Вопрос глубины заложения актуален для любого типа фундамента под дом. Правильный выбор этой величины позволит обеспечить прочность и надежность конструкции (при соблюдении технологии строительства). Глубина заложения основания фундамента должна назначаться в строгом соответствии с нормативной документацией.
Согласно пункту 12.2 СП 50-101-2004 глубина требуемого заложения фундамента любого дома зависит от:
- назначения объекта, его конструктивных решений и нагрузок от вышележащих элементов;
- глубины закладки в грунте инженерных коммуникаций дома;
- рельефа участка и планировочных отметок;
- характеристик грунта основания;
- климатических особенностей местности строительства.
Если сказать проще, то для частного строительства минимальная глубина, которая требуется для заложения подошвы фундамента в почвах определяется следующими факторами:
- тип фундамента;
- тип грунта;
- наличие или отсутствие подвала;
- уровень расположения в почве грунтовых вод (УГВ);
- глубина промерзания почвы в зимний период.
Отметку подошвы при наличии подвальных или цокольных помещений принимают на 30-50 см ниже отметки пола. Фундамент должен быть заглублен так, чтобы до отметки уровня подземных вод оставалось не менее 50 см.
Глубина промерзания грунта учитывается для столбчатых и ленточных фундаментов. Плиты обычно укладываются выше отметки замерзания, а сваи опираются существенно ниже (расчет длины производят по несущей способности).
Глубину заложения в зависимости от промерзания
Промерзание почвы опасно тем, что при наличии воды в ней, она расширяется, превращаясь в лед. Происходят смещения, которые могут привести к повреждениям фундамента. Если опереть ленту или столбы без проведения специальных мероприятий на неустойчивый пучинистый грунт, деформирующийся в зимний период, последствия будут плачевными.
Прежде чем копать котлован или траншею, определяют нормативную глубину на которую промерзает грунт. Для частного домостроения можно руководствоваться усредненным значением, но если требуется определить точную нормативную величину, то вычисления производят по формуле 5.3 СП «Основания зданий и сооружений».
Если нет желания подробно высчитывать, какая должна быть минимальная глубина заложения, которая необходима для фундамента, берут уже посчитанные значения промерзания из таблицы представленной ниже в зависимости от региона строительства и типа грунта. Раньше глубину промерзания можно было также определить по картам СНиП «Строительная климатология и геофизика», но после редактуры эти карты из актуализированного издания (СП) убрали. СНиП можно использовать в справочных целях. Таблица представлена для некоторых городов России.
| Город | Строительство на | |||
| крупнообломочном грунте | песчаном грунте (средней или крупной фракции) | песчаном грунте (пылеватый или мелкий), супесях | Глинистых и суглинистых основаниях | |
| Архангельск | 231 см | 204 см | 190 см | 156 см |
| Белгород | 159 см | 140 см | 131 см | 108 см |
| Владивосток | 199 см | 175 см | 164 см | 134 см |
| Волгоград | 145 см | 128 см | 119 см | 98 см |
| Воркута | 346 см | 305 см | 285 см | 234 см |
| Екатеринбург | 231 см | 204 см | 191 см | 157 см |
| Иваново | 213 см | 188 см | 175 см | 144 см |
| Иркутск | 274 см | 241 см | 225 см | 185 см |
| Калининград | 71 см | 62 см | 58 см | 48 см |
| Кемерово | 274 см | 241 см | 225 см | 185 см |
| Краснодар | 15 см | 13 см | 13 см | 10 см |
| Липецк | 195 см | 172 см | 160 см | 132 см |
| Магадан | 295 см | 261 см | 243 см | 200 см |
| Москва | 163 см | 144 см | 134 см | 110 см |
| Оренбург | 225 см | 198 см | 185 см | 152 см |
| Петрозаводск | 196 см | 173 см | 161 см | 132 см |
| Ростов-на-Дону | 97 см | 86 см | 80 см | 66 см |
| Самара | 228 см | 201 см | 188 см | 154 см |
| Санкт-Петербург | 145 см | 128 см | 120 см | 98 см |
| Улан-Удэ | 306 см | 270 см | 252 см | 207 см |
| Хабаровск | 281 см | 248 см | 231 см | 190 см |
Значения для городов, не вошедших в таблицу, можно найти по картам из СНиП интерполяцией или взять величину для ближайшего пункта. Тип грунта определяют бурением или рытьем шурфов. Предварительно нужно ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация».
