Расчет глубины заложения фундамента: основные факторы

Типы грунта и их сравнение

Существует несколько видов природного грунта, но все их можно разбить по двум категориям:

1. Пучинистые. К ним относят пылеватый и мелкий песок, глину, суглинок и супесь.
2. Непучинистые. Это средний, крупный и гравелистый песок.

Самым оптимальным основанием для заложения фундамента дома считается любой из непучинистых грунтов. Они не требуют большой глубины для фундамента. Крупный песок легко пропускает воду, поэтому она не застаивается под зданием и не делает основу для фундамента менее устойчивой. С пучинистой почвой могут возникнуть проблемы. Она боится влаги и промерзания. К примеру, мелкий песок, глина, суглинок и супесь надежны в сухом состоянии, но при намокании:

• песчаная пучинистая основа легко впитывает влагу, становится вязкой и менее устойчивой;
• глинистая уплотняется и проседает после контакта глины с водой.

Схемы взаимодействия фундаментов с пучинистыми грунтами.

Глинистые смеси способны проседать даже под собственным весом, а под весом дома это происходит гораздо быстрее.

Не меньше проблем возникает и после промерзания, если строительные работы проводятся на территории с холодным климатом. Пучинистые грунты после промерзания способны вспучиваться, из-за чего происходит неравномерная осадка здания и деформация его стен. Это может привести к разрушению постройки.

Расчеты фундамента на глубину промерзания проводятся на основе данных по промерзанию почвы на определенной территории. Это не значит, что надо самостоятельно контролировать в течение нескольких лет уровень промерзания и собирать статистические данные. Для таких целей составляются специальные карты, на которых отмечена средняя глубина промерзания почвы для каждой местности.

Расчет

Для правильного расчета нужно выяснить три главных критерия, о которых говорилось ранее:

• как глубоко находятся подземные воды;
• насколько промерзает грунт;
• тип выбранного фундамента.

В зависимости от степени промерзания грунта

Его рассчитывают по специальной формуле h=√М*k

Особенно важно его правильно рассчитать для заглубленного ленточного типа основания, так как неправильно учтенные показатели могут негативно отразиться на постройке, например, разрушая его от движения грунта. В формуле М – это среднемесячная зимняя температура, k – коэффициент гранулометрического состояния почвы

От уровня грунтовых вод

Разрушение основания из подземных вод или после таяния – самая частая ошибка строителей, которые не учли или неправильно рассчитали этот показатель. Обычно через 2-3 года на стенах от такого влияния появляются трещины.

Если при строительстве выявлены глинистые или слишком пучинистые почвы, под основание нужно сделать хорошую основу из песка.

Для определения уровня делают несколько скважин, главной из них будет та, которая находится внизу участка. После их выкапывания через сутки смотрят уровень воды, исходя из этого выбирают тип фундамента и уровень его закладки. Если имеются вблизи колодцы, то можно измерить в них уровень от зеркала воды до первого слоя, кроме земли – это будет уровень грунтовых вод.

От выбора типа фундамента

После составления расчетов по важным критериям можно определиться с типом основания и выбрать его для строительства:

Если это плиточный фундамент, то обычно он заглубляется не более 50 см.
Если это ленточный, столбчатый, то здесь нужно брать качественные стройматериалы и в зависимости от промерзания и уровня залегания воды строить на глубину от 45 см до 3 м и более.
При свайном типе важно учитывать толщину и надежность пород, конструктивные особенности здания, тип его эксплуатации, его размеры и массу.

Расчёт ширины подошвы

Каждый фундамент имеет две горизонтальные плоскости. Верхняя, соприкасающаяся со стенами, называется обрезом, а нижняя, контактирующая с почвой – подошвой. Определение размеров подошвы – главное в его расчёте. На видео Вы сможете увидеть процесс заложения нижней части фундамента.

Для безошибочного расчёта ширины подошвы, кроме веса строения, также надо знать вид грунта, на котором производится строительство. Несущая способность у каждого вида грунта своя. Её определают по таблице:

Мы узнали массу/вес постройки. Теперь, зная вид почвы, можно определить ширину основания монолита.

Общую массу строения увеличим на вес находящейся в нём мебели и несущей платформы, которая также будет оказывать давление на почву, возможный вес атмосферных осадков – снега.

Общая масса дома, учитывая дополнительные нагрузки, составила 200 т. Выбираем ширину подошвы равную ширине блочного материала – 50 см. Длина дома – 3000 см. 3000 умножаем на 50, итог 150000 кв.см. – площадь дома, которая будет оказывать давление на землю.

Наш дом построен на влажной глине. В среднем она воспринимает вес 2 кг/см2.

150000 умножаем на 2, получаем 300000 кг/см2 – максимальный вес, который выдержит данная почва. Наш дом весит 200 тыс. кг.

300000 – 200000 = 100 тыс. кг – запас прочности.

Грунт легко выдержит постройку, возможны даже дополнительные нагрузки. Ширина основания ленты составит 50 см.

Как снизить расходы за счет уменьшения глубины стройки?

После проведения геологического изыскания и всех расчетов может оказаться, что фундамент нужно закладывать очень глубоко. Существуют проверенные методики, которые помогают застройщику сократить расходы на стройматериале. Все методы основаны на уменьшении разрушающего влияния природных факторов на участке.

Утепление подошвы

Когда линия промерзания почвы находится неглубоко под поверхностью земли, строитель, конечно же, не может изменить климатические условия в регионе. Остается снизить значимость этого фактора за счет утепления фундамента и самой почвы, примыкающей к нему. Затраты на утепление окупятся за счет экономии строительных материалов.

Глубинный дренаж

Иногда устраивают дренажные канавки, заполненные крупнозернистыми породами, и оформляют их в виде дорожек. Таким образом, вода будет беспрепятственно омывать монолитное основание, не разрушая его при любой температуре окружающей среды.

В местах с высоким уровнем снежного покрова и обильными осадками в течение года избыточную воду отводят от основания с помощью системы глубинного дренажа. Этот метод предполагает закладывание в землю труб с перфорацией, засыпанных мелкообломочными породами.

Вода посредством труб отводится по уклону рельефа, а грунт не перенасыщается водой и не пучится при отрицательной температуре.

Современные технологии

Современные технологии и качество материала (железобетона) позволяют даже на проблемных почвах применять мелкозаглубленные фундаменты. Это значительно сокращает и время возведения построек, и их стоимость (основание сооружения может обойтись в 25% затрат на дом).

При соблюдении определенных правил мелкозаглубленный ленточный фундамент можно укладывать на глубине всего 50 см даже на пучинистых почвах. Обязательными условиями являются:

• использование железобетона для монолитного основания марки М200 или М300;
• в траншею, под ленту фундамента обязательно укладывают теплоизоляцию (пенополистирольные плиты) и подсыпают непучистые материалы;
• трамбуют и разравнивают дренажную подушку из песка и щебня толщиной не менее 2 см;
• боковую площадь основы гидроизолируют и утепляют (пенополистирольными плитами);
• полости засыпают любым непучинистым материалом (смесь гравия и песка, песок, щебень).

Такие технологии широко и с успехом применяют при возведении строений в США и некоторых европейских странах. Многолетний опыт подтверждает возможность существенной экономии на строительных работах при заложении фундамента.

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.

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.

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.

От чего зависит глубина закладки?

К факторам, влияющим на глубину закладки основания, относятся:

• Уровень подземных вод,
• Состав грунта,
• Уровень промерзания почвы,
• Общая нагрузка от здания.

Уровень подземных вод

Основание ленточного фундамента должно располагаться над уровнем залегания подземных вод минимум на 0,5 м. Более близкое расположение затруднит обустройство цокольного этажа и подвала, кроме того, фундамент будет постоянно отсыревать и разрушаться под воздействием влаги.

Если глубина залегания грунтовых вод 2 м и меньше, дополнительно потребуется устройство дренажа. Если уровень подземных вод больше 2 м, на глубину заложения фундамента это не влияет.

Чтобы самостоятельно определить уровень залегания водоносного слоя на участке, нужно сделать при помощи садового бура несколько скважин глубиной от 2 до 2,5 метров. Самое оптимальное время для этого – ранняя весна, когда вода поднимается до максимальной отметки после таяния снега.

Через 2-3 дня можно выполнить замеры в скважинах и узнать, насколько высоко проходит водоносный слой. Если по прошествии этого времени дно и стенки остались сухими, подземные воды учитывать при закладке фундамента не нужно.

Тип грунта

Плотность и состав почвы имеют первостепенное значение при расчетах, ведь от этого зависит степень просадки фундамента и его прочность. Все грунты делят на следующие типы:

• Скалистый. Скалистый грунт не подвергается пучению, не оседает, не накапливает влагу. Ленточный и монолитно ленточный фундамент на таких грунтах заглубления не требует,
• Крупнообломочный. Крупнообломочный тип почвы состоит из гравия, камней и щебня, а пустоты между ними заполняет глина или песок. В этом случае минимальная глубина закладки составляет 45-50 см,
• Глинистый. Глинистые почвы относятся к пучинистым, они глубоко промерзают, долго удерживают влагу, дают неравномерную усадку. Глубина заложения на глинистом грунте не должна быть меньше 75 см,
• Песчаный. Песчаный грунт отличается повышенной подвижностью, поэтому при закладке фундамента углубление производят до твердой почвы. Максимальное значение равняется 2,5 м,
• Чернозем. Чернозем для строительства непригоден, а потому при закладке фундамента слой чернозема обязательно снимают до твердого основания.

Уровень промерзания

При низком залегании водоносного слоя глубина закладки фундамента равна ½ значения промерзания, но только на слабопучинистых и твердых грунтах. То есть, если земля промерзает на глубину 1,5 м, траншею под фундамент роют на глубину 75 см.

На пучинистых почвах глубина закладки должна быть на 20-30 см ниже уровня промерзания. Недостаточно заглубленный фундамент деформируется под воздействием силы пучения, на нем появляются трещины, затем происходит разрушение конструкции. Правильно определить глубину промерзания почвы в отдельном регионе поможет таблица:

Какой должна быть глубина заложения ленточного фундамента: основные положения, расчеты Точность расчетов при закладке ленточного фундамента является залогом долговечности и надежности постройки. Одна из основных величин – глубина заложения, расчётная величина оказывающая влияние на проектные работы. Чтобы правильно ее рассчитать, необходимо знать, какие факторы влияют на данный параметр. Для этих вычислений есть простые формулы, поэтому определить нужную глубину закладки фундамента сможет и неспециалист.

Отдельные фундаменты под стойки («башмаки»)

Отдельные фундаменты под стойки путепроводов, рамных мостов, виадуков и колонны промышленных зданий устраивают при хороших грунтах (малосжимаемых, прочных грунтах). Это так называемые «башмаки». Их выполняют из железобетона. По характеру работы материала «башмаки» относятся к гибким фундаментам. Схема «башмака» показана на рис. 3.

Рисунок 3 – Схема «башмака».

В «башмаках» возникают значительные растягивающие усилия, воспринимаемые арматурой. При одной и той же площади подошвы фундамента объем фундаментов «башмаков» гораздо меньше.

Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты

Устраивают такие фундаменты под всем сооружением. Применяют при сильносжимаемых и малопрочных грунтах основания. Схема фундамента показана на рис. 4.

На общую плиту передается нагрузка от всех стен и колонн здания. При этом уменьшается средняя осадка всего сооружения, неравномерность осадок отдельных стен и колонн практически исключается.

 

Рисунок 4 – Схема фундамента в виде сплошной железобетонной плиты.

Эти фундаменты редки, неэкономичны. Очень чувствительные к неравномерным осадкам.

Материалы для фундаментов

Материалы в фундаментах подлежат деформациям под действием различных внешних усилий, влияния грунтовой и поверхностной воды, воздействию замерзания и оттаивания влаги в порах кладки.

Для обеспечения долговечности фундаментов выбирают материалы, хорошо сопротивляющиеся этим воздействиям: железобетон, бетон, бутобетон, редко бутовая кладка (из-за трудоемкости выполнения).

Наиболее универсальным материалом для фундаментов любой формы является железобетон, так как железобетон хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу.

Железобетонные и бетонные фундаменты выполняются сборными и монолитными.

Монолитными называют фундаменты, которые бетонируют непосредственно на месте возведення сооружения.

Сборные элементы наиболее рациональны для устройства ленточных фундаментов под стены.

В дорожном строительстве сборные фундаменты в виде «башмаков» применяют под опоры (стойки) путепроводов, рамных и балочных мостов малых пролетов при грунтах, которые имеют достаточно высокую прочность и малую сжимаемость.

В случае более слабых грунтов возможно использование сборно-монолитных фундаментов, в которых нижняя плита, имеющая большой вес, выполняется монолитной, а подколоники сборными.

Применение сборных фундаментов заводского изготовления позволяет уменьшить трудоемкость работ на строительных площадках и максимально механизировать работы. Сборные фундаменты позволяют повысить качество работ, применять более совершенные конструкции фундаментов, обладающие меньшим весом и высоким процентом использования прочности материалов. Однако, при этом увеличивается расход стали, трудозатраты на заводе, транспортные расходы.

Для массивных опор мостов, которые требуют большой площади для передачи давлению на грунт, в дорожном строительстве находят применение монолитные фундаменты. Монолитные фундаменты целесообразны для отдельных фундаментов сложного очертания под колонны и оборудование, а также когда вес фундамента больше грузоподъемности монтажного крану.

Проверка устойчивости положения фундамента

В ряду случаев при действии на фундамент, кроме вертикальных сил, горизонтальных сил и изгибающих моментов, выполняются проверки:

— устойчивости положения фундамента на опрокидывание;

— устойчивости на плоский или глубинный сдвиг.

Проверки выполняются по п.1.40; 1.41;7.14 «СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы».

Устойчивость положения фундамента против опрокидывания

Расчетная схема показана на рис.3

Рис 3 Расчетная схема

Основная формула

  , ( 8 )

где М_u= ∑F_i *h_i – момент опрокидывающих сил;

M_z = ∑P_i *l_i – момент удерживающих сил;

γ_n — коэффициент надежности по назначению, γ_n =1,1;

m — коэффициент условий работы;

m= 0,9 — скальное основание,

m= 0,8 — грунтовое основание.

Проверка на плоский сдвиг по подошве фундамента

Основная формула

 , (9)

где Q_r = ∑ F_i– сдвигающая сила равна сумме проекций сдвигающих сил по направлению возможного сдвига;

Q_z = Ψ∑P_i – удержувающие силы – силы трения между грунтом и подошвой;

Ψ– коэффициент силы трения кладки о грунт ( о поверхность), принимается по п. 7.14 «СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы»;

m – коэффициент условий работы; m=0,9;

 – коэффициент надежности по назначению,  =1,1.

Определение размеров подошвы фундамента

Основные размеры фундаментов малого заложения в большинстве случаев определяются исходя из расчёта оснований по деформациям

При этом принимают во внимание конструктивные соображения, характер действующих нагрузок, условие работы грунтового основания, а также их прочностные и деформативные характеристики

В соответствии с нормами проектирования конструкций все нагрузки считаются приложенными в центре тяжести подошвы фундамента. Основным методом расчёта является расчёт по деформациям, т.е. по второй группе предельных состояний. При расчёте деформаций основания с использованием расчётных схем, среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчётного сопротивления грунта основания_.

1 – стена; 2 – фундаментний блок;

3 – основа; 4 – фундаментная подушка;

5 – гидроизоляция; 6 – отмостка;

7 – несущий слой; 8 – подстилающий слой.

Критерии выбора размеров подошвы фундамента базируются на условиях расчета основ о граничным состояниям. Расчет проводят в линейно –деформированной основе, которая используется при выполнении условий:

– для центрально сжатых(т.е. для наших фундаментов) Р ≤ R.

Где Р – среднее давление под подошвой фундамента внешнего напряжения;

R – расчетное сопротивление грунта основания.

Среднее давление под подошвой фундамента находят по формуле:

Где N- результирующая вертикальная сила на обрезе фундамента, кПа;

А- площадь подошвы фундамента,м 2 ;

Расчётное сопротивление грунта:

γ_c1 и γ_c2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы различных грунтов в основании фундаментов;

=1,25 – (т.к. );

=1,2 (т.к. L/Н / – удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента.

γ – удельный вес грунта расположенного под подошвой фундамента.

кН/

Примем R= 371,59

– под самонесущую стену:

( при )

Рекомендации для разных типов фундаментов

Для строительства в частном секторе жилых домов чаще применяется 3 типа оснований:

• ленточный;
• плитный;
• столбчатый.

Столбчатый по затратам более дешевый, после него по стоимости идет ленточный, а далее – плитный.

Возводя ленточное основание, следует помнить, что на него будет приходиться вся нагрузка, создаваемая стенами и крышей дома

Поэтому важно правильно заглубить его, основываясь на расчетах промерзания почвы, степени залегания подземных вод и тип слоев почвы. Лучше такой тип закладывать на почвах с минимальной пучинистостью и при глубоком нахождении подземных рек, ручьев

Чем ближе грунтовые воды находятся к уровню промерзания земли, тем будет сильнее ее пучинистость, а значит, вероятность разрушения такой конструкции больше, чем при других условиях.

Заглублять рекомендовано по нормам при почвах с минимальной пучинистостью до 0,5 м, на суглинках, глинистых или пучинистых от 0,75 до 1 м.

Столбчатое основание возводят, когда не планируется строение подвальных помещений, при высокой вероятности осадки грунта, в случаях, если присутствует сильное морозное пучение (применяют тип мелкозаглубленного или незаглубленного основания). Обычно, если планируется постройка небольшого здания, опоры устанавливаются по углам.

Если постройка имеет большую площадь, то устанавливаются дополнительные опоры или ростверк. Такая конструкция позволяет более равномерно распределить нагрузки на всё основание.

Не рекомендовано использовать эту технологию строительства, когда есть угроза горизонтальной подвижности почвы, нельзя строить тяжелые здания на слабонесущих породах, если рельеф обусловлен резкими перепадами высот.

Плитные конструкции имеют лучшие показатели долговечности, прочности, надежности, но по стоимости могут выходить более 30% от строительства всего дома. Такой тип имеет несколько преимуществ:

• во-первых, равномерная нагрузка;
• во-вторых, возможность строить из тяжелых материалов (кирпичей, блоков);
• в-третьих, не нужно учитывать уровень промерзания грунта.

Плитные опоры не следует возводить на слабых слоях.

Определение глубины заложения фундамента.

В данной статье мы рассмотрим расчет глубины заложения фундамента для частного дома, согласно указаниям СП «Основания зданий и сооружений».

Важность инженерно-геологических изысканий бесспорна, но для многих частных застройщиков эта процедура является дорогостоящей. Наши статьи будут ориентированы на людей, которые в силу каких-либо причин не могут себе позволить нанять геологов и проектировщиков, но желающих на готовых примерах разобраться с расчетами оснований, а также других элементов своего будущего дома

Определить глубину заложения фундамента в г.Москва. Рассмотрим несколько вариантов: неотапливаемый дом; отапливаемый дом без подвала с температурой в помещениях 20 о С и отапливаемый дом с неотапливаемым подвалом.

1. Первым делом нам нужно определить нормативную глубину сезонного промерзания грунтов (dfn ), в метрах, которая определяется по формуле:

где d0 — величина, в метрах, для:

— глин и суглинков — 0,23

— мелких и пылеватых песков, супесей — 0,28

— песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,3

— крупнообломочных грунтов — 0,34

Для неоднородного сложения грунтов d0 определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Mt — коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по таблице 5.1 СП «Строительная климатология»

Тогда нормативная глубина промерзания для Москвы, где преобладают глины и суглинки, составит:

dfn =0,23 √22,9= 1,1м

Если вы не знаете, какие грунты залегают на вашем участке, то возьмите обычный ручной бур, который продается в строительных магазинах, и пробурите 1 отверстие в центре, а лучше 4 по углам будущей постройки. В основном на территории РФ встречаются именно пучинистые суглинки и глины. В СНиПе 1962 года не было величины d0. вместо него было одно значение 23см, т.е. 0,23 метра, поэтому не будет грубой ошибкой, если вы примете именно ее.

2. После того, как определили нормативную глубину промерзания, необходимо вычислить расчетную глубину промерзания (df ).

Для этого используется формула:

kh для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий равен 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой. В нашем случае годовая температура +5,4 о. Если у вас будет отрицательная годовая температура, то расчетную глубину промерзания для неотапливаемых зданий необходимо определять по СНиП «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах».

kh для отапливаемых зданий определяется по таблице:

Примечание: В отапливаемых зданиях с холодным подвалом с отрицательной среднезимней температурой kh =1

Считаем расчетную глубину промерзания:

— неотапливаемое в зимний период здание df = 1,1*1,1= 1,21м. Округляем в большую сторону и принимаем df =1,25м

— отапливаемое здание без подвала, с полами по утепленному цокольному перекрытию: df = 0,7*1,1= 0,77м. Принимаем df =0,8м

— отапливаемое здание с холодным подвалом с отрицательной температурой df = 1*1,1= 1,1м. Принимаем 1,1м.

3. Определяем глубину заложения фундамента по условиям недопущения морозного пучения по таблице ниже, в зависимости от расположения уровня грунтовых вод (УВГ).

Грунты под подошвой фундамента

Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения подземных вод dw. м, при

Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности

не зависит от df

не зависит от df

Пески мелкие и пылеватые

Супеси с показателем текучести IL <0

Суглинки, глины, а также крупнообломочные с глинистым заполнителем при показателе текучести грунта или заполнителя IL ≥0,25

Так как без инженерно-геологических изысканий мы не можем знать глубину расположения грунтовых вод, то принимаем наихудший вариант: не менее df

Соответственно, для неотапливаемого здания d=1,25

Как рассчитать глубину заложения фундамента.

Для отапливаемого здания без подвала с полами по утепленному перекрытию d=0,8м

Для отапливаемого дома с холодным подвалом d=1,1м

После определения глубины заложения фундамента переходим к расчету оснований по второй группе предельных состояний — по деформациям. Об этом будет написана отдельная страница. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку.

Влияние соседних зданий и сооружений на глубину закладки нового фундамента

Кроме величины промерзания грунта и уровня залегания грунтовых вод на глубину закладки фундамента существенно влияет расположение:

• фундаментов соседних, особенно примыкающих зданий;
• инженерных коммуникаций и подпольного канала;
• подвального помещения.

Обустройство примыкающих фундаментов

Влияние фундаментных оснований рядом стоящих объектов на примыкающие к ним основания вновь строящихся зданий рассмотрено на схеме:

где 1, 2, 3 — варианты заглубления вновь строящегося здания.

При постройке нового дома рядом с уже существующими зданиями наиболее целесообразно применять вариант 2, в котором фундаменты рядом стоящих зданий располагаются на одном уровне. Но даже в этом случае, чтобы избежать дополнительного воздействия на основание существующего дома, рекомендуется обустроить разделительный шпунт.

Использовать 1 и 3 вариант не рекомендуется по таким причинам:

• При заглублении фундамента выше примыкающего строения (вариант 1) за счет дополнительного бокового давления возникает опасность появления дополнительных неравномерных осадок. Во избежание этого явления вновь закладываемое основание должно быть отодвинуто от существующего здания на расстояние L, величина которого определяется из соотношения ∆H/L ≤ tgφ.
• При расположении опорной поверхности строящегося здания глубже имеющегося здания (вариант 3) возможен выпор грунта под ранее заложенным фундаментом во время проведения работ.

Влияние инженерных коммуникаций и подпольных каналов на глубину закладки фундамента

Как влияют инженерные коммуникации на глубину закладки фундаментных оснований, показано на схеме

Подпольные каналы, используемые при прокладке инженерных коммуникаций, имеют заданные отметки по высоте. При этом необходимо, чтобы подошва нового фундамента располагалась ниже подпольного канала на величину не менее 0,2 м.

Кроме того, нужно исключить выпирание и промерзание грунта со стороны подвального помещения при проведении работ. Поможет этому выполнение условия dmin ≥ 0,5 dfn.

Влияние способа проведения работ на глубину закладки фундамента

Глубина заложения фундамента строящегося здания предопределяет выбор способа, которым предполагается проводить земляные работы. В свою очередь выбранный способ проведения работ также оказывает существенное влияние на глубину его закладки. Связано это с тем, что очень часто необходимость использования максимального количества сборно-механизированных работ не всегда совпадает с возможностями строительной организации. Как соотносятся два эти фактора между собой в конкретных геологических условиях, рассмотрено на схеме:

Представленный на схеме геологический разрез участка строительства предопределяет способы заглубления фундамента в зависимости от разных способов выполнения работ.

• В первом варианте грунт представляет собой пылеватый песок, относящийся к категории слабых грунтов. Как правило, это требует обустройства гибкого фундамента достаточно большого размера, требующего от строителей минимального объема земляных работ.
• Во втором варианте подошва здания заглубляется в слой суглинка, что позволяет спроектировать ее с минимальными размерами. Однако при этом от строительной организации потребуется вырыть глубокий котлован и дополнительно укрепить его стенки. Обустройство искусственного водоотлива будет в данном случае тоже нелишним.
• Третий вариант, предполагает использование свайного основания, для которого характерны минимальные объемы земляных работ и операций по заливке бетона. Но в этом случае потребуются дополнительные технологические приемы и наличие специальной техники для установки свай.

Грунт: виды и характеристики

Наиболее плотным грунтом считается скальный, благодаря своей спаянной и сцементированной структуре. К преимуществам такого грунта относят такие свойства как – морозоустойчивость и минимальная сжимаемость. Единственным минусом является сложность разработки данного грунта.

Такие грунты как крупнообломочные или конгломераты в своем составе имеют более половины кристаллических и осадочных парод. Главной особенностью этих грунтовых пород является высокая несущая способность и низкая сжимаемость. Возводить ленточный фундамент на таком грунте можно с минимальным заглублением в полметра. Разработка такой почвы довольно тяжела.

Пески или песочный грунт образовывается в результате выветривания горных пород, в составе такой почвы есть кристаллы кварца и другие минеральные элементы.

Следует отметить, что пески достаточно легко поддаются разработке, также быстро сжимаются, тем не менее в дальнейшем не меняют объем, при этом несущая способность ни в коей мере не страдает, даже пропуская через себя влагу

Обращаем внимание на то, что чем крупнее песок, тем соответственно он лучше переносит нагрузку от основания строения

Глинистая почва является наиболее сложной для возведения фундамента. Данный грунт делится на несколько подвидов:

Супеси (10% глины и 5% песка) при большом содержании влаги в такой почве она становится очень подвижной, данное явление имеет название – плывун. На таком грунте не рекомендуется проводить строительство.

Суглинки (песок с примесью глины до 30%), в зависимости от процента содержания делятся на три подвида. Такой грунт очень легко размывается водой, а под воздействием нагрузок сжимается. При этом процесс сжатия довольно медленный, именно поэтому строения, возведенные на таких грунтах, достаточно долго дают осадку.

Если в глиняном грунте есть прослойки из песка, в этом случае он может значительно разжижаться при воздействии на него воды, что соответственно негативно сказывается на его несущих способностях.

Пучинистостью называют свойство почвы по изменению своего объема при его замерзании. Хотелось бы отметить, что каждая местность характеризуется своими показателями промерзания грунта.