого здания.
Наиболее значительное воздействие оказывают следующие факторы:
- Назначение сооружения и особенности его эксплуатации.
- Конструктивные факторы: размеры сооружения, тип фундамента, количество этажей, наличие подвала, расположение инженерных коммуникаций.
- Нагрузка на фундамент, определяемая общим эксплуатационным весом сооружения, а также массой снежного накопления.
- Свойства грунта: тип и структура, стабильность, пучинистость, увлажнение и т.п.
- Глубина промерзания грунта.
- Глубина залегания грунтовых вод.
- Климатические факторы: степень ветровой нагрузки, сейсмичность, паводковые ситуации и т.д.
- Рельеф участка.
Существуют общие правила определения глубины залегания фундамента, но каждый тип фундамента имеет и определенные нюансы. Различные способы используются для мелкозаглубленных и заглубленных фундаментов.
Промерзание грунта
Одним из важнейших воздействующих факторов считается глубина промерзания грунта. Дело в том, что при замерзании вода, находящаяся в почве, расширяется, увеличивая объем. В результате на фундамент начинает воздействовать дополнительная нагрузка со стороны грунта.
Если для боковых, упрочненных стенок она не столь опасна, т.к. гасится за счет высокой прочности конструкции, то снизу появляется сила, направленная на выталкивание опоры.
Величина такой нагрузки зависит от пучинистости грунта, т.е. степени его расширения при замерзании. Соответственно весной при оттаивании происходит обратный процесс. В результате ежегодных колебаний материал фундамента постепенно разрушается, снижая долговечность здания.
Указанные процессы, происходящие в зоне промерзания, требуют, чтобы фундаментная подошва на пучинистых почвах располагалась ниже уровня промерзания. В малопучинистых грунтах (песчаники, скалистые выходы и т.д.) воздействие менее значительны и можно использовать мелкозаглубленный фундамент.
Глубина промерзания грунта устанавливается по результатам многолетних наблюдений и различна для разных регионов страны. Она зависит от среднесуточной температуры и типа почвы.
Так в Московском регионе при среднесуточной температуре минус 10⁰C глубина промерзания составляет:
- глины и суглинки – 78 см;
- супесь и пылевой песок – 95 см;
- песок средней и крупной зернистости, гравелистый грунт – 1 м;
- грунты крупнообломочного типа – 1,16 м.
Усредненные данные по уровню промерзания грунта в разных регионах РФ приведены в СНиП 23-01-99 и СП 131.13330.2011. По ним составляется карта всей территории.
В процессе эксплуатации зданий может происходить изменение процесса промерзания за счет тепловых потоков.
Корректировка глубины промерзания производится по формуле: Н = m x Но, где:
- Но – нормативная (табличная) глубина промерзания,
- m – коэффициент влияния теплового режима сооружения, в т.ч. отопительных приборов.
Коэффициент колеблется в пределах 0,4-1,1.
Если табличные данные отсутствуют, то глубину промерзания можно рассчитать по формуле: Н = Hi√Mt, где:
- Hi – нормативная глубина промерзания определенного типа грунта,
- Mt – среднемесячная минусовая температура в зимний период.
Определение величины заглубления
При строительстве дома возникает вопрос: как определить глубину заложения? Для заглубленного фундамента существует следующее правило: она должна быть на 20-30 см больше глубины промерзания и на 50-60 см меньше глубины расположения подземных вод. На выбор величины параметра мало влияют конструкционные и эксплуатационные нагрузки.
По экономическим соображениям считается, что ленточный фундамент целесообразно возводить с глубиной заложения до 2,5 м. При больших значениях лучше использовать столбчатый или свайный тип.
Мелкозаглубленный фундамент имеет заглубление порядка 35-50% от глубины промерзания. Этот вариант характерен для монолитной плиты в любом грунте, а также ленточного или столбчатого фундамента при строительстве на малопучинистых грунтах.
Расчет глубины фундамента проводится с учетом нагрузок от сооружения и несущей способности грунта. Глубина промерзания также вносит свои коррективы, но путем практических рекомендаций.
Формула для расчета
Как рассчитать глубину заложения фундамента под дом? Расчет осуществляется согласно СП 22.13330.2011 по формуле.
Формула расчета глубины промерзания
Н = Hi√Mt
- Н – глубина промерзания,
- Hi – нормативная глубина промерзания определенного типа грунта,
- Mt – среднемесячная минусовая температура в зимний период.
Значение Hi составляет:
- 23 см в глинах,
- 28 см в песчанике пылевого типа,
- 30 см в крупнозернистом песчанике,
- 34 см в каменистых грунтах.
Пример
Рассмотрим строительство сооружения на глиняных почвах и в Московском регионе. Для Москвы характерны средние температуры: декабрь – минус 10, январь – минус 16, февраль – минус 18⁰C.
Тогда рассчитываем глубину промерзания: Н= 0,23√(10+16+18)= 1,1 м.Корректировка производится с учетом коэффициента влияния теплового режима сооружения m. Его значение устанавливает СНиП 2.02.01-83 и СП 25.13330 с учетом среднесуточных температур, поддерживаемых в помещении.
В указанных документах можно по таблице уточнить m для зданий с различным режимом проживания, разной конструкцией напольного перекрытия, с учетом наличия утеплений и подвала.
Для дома с утепленным цоколем в Московском регионе при среднесуточной температуре в помещении 10-12⁰C можно принять m=0,9.
Окончательно, расчетное промерзание составит: Н х m = 1,1 х 0,9 = 0,99 м.
Глубина заложения фундаментов в соответствии с требованиями таблицы 2 СНиП 2.02.01-83*
Далее необходимо учесть расположение подземных вод. Если они располагаются на глубине более 3 м, то глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания.
С учетом рекомендаций принимает, заглубление равным Н+0,3 м, т.е. 1,3м. Эта глубина должна обеспечить надежность и долговечность ленточного или столбчатого фундамента.
Минимальные и максимальные значения
Для заглубленного фундамента минимальное заглубление равно глубине промерзания грунта, а максимальная глубина заложения фундамента не должна достигать грунтовых вод минимум на 0,5 м.
Минимальное заложение мелкозаглубленного фундамента устанавливает СНиП 22.13330.2011 с учетом промерзания в такой зависимости:
- непучинистые почвы с промерзанием до 2 м или слабопучинистые грунты с промерзанием до 1 м – глубина заложения фундамента составляет не менее 0,5 м;
- при промерзании указанных грунтов в пределах 2-3 и 1-1-1,5 м, соответственно – 0,75 м:
- при промерзании более 3 м и в пределах 1,5-2,5 м, соответственно, – 1 м;
- при промерзании слабопучинистых грунтов на глубину более 2,5 м – 1,5 м.
Температура внутри дома позволяет корректировать заглубление мелкозаглубленного фундамента.
Так для неотапливаемого дома в Московском регионе минимальная глубина заложения фундамента составляет 0,5 м. Если в течение года поддерживается среднесуточная температура в помещении не ниже 10 градусов, то минимальное заглубление составляет 0,4 м, а при температуре 20 градусов – 0,28 м.
Приведенные минимальные значения рассчитаны на одноэтажные строения. При возведении 2-х этажного сооружения их следует удвоить. Более высокие здания на мелкозаглубленном фундаменте не возводятся.
При строительстве на высокопрочных грунтах (скальные выходы, крупнообломочные грунты) фундамент предназначен лишь для перераспределения нагрузок равномерно по всей площади.
Минимальная глубина заложения фундамента составляет 0,3 м. Аналогично выбирается заглубление для монолитного плитного фундамента.
Когда изменяется ступенчато?
При строительстве дома на участке с уклоном, необходимо ступенчатое изменение глубины заложения фундамента. В таких случаях используются конструкции ленточного и столбчатого типа.
Наибольшей надежностью обладает бетонная лента. Этот тип фундамента можно сооружать на склонах с наклоном до 28-35 градусов.
Суть ступенчатого фундамента заключается в том, что нижняя стена является подпорной стеной и имеет повышенную глубину заложения.
Схема его выглядит следующим образом: вначале, готовится траншея для верхней стене с глубиной, равной расчетной глубине.
Под нижнюю, подпорную стену роется траншея такой же глубины, но опалубка поднимается на такую высоту, чтобы ее верхняя граница находилась строго в одной горизонтальной плоскости с верхним срезом опалубки верхней стенки.
После заливки с внешней стороны нижней стены насыпается опорный откос, а потому фактическое заглубление нижней стены будет равно глубине заложения верхней стены плюс высота, компенсирующая уклон.
Боковая стена рассматриваемого ленточного фундамента имеет ступенчатую конструкцию. Вся ее длина условно делится на участки примерно по 2 м. На каждом участке формируется горизонтальное дно траншеи. Отправная точка – заглубление верхней стены.
Строение боковой стены фундамента на склоне можно пояснить на примере. Например, строится дом шириной 6 м на склоне с уклоном 15 градусов. Условно выделяем 3 ступени боковой стены длиной по 2 м.
Ступеньки должны компенсировать уклон, причем подошва на каждой из них должна быть строго горизонтальна. Начальная точка расположена на верхней, а конечная – на нижней стене, где глубина заложения фундамента составляет 0,8 м.
Однако за счет уклона конечная точка располагается ниже верхней на 6хsin15=1,55 м. Высота каждой ступени составит 1,55:3=0,53 см.
Верхняя ступень в начальной точке будет иметь заглубление 0,8 м, а в конечной – 0,8-2sin15=0,28 м. Нижняя ступень: в конечной точке – 0,8 м, а в начальной – 0,8+sin15=1,32 м. Аналогичную величину имеет и средняя ступень.
Свод правил
Правила определения на какую глубину делать фундамент, установлены СП 50-101.2004. Они включают следующие основные требования:
- Должна выбираться с учетом основных влияющих факторов (назначение сооружения, конструктивные особенности, геологические и гидрологические факторы, сезонное промерзание).
- Глубина промерзания грунта принимается с учетом результатов наблюдения в период не менее 10 лет, как среднегодовое значение.
- При отсутствии табличных данных по конкретному расчету проводится расчет с учетом нормативного промерзания определенного типа грунта.
- Определяется отдельно для внешних и внутренних стен.
- Корректируется с учетом коэффициента влияния эксплуатационных особенностей помещения.
- Подошва заглубленного фундамента должна располагаться ниже глубины промерзания грунта, но выше уровня грунтовых вод. Минимальная глубина мелкозаглубленного фундамента устанавливается с учетом свойств грунта и учитывает глубину промерзания.
- При проектировании фундамента должны предусматриваться водопонижающие (дренажные) мероприятия.
- При возведении фундамента на склоне применяется ступенчатое заглубление, обеспечивающее формирование горизонтального основания пола.
- Не стоит копать по принципу: чем глубже, тем прочнее и надежнее. Так можно просто бесполезно зарыть большие деньги в землю. Фундамент должен быть оптимальным для данного типа здания.
Правила проектирования уточняются и иными нормативными документами, указанными выше. Обязательно учитываются особенности разных типов основания.
Полезное видео
Как правильно рассчитать глубину заложения фундамента, подскажет видео:
Заключение
Правильная закладка фундамента определяет в дальнейшем надежность и долговечность всего сооружения. Ошибки при его строительстве очень трудно исправить, а потому при выборе глубины заложения необходимо учесть все установленные нормы и фактические воздействующие факторы. Оптимальная глубина позволяет обеспечить необходимое сочетание надежности здания и его себестоимость.
SGround.ru
Тема статьи очень важная – выбор глубины заложения фундамента не менее важен чем его способность без разрушения воспринимать нагрузки от надземной части сооружения без разрушения, осадок и деформаций.
Почему так? В первую очередь потому, что слишком маленькая глубина заложения фундамента ведет к воздействию на него труднопреодолимых лобовых сил морозного пучения грунтов. А слишком большая глубина до подошвы фундамента – это неоправданные большие финансовые затраты. Поэтому важно определить минимально необходимую и достаточную для обеспечения надежности и долговечности здания (или сооружения) глубину заложения фундамента.
2. Критерии выбора глубины заложения фундамента
Существуют несколько параметров которые влияют на глубину заложения фундамента. Приведу список параметров в порядке уменьшения значимости:
- Тип грунта в пределах сезонно-промерзающего слоя;
- Глубина промерзания грунта (расчетная);
- Уровень грунтовых вод (максимальный прогнозный);
- Прочность грунтов основания (как правило повышается с глубиной) и нагрузка на фундамент;
- Стоимость возведения фундамента.
В статье далее речь пойдет преимущественно о столбчатых, ленточных, плитных и других видах несвайных фундаментов. Т.к. глубина погружения сваи обычно составляет не менее 4,0 м., то в подавляющем большинстве случаев нижний конец сваи находится ниже глубины промерзания грунта. Для свай глубина погружения назначается из расчета по прочности и деформациям и рассматривается в отдельной статье.
Отдельной строкой следует выделить незаглубленные и малозаглубленные фундаменты. Чуть подробнее о них в конце этой статьи, а совсем подробно в этой статье.
Подробнее остановимся на каждом из параметров в списке:
- Тип грунта в пределах сезоннопромерзающего слоя;
Для определения глубины заложения фундамента важен тип грунта, т.к. это определяет пучинистый грунт или нет. Степень пучинистости зависит и от других факторов, например от влажности (см. статью физика процесса пучения), но влажность меняется – сегодня грунт сухой, а завтра началась аномально-дождливая погода и он стал водонасыщенным. А вот некоторые типы грунтов, такие как пески средние и крупные, крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, щебенистые и галечниковые грунты непучинисты всегда, при любых условиях. Для таких гарантированно непучинистых грунтов глубину заложения фундамента можно выбирать без учета глубины промерзания грунта – только из конструктивных соображений.
- Зависимость глубины заложения фундамента от глубины промерзания грунта
Если же грунты в зоне промерзания не относятся к гарантированно непучинистым, то в первую очередь следует выбрать глубину до подошвы фундамента так, чтобы она была больше максимальной расчетной глубины промерзания грунта. Если это условие не выполнить, то на фундамент будут воздействовать лобовые силы морозного пучения, а это будет означать почти гарантированный перекос фундаментов (в той или иной степени) в зимний период со всеми вытекающими последствиями.
Глубина промерзания при этом определяется с учетом тепловыделений от отапливаемого здания – чем выше температура в помещении зимой, тем меньше расчетная глубина промерзания. Если же здание/сооружение не отапливаемое тогда расчётная глубина промерзания больше нормативной в 1,1 раза за счет того, что холодные фундаменты лучше проводит тепло, а это ускоряет отток тепла из грунта и его промерзание.
- Зависимость глубины заложения фундамента от уровня грунтовых вод
Грунтовые воды сами по себе не являются такой уж проблемой для железобетонной конструкции – если опустить ее в чистую воду, то бетон и арматура будет чувствовать себя даже лучше чем на открытом воздухе.
Опасность грунтовых вод заключается в том, что они делают большинство грунтов сильнопучинистыми. При чем не только ниже уровня грунтовых вод (УГВ) грунты приобретают такие свойства, но и в некоторой толще над УГВ – в пределах капиллярной (морозоопасной) каймы толщиной до 3-3,5 м (подробно см. статью). Помимо этого, бетон, впитывая в себя воду, зимой в последующем быстро разрушается из-за того, что вода внутри пор бетона увеличивается в объеме при замерзании и разрывает бетон изнутри.
Кроме того, грунтовые воды зачастую содержат в себе загрязняющие вещества, которые агрессивно воздействуют на бетон, сталь и арматуру ж/б конструкций – обладают агрессивными свойствами.
- Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент
При внимательном изучении формулы по которой определяется расчетное сопротивление грунта видно, что этот показатель значительно увеличивается с увеличением глубины заложения фундамента. Так происходит из-за того, что если слои грунта под подошвой фундамента находятся глубже, то они сильнее обжаты выше расположенными слоями и, следовательно, они более плотные и их сложнее вывести из состояния устойчивости (потеря устойчивости грунта связана с выпором части грунтового массива из-под подошвы фундамента вбок и вверх, см. схему).
Схема потери устойчивости грунта от вертикальной нагрузки
Поэтому при больших нагрузках на фундамент можно либо увеличить площадь подошвы, либо увеличить глубину его заложения. Решение в каждом случае принимается индивидуально с учетом экономики и характеристик слоев грунта и характера их напластования.
- Зависимость глубины заложения фундамента от экономики и финансов собственника
Здесь все понятно – чем глубже зарывать фундамент, тем больше потребуется материалов и земляных работа, тем выше будет стоимость строительства. Поэтому всегда важно не делать огромный запас, а определять минимально необходимое заглубление.
3. Требования норм проектирования к глубине заложения фундаментов
Обратимся к главному действующему нормативу в области проектирования фундаментов – СП 22.13330.2016 раздел 5.5 «Глубина заложения фундаментов» п.5.5.1 гласит:
«Глубину заложения фундаментов следует принимать с учетом:
- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
- глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);
- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;
- возможного размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (мостов, переходов трубопроводов и т.п.);
- глубины сезонного промерзания грунтов.
Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от указанных условий необходимо выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.»
То есть почти то же самое, о чем говорилось выше только другими словами. Далее в п. 5.5.2-5.5.4 СП идет методика определения расчетной и нормативной глубины промерзания – это вопрос рассмотрен в другой статье.
Далее п 5.5.5 однозначно определяет правила выбора глубины заложения фундамента:
Глубину заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания следует назначать:
- для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 5.3;
- для внутренних фундаментов — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.
Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:
- специальными исследованиями на данной площадке установлено, что грунты не имеют пучинистых свойств;
- специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную надежность сооружения и не превышают предельно допустимых деформаций (см. 5.6);
- предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов выполнена замена грунта непучинистым материалом на глубину промерзания.
Имею личный опыт применения ленточного незаглубленного фундамента под 2хэтажным срубом – в зимний период каждый раз происходит одинаковый перекос порядка 10-15 см, грунты сильнопучинистые. Эти деформации вызывает перекосы крыльца и наружной лестницы, поэтому они были сделаны с возможностью свободной деформации относительно сруба. В остальном все работает нормально, летом приходит в исходное положение.
В общем вариант имеет право на жизнь в дачном строительстве, для капитального жилого дом – не рекомендую.