Нормативная глубина промерзания почвы в европейской части России. Ранее эти карты были в нормативной документации, но сейчас их можно использовать только для справки.
Расчетную глубину промерзания почвы вычисляют, умножив нормативную на поправочный коэффициент, приведенный в таблице 5.2 СП «Основания зданий и сооружений».
| Конструктивное решение дома | Коэффициент в зависимости от расчетной температуры воздуха в объемах (°С), примыкающих к фундаменту* | ||||
| 0 | 5 | 10 | 15 | >20 | |
| Без подвала с полами устроенными по грунту | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| Без подвала с полами устроенными по грунту на лагах | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
| Без подвала с полами устроенными на утепленном цокольном перекрытии | 1,0 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
| С подвалом | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
*Для не отапливаемых подвалов принимают значение +5 °С, для жилых помещений по ГОСТ «Здания жилые и общественные» — +20 °С.
Глубина заложения основания под дом принимается не выше глубины промерзания (при отсутствии дополнительных мероприятий).
Зависимость от расположения грунтовых вод
Перед тем как копать грунт, необходимо также определить глубину расположения в почве грунтовых вод, поскольку она существенно влияет на глубину, необходимую для заложения, и зависимость ее от промерзания. Какой должна быть минимальная величина заглубления определяют по таблице 5.3 СП «Основания и фундаменты».
| Грунты, на которые выполняется опирание подошвы | Глубина заложения для подошвы | |
| если грунтовые воды расположены на расстоянии менее, чем 2 м от подошвы фундамента | если грунтовые воды расположены на 2 и более метра ниже подошвы опоры под здание | |
| Крупнообломочные и скальные породы, песчаный грунт (гравелистый, крупной и средней фракции) | Не зависит от промерзания | Не зависит от промерзания |
| Песчаный грунт (мелкий и пылеватый) | Зависит, принимается не менее глубины промерзания | |
| Супеси | ||
| Глинистые и суглинистые основания, крупнообломочные породы с пылеватым заполнителем | Зависит, принимается не менее 1/2 глубины промерзания | |
Совет! Строить дом на мелком песчаном или пылеватом основании не рекомендуется. Для предотвращения проблем грунт с плохими эксплуатационными характеристиками заменяют на другой более прочный.
Измерять УГВ следует в весенний период, когда почва сильнее всего насыщена влагой. Для изучения лучше выбрать несколько точек, одну из них в самой нижней части участка. Расстояние от подошвы до УГВ должно быть не менее 50 см.
Зависимость от типа фундамента
Глубина закладки фундамента определяется также в зависимости от выбранного конструктивного решения основания под дом. Рекомендации можно свести в одну таблицу.
Кроме того, фундаменты могут быть:
- заглубленный.
В основном это относится к столбчатым и ленточным основаниям. Но также применимо для плит (чаще плиты делают мелкозаглубленными или незаглубленными).
Мелкозаглубленные фундаменты
Этот тип фундамента подходит для применения в следующих случаях:
- строительство легкого дома без подвала или цоколя;
- высокий уровень расположения грунтовых вод (но более 1 метра от поверхности земли);
- достаточно хорошие прочностные характеристики грунта основания.
Схема утепленного мелкозаглубленного ленточного фундамента
При строительстве такого основания не придется глубоко копать землю, что позволяет снизить трудовые и временные затраты. Минимальная при условно непучинистых грунтах (песчаный, крупнообломочный) может быть следующая:
- при глубине промерзания до 3 м — 0,5 м;
- до 3 м — 0,75 м;
- более 3 м — 1,0 м.
Для предотвращения повреждений конструкции силами морозного пучения и водой, необходимо провести следующие мероприятия:
- Гидроизоляция . Как и любой другой фундамент, мелкозаглубленный требует надежной защиты от влаги. Отмостка защищает конструкцию от дождевой и талой воды. На вертикальную часть фундамента по всей высоте наносится битумная мастика или наклеиваются рулонные гидроизоляционные материалы (линокром, гидроизол).
- Утепление фундамента по высоте и устройство теплой отмостки. В качестве теплоизоляционного материала можно применять экструдированный пенополистирол (пеноплекс). Толщина утеплителя подбирается теплотехническим расчетом. Для большинства регионов страны потребуется уложить 100 мм пеноплекса. В качестве теплоизоляции нельзя применять минеральную вату. Утеплитель укладывают снаружи по всей высоте и под бетонную или асфальтовую отмостку.
- Песчаная подушка . Она предотвращает появление морозного пучения. Укладывается из песка средней или крупной фракции с послойным уплотнением. Толщина подушки зависит от фактических прочностных характеристик грунта, в среднем составляет 30-50 см.
- Отвод грунтовых и дождевых вод от конструкции. Эту функцию берут на себя и ливневая канализация. Даже при достаточно низком уровне расположения грунтовых вод эти мероприятия необходимы, поскольку в период дождей или таяния снега, почва сильно насыщена влагой. Если допустить одновременное воздействие воды и низких температур на фундамент, последствия могут быть необратимы. Наиболее распространенный тип дренажа — пристенный. Труба с отверстиями укладывается в слой гравия, обернутого геотекстилем. Максимальное расстояние от дренажной трубы до фундамента — 1 метр. Глубина заложения — на 30-50 см ниже подошвы фундамента.
В случае мелкозаглубленных фундаментных плит современным решением станет (УШП). Это основание, которое размещает в себе систему теплых полов и некоторые инженерные коммуникации. Для изготовления используется несъемная опалубка из пенополистирола, которая в последствии играет роль утеплителя.
Глубина заложения для фундамента — один из решающих факторов, влияющих на долговечность и надежность фундамента. Важно учитывать все требования, а при невозможности их выполнения провести необходимые мероприятия по защите конструкции.
Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.
В индивидуальном строительстве используется заложенный на глубину промерзания грунта ленточный, плитный либо столбчатый фундамент. Сваи погружают до пластов с несущей способностью, которые могут залегать на любом уровне. Подошва фундамента, расположенная ниже отметки промерзания, не испытывает нагрузок от сил пучения. Однако эти силы все равно воздействуют на боковые стенки ленточных фундаментов, свай, столбов, стремясь выдернуть их из земли на поверхность.
Почему грунты вспучиваются?
В большинстве своем почвы , на которых происходит строительство фундаментов, содержат частички глины. Этот материал не пропускает влагу, однако насыщается ею во время дождей либо грунтовыми водами. При замерзании капли внутри глины увеличиваются в объеме в несколько раз, объем грунта увеличивается на 10 – 12%.
Например, в регионах, имеющих глубину промерзания 1,5 м, земля способна подняться на участке на 12 – 17 см, выталкивая размещенные в ней конструкции из бетона. Основная проблема морозного вспучивания выглядит следующим образом:
- содержание глины в разных пластах неодинаково
- одни из них содержат больше влаги, чем другие
- грунт вспучивается неравномерно, перекашивая отдельные участки фундамента
Легкие постройки не могут уравновесить эти подземные силы, достигающие порой 5 т/м 2 . Увеличивая глубину залегания подошвы ленточного фундамента, застройщик полностью решает проблему вспучивания под подошвой. Однако увеличивается площадь боковых поверхностей, на которую действуют касательные нагрузки. Даже если они не смогут выдернуть столб, ленту из почвы полностью, в момент подъема подошвы фундамента на 10 – 15 см в эти пустоты насыпается грунт из прилежащих пластов.
При оттаивании ж/б конструкция не может вернуться в исходное положение, в следующую зиму весь цикл повторяется в том же порядке. Таким образом, уже через несколько лет здание окончательно перекашивается, приходит в аварийное состояние, становится непригодным для эксплуатации.
Способы нейтрализации сил пучения
Для защиты от промерзания грунтов на глубину погружения фундамента наиболее эффективны следующие технологии:
На практике обычно используют несколько перечисленных способов в комплексе. Это позволяет свести вспучивание к минимуму, безопасному для эксплуатации фундамента в конкретных условиях.
Какие фундаменты заглубляются ниже отметки промерзания?
Глубоко заложенная лента обходится застройщику дорого, поэтому данный тип фундамента применяется в проектах с подземным этажом. Чаще всего ниже отметки промерзания располагают фундаменты:
- столбчатые – подошва в 90% случаев имеет уширение, часто не связанное с телом столба, поэтому силы пучения необходимо компенсировать этим методом
- ленточные – для коттеджей с цокольным эксплуатируемым этажом
- свайные – эти конструкции по умолчанию закладываются на большие глубины, так как в верхнем уроне пласт с несущей способностью встречается крайне редко
Плитное основание считается самым дорогим фундаментом. При заглублении его ниже отметки промерзания бюджет возрастает многократно.
Это основание применяется в силу традиций, так как обладает неоправданно высоким бюджетом строительства. Фундаментная лента, заглубленная ниже отметки промерзания, повышает цену м 2 жилища вдвое:
Однако погруженная на глубину ниже отметки промерзания лента остается практически единственным способом получить теплое подполье или полноценный подземный уровень. Это актуально для небольших участков, где горизонтальная застройка нежелательна. Этажность для индивидуальной застройки регламентируется тремя этажами, поэтому цокольный этаж значительно повышает комфортность проживания.
Защита от сил пучения для заглубленной ленты стандартная:
- утепление наружных стенок
- обратная засыпка песком, ПГС
- теплоизоляция отмостки
- дренаж по периметру подошвы
Утеплитель защищает гидроизоляционный материал, сжимается, принимая часть сил пучения на себя. Второй способ полностью избавляет от присутствия глинистой породы возле стенок ленты. Теплая отмостка не дает промерзнуть почве, дренажем отводится влага.
Для малозаглубленной ленты применяют практически все перечисленные методы борьбы с силами пучения. Однако эти основания коттеджей не могут на 100% заменить заглубленную ленту по комфортности эксплуатации, хотя и выдерживают серьезные нагрузки.
Легкие постройки на МЗЛФ практикуют преимущественно на песках, супесях. Несмотря на комплексную защиту от вспучивания, вероятность подъема почвы все же сохраняется. Легкие стены не смогут достаточно нагрузить фундамент, чтобы компенсировать усилия пучения. В этом случае рекомендуются пенобетонные, газобетонные блоки либо кирпичная кладка.
На ровных участках с нормальными геологическими условиями экономичным решением для легких построек является столбчатый фундамент. Максимальный ресурс конструкции обеспечивают столбы, подошва которых расположена ниже отместки промерзания в регионе. На мелкозаглубленных столбах могут покоиться исключительно надворные постройки, МАФ.
Наиболее популярен монолитный или стаканный столбчатый фундамент, которые в любом случае необходимо гидроизолировать, отсыпать по бокам инертным материалом во избежание сил пучения. Как у индивидуальных застройщиков, так и в околостроительной литературе к столбчатым основаниям часто относят висячие буронабивные сваи в оболочках, подошва которых опущена ниже отметки промерзания
.
В отличие от сваи, столб сооружается в откопанном шурфе, а не в пробуренном в земле отверстии. Технология имеет вид:
- разметка – по обноскам, вынесенным за углы здания, натягиваются шнуры по осям столбов
- разработка грунта – выкапывается шурф под каждый столб с учетом обеспечения доступа рабочих к бетонным работам
- подготовка – 20 см слой песка, 20 см слой щебня с уплотнением виброплитой каждых 10 см нерудных материалов, заливка подбетонки (5 – 10 см), гидроизоляция подошвы гидростеклоизолом (2 слоя)
- уширение – плита 10 – 20 см с горизонтальной арматурной сеткой (стержни 12 мм периодического сечения) с выпуском вертикального армокаркаса на всю высоту столба
- опалубка – щиты, асбоцементная, полиэтиленовая труба большого диаметра
- бетонирование – укладка смеси, уплотнение наконечником глубинного вибратора
- гидроизоляция – после распалубки на 4 – 15 день после набора прочности бетоном 70%
- обратная засыпка – пазухи шурфа заполняются ПГС или песком с послойным уплотнением материала
Таким образом, залегание подошвы столба ниже отметки промерзания гарантирует отсутствие сил пучения снизу. Обратная засыпка минимизирует выдергивающие нагрузки столба касательными усилиями.
Ввиду максимального бюджета строительства плавающей плиты, эти конструкции редко заглубляются ниже отметки промерзания. Однако погруженный на эту глубину плитный фундамент является самым долговечным из всех существующих, позволяет изготовить полноценный подвальный этаж. Конструкция имеет вид:
Сборные нагрузки от здания передаются на стены подвала, равномерно распределяются плитой по фундаментной подушке из инертных материалов (щебень, песок). Запас прочности плит глубокого заложения многократно превосходит необходимое значение, позволяя строить 3-х этажные кирпичные особняки с тяжелыми кровлями, облицовками стен, фасадов.
Существуют кессонные плиты, заливаемые по мету в опалубку сложной конфигурации:
Это самый экономичный вариант получить классический плитный фундамент с винным погребком или подземным сооружением для хранения овощей, размещения коммуникаций. Глубина подошвы погреба гарантированно находится ниже отметки промерзания. Это позволяет сохранить геотермальное тепло недр, не позволяющее пучнистым грунтам промерзнуть. Гидроизоляция конструкций обязательна, поскольку, даже при низком УГВ грунтовые воды могут иметь сезонные перепады уровня.
Свайный фундамент
В отличие от всех существующих фундаментов, для свай отметка промерзания не имеет особого значения. Минимально допустимая глубина погружения винтовых, буронабивных конструкций для жилища составляет 3 м, что гораздо больше отметки промерзания в большинстве регионов.
Площадь боковых поверхностей свай (диаметр 15 – 60 см) незначительна, выдергивающие усилия пучнистых грунтов в данном случае минимальны. Однако несущая способность свайных фундаментов на 70% зависит от расчетного сопротивления грунтов под пятой. Поэтому производятся геологические изыскания в пятне застройки либо пробное вкручивание.
В последнем случае глубина залегания несущего пласта (расчетное сопротивление 4 – 6 кг/см 2) определяется по резкому увеличению усилия затяжки. После чего, все сваи погружаются на этот уровень, опираясь на несущий пласт.
Таким образом, из всех существующих фундаментов ниже отметки промерзания не заглубляются:
- плавающая плита – за счет максимальной опорной поверхности, двухслойного армирования успешно противостоит подвижкам грунта, утеплением подошвы (вариант шведской плиты УШП) полностью ликвидируются силы пучения, земля не может промерзнуть
- мелкозаглубленная лента МЗЛФ – грунт под подошвой заменяют инертным материалом, утепляют отмостку, укладывают кольцевой дренаж
- малозаглубленные столбы – применяются исключительно для надворных построек, часто требуют ремонта на пучнистых грунтах
Все остальные фундаменты погружают ниже отметки промерзания в регионе, обеспечивая максимальную несущую способность, ресурс конструкции.
Заглубление подошвы фундамента ниже отметки промерзания позволяет стабилизировать геометрию пространственной конструкции, повысить долговечность. Однако этот способ для индивидуального строителя обходится дороже мелкозаглубленной ленты МЗЛФ, винтовых, буронабивных свай. Поэтому применяется исключительно при наличии в проекте подвального этажа.
Это архитектурно-строительная конструкция, которая играет очень важную роль при строительстве дома. От его устойчивости и прочности зависят долголетие всего здания, а также гарантия от всевозможных тяжелых и дорогостоящих ремонтов цокольной части стен, отмостки и самого фундамента. Из-за слабого, некачественно сделанного фундамента даже самая эффектная, красивая архитектура может оказаться в плачевном состоянии и потеряет свой вид. В результате неправильного возведения фундамента происходит разрушение дома, которое начинается снизу от грунта и сверху от кровли. Многие случаи из практики строительства и эксплуатации загородных малоэтажных зданий указывают на существенные проблемы, возникающие после определенного периода эксплуатации дома. К ним относятся: потеря домом тепла, появление плесени, сырости и трещин. Все эти проблемы являются результатом многих причин, в том числе и неправильно выбранного месторасположения данного дома на участке.
Избыточная теплопотеря приводит к большим расходам на топливо и на ремонт не только ограждающих конструкций стен, кровли, перекрытий, заделки трещин, швов и стыков, но и на необходимый ремонт самого фундамента. Если потеря тепла связана с разрушением гидро и теплоизоляции, то дополнительные усилия на их восстановление могут быть незначительными, но когда проблема касается самого основания, фундамента, то затраты на его ремонт могут быть очень существенны.
Вывод: прежде чем приступать к возведению личного дома своими силами, необходимо ознакомиться со всеми строительными процессами в последовательном цикличном порядке. Как правило, начинают строительство снизу вверх. При этом следует знать и помнить многие тонкости строительного дела и мастерства, а главное – заранее определиться в организации строительного плана на своем участке. То есть провести весь соответствующий комплекс подготовительных работ, заготовить и разместить на участке строительные материалы, конструкции и детали в том порядке, в каком они должны вами использоваться согласно имеющемуся проекту дома.
Трудности и сложности, возникающие при строительстве дома, нередко связаны с физическими явлениями окружающей среды и природно-климатическими условиями, такими как: температура и влажность воздуха, осадки (снег, дождь), ветер и его основное направление (так называемая «роза ветров»), его сила и напор, давление на стены и кровлю. Учет этих факторов при проектировании и строительстве направлен на обеспечение оптимального микроклимата внутри дома, при котором организм человека не испытывает физического и психологического дискомфорта.
Инсоляция – облучение поверхностей стен и кровли дома прямыми лучами солнца, оказывает значительное влияние на архитектурно-планировочное решение дома. Инсоляция оказывает световое, тепловое и биофизическое воздействие на человека. Воздействие инсоляции на человека и окружающую среду двойственно… С одной стороны, инсоляция благоприятна, без нее не обойтись; с другой стороны, чрезмерная солнечная активность (радиация) вызывает световой дискомфорт, перегрев и ультрафиолетовую пере облученность, диктующие применение солнцезащитных устройств. Эти свойства инсоляции очень хорошо используют архитекторы в процессе проектирования того или иного дома, особенно загородного. Они проектируют на фасадах (с южной стороны) разнообразные по форме конструкции: специальные солнцезащитные устройства в виде козырьков разнообразной формы, навесов, крытых террас, лоджий, балконов, декоративных экранов-отражателей (вертикальных и горизонтальных), опускающихся и поднимающихся маркизов и т. п. Применяемые конструкции не только закрывают стены дома от прямых солнечных лучей, благодаря чему часть сооружения находится в тени, но эти плоскости еще и украшают дом, делают его архитектурные мотивы более выразительными и живописными. Если дом строится на юге, где много солнца, то его архитектура может быть очень разнообразна и эффектна. Но необходимо помнить, что при проектировании и сооружении дома надо соблюдать условия разумной достаточности. Ведь излишняя затененность большими карманами, нишами, а также избыточное озеленение ведут к быстрому образованию сырости, плесени, мелким трещинам на внешних плоскостях дома, и в результате происходит разрушение основания сооружения, его фундамента.
Многие строительные материалы имеют пористую структуру и, следовательно, могут пропускать сырость и влагу, которые по скрытым от глаз капиллярным сосудам поднимаются вверх и опускаются вниз, что, безусловно, влияет на состояние фундамента. Основание дома может разрушаться и в том случае, если грунт сильно переувлажнен, в частности от воздействия грунтовой влаги. Если фундамент дома был сделан тяжелым, то последуют его просадки, разрушение гидроизоляции, отмостки и т. д. Как правило, фундамент начинает разрушаться с той стороны, где грунт основания переувлажненный, где преобладает затененность и нет проветривания.
Важно помнить, что очень часто, в практике бывают ситуации, когда торопливость в быстром завершении строительства дома, нехватка и замена одного строительного материала другим, различные просчеты и ошибки при возведении постройки приводят к тому, что жилой дом к началу эксплуатации начинает разрушаться. В результате вся нагрузка падает на основание дома, его фундамент. Поэтому тщательно подготовленное основание и грамотно выполненный фундамент обеспечат надежность эксплуатации любого дома - как одноэтажного садового, так и многоэтажного современного особняка.
Регионы страны отличаются по своим природно-климатическим условиям, поэтому в зависимости от этого в период зимних холодов грунты могут промерзать на различную глубину, что приводит к их вспучиванию. Особенно подвержены таким изменениям глинистые грунты, лёсс, супеси и пылеватые пески. Грунты под весом возведенного дома проседают, в результате чего цельность строительных конструкций нарушается. Чтобы не допустить подобного, еще на стадии закладывания фундамента нужно принять особые меры, а именно:
- укрепить грунт, уложив песчаный слой или введя цемент либо битум;
- провести дренажные работы;
- обеспечить защиту от неравномерного увлажнения грунта в котловане или траншее;
- сократить сроки возведения фундамента из водостойких материалов, при этом пространство между фундаментов и стенками котлована или траншеи необходимо засыпать грунтом в максимально короткие сроки.
Для нечерноземной полосы России характерны пучинистые грунты, к которым относятся глины, суглинки, супеси и мелкие пески. Непучинистые (средне- и крупнозернистые пески, гравелистые пески, крунообломочные и скалистые породы) встречаются гораздо реже.
Рассчитывая, конструируя и закладывая фундамент, необходимо помнить, что силы пучения при пониженных температурах действуют снизу вверх по касательной на боковые стороны фундамента, составляет 6-10 тонн на 1 кв.м. и практически всегда превосходят вертикально направленные силы, возникающие под весом самой конструкции дома (это особенно характерно для легких зданий).
Чтобы не допустить морозного пучения или уменьшит его силу, при закладке фундамента следует:
- выполнить боковые поверхности фундамента с наклоном;
- обработать боковые поверхности фундамента составом, препятствующим их смерзанию с грунтом;
- утеплить отмостку, что сократит глубину промерзания грунта. Отмостка представляет собой полосу земли, которая покрыта изолирующим материалом. Основное назначение отмостки - препятствование проникновению влаги под фундамент;
- проложить дренаж для осушения грунта.
Глубина траншеи, которую необходимо отрыть для закладки фундамента, зависит от целого ряда обстоятельств:
- глубина промерзания грунта;
- структура грунта;
- наличие и уровень грунтовых вод;
- природно-климатические условия , определяющие глубину промерзания грунта.
Кроме качества грунта, необходимо знать глубину его промерзания. Глубина фундамента должна быть больше глубины промерзания грунта, которая для средней полосы составляет 80-100 см.
Глубина закладки фундамента зависит также от уровня грунтовых вод. При низком уровне грунтовых вод (больше глубины промерзания плюс 2 м) рекомендуется фундамент закладывать не менее полуметра. При более высоком уровне грунтовых вод (до 2 м глубины промерзания) рекомендуется фундамент закладывать на глубину промерзания и устанавливать его на подушку из песка и гравия.
Минимальное заглубление фундамента - 0,5 м для песчаных грунтов, для глинистых грунтов - 0,7 м.
Минимальная толщина - 50 см из бутового камня, из бутобетона - 35 см.
Таблица для определения глубины закладки фундамента при малоэтажном строительстве:
| Тип грунта | Горизонт грунтовых вод относительно расчетной глубины промерзания |
Глубина закладки фундамента |
| Скальные | Не имеет значения | Независимо от глубины промерзания |
| Щебень, галька, крупно- и среднезернистые гравелистые пески, гравий | Не имеет значения | Независимо от глубины промерзания - 0,5 м |
| Глины, супеcи, суглинки, пылеватые и мелкозернистые пески | Горизонт грунтовых вод находится на расчетной глубине промерзания или выше нее | Не меньше, чем расчетная глубина промерзания |
Глубина промерзания грунта зависит от природно-климатической зоны, на территории которой строится дом. Поскольку территория России располагается в Северном полушарии, то на большей ее части наблюдается промерзание грунта зимой, хотя, естественно, она будет различной, например, в Архангельской и Саратовской областях. Для каждой географической зоны существует нормативная глубина промерзания. Это такая глубина, на которой зимой отмечается температура 0°С, а для глинистых и суглинистых грунтов -1°С. В ходе многолетних наблюдений в местах, очищенных от снега, было установлено ее среднее значение. Оно было принято за точку отсчета. Глубина промерзания грунтов колеблется от 80 см на юге до 240 см на севере.
Расчетная глубина промерзания под закладку фундамента жилого дома, который зимой постоянно отапливается, может быть уменьшена по сравнению с нормативной на определенную величину, если пол располагается на:
- грунте - на 30%;
- лагах - на 20% (лаги – это бревна или металлические балки, кладутся горизонтально и служат опорой для пола);
- применить вертикальное армирование для связывания верхней и нижней поверхности фундамента;
- балках - на 10%.
Близкие грунтовые воды и повышенная вследствие этого влажность относятся к основным факторам, влияющим на глубину промерзания грунта зимой. По законам физики, вода при замерзании увеличивается в объеме (примерно на 10%), что вызывает пучение слоев грунта в пределах глубины промерзания. В результате происходят выталкивание фундамента зимой и противоположный процесс - затягивание - весной, что по периметру фундамента идет с различной интенсивностью, т.е. неравномерно. Подобные обстоятельства могут повлечь за собой деформацию фундамента и трещинообразование, а в последствии даже разрушение. Сила вспучивания настолько велика (приблизительно 120 кН на 1 кв.м.), что может приподнять практически любой дом, но неодинаково на разных участках. Единственный выход - грамотная закладка фундамента.
Иногда строители перестраховываются и закладывают фундамент (даже при незначительной глубине промерзания грунта) на глубину более 1 м. При этом подошва фундамента находится на слоях непромерзающего грунта. Это может быть оправдано при повышенной нагрузке (более 120 кН на погонный метр ленточного фундамента), когда строится кирпичный или каменный дом высотой 2-3 этажа. При возведении стен из относительного легких строительных материалов (бруса, вспененного бетона и т.п.) нагрузка на каждый погонный метр не превышает 40-100 кН. Деформацию фундамента при пучении могут вызвать силы трения, действующие со стороны прилегающих слоев грунта. Помимо этого, если возведенная постройка достаточно легкая, несущая способность заглубленного фундамента используется только на 10-20%. Следовательно, 80-90% материалов и средств, которые будут вложены в работы нулевого цикла, тратятся нерационально, практически впустую.
! Тематические статьи и материалы, размещенные на сайте www.сайт носят исключительно информационный характер и никоим образом не являются руководством к действию. Пожалуйста, при строительстве дома, ремонте и отделке обращайтесь к профессионалам!
Глубину заложения фундаментов выбираем с учетом следующих факторов:
Конструктивных особенностей зданий и сооружений.
Характера напластования, вида и состояния грунтов состояния.
Положение уровня грунтовых вод.
Величины и характера нагрузок, действующих на основание и фундаменты.
Глубины сезонного промерзания и оттаивания.
Глубины заложения фундаментов близко расположенных существенных зданий и сооружений.
Подземная часть несущих конструкций, входящих в нулевой цикл, в процессе строительства состоит из бетонных блоков стен подвалов и железобетонных фундаментных плит. В качестве основания фундаментов принят II слой.
Определяем глубину заложения фундамента из таких параметров:
при выборе глубины заложения фундамента используем анализ инженерно-геологических условий строительной площадки. В связи с тем, что в растительном слое находится много органических веществ, имеет большую сжимаемость, находится слой глубины промерзания, принимать этот слой под основу фундамента невозможно. Этот слой необходимо срезать и устроить фундамент. Если учитывать то что уровень подошвы должны находится минимум на 1м выше УГВ (108,4 м) .
Согласно условий СНиП глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной глубины промерзания грунта. Коэффициент k n = 0,6 для зданий с подвалом и средней температурой воздуха в помещении +10 0 С будет равен 0,6.
Расчетная глубина промерзания:
d = k n * d n = 0.6 * 0,9 = 0,54 м
Высота подушки фундамента 0.3 м.
Фундамент опирается на пески пылеватые плотные.
Вывод: принимаем глубину заложения фундамента – 2,0м
Перед устройством фундамента необходимо будет устраивать работы по укреплению основания и проведению дренажных работ.
4. 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 c 1 и γ c 2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы различных грунтов в основании фундаментов;
=1,25
– (т.к.
);
=1,2
(т.к. L/Н<1,5)
k – 1.1 (т.к. физико-механические характеристики грунта приняты по СНиП 2.02.01-83);
=1
(если ширина подошвы менее 20м);
Мγ, Мq,
Мс – безразмерные коэффициенты по СНиП
в зависимости от
.
При
=
Мγ=0,69
=25
кПа - удельное сцепление грунта, кПа;
=0,57
;
d 1 =2,0м (глубина заложения фундамента);
γ / - удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента.
γ – удельный вес грунта расположенного под подошвой фундамента.
кН/
Примем 
R= 371,59 
Определим Р:
Под самонесущую стену:
(при 
)
<
R=371,59
Под наружную несущую стену:
(при 
)
<
R=371,59
Под внутреннюю стену:
(при 
)
<
R=371,59
Т.к. все условия
выполнены, принимаем ширину подошвы
фундамента
,
принимаем фундментные подушки марки
Фл 12.12.
Любая постройка нуждается в качественном, надежном, правильно спроектированном и обустроенном основании – фундаменте. Он является опорной площадкой, принимающей на себя и обеспечивающей распределение как нагрузок, создаваемых зданием, так и сил воздействия грунта, атмосферных явлений и прочих внешних факторов.
Одним из важнейших этапов проектирования опорной конструкции, вне зависимости от ее разновидности, является определение требуемой глубины заложения. Многие застройщики ошибочно полагают (и многочисленные инструкции, составленные неквалифицированными авторами, лишь усугубляют положение дел), что глубину заложения фундамента нужно определять, ориентируясь исключительно на уровень промерзания грунта. Да, это один из наиболее значимых показателей, но в действительности факторов, требующих учета и анализа, гораздо больше: особенности постройки, инженерно-геологические условия, рельеф площадки, уровень прохождения подземных вод и т.д.
Способы закладки фундамента
Знание методики определения необходимой глубины заложения опоры позволит вам спроектировать и получить в итоге максимально надежную конструкцию, способную служить десятки лет безо всяких проблем и нареканий. Даже если вы планируете поручить обустройство опоры сторонним специалистам, разобравшись в нюансах рассматриваемого расчета, вы сможете проконтролировать правильность выполняемых ими действий, т.к. неверный выбор глубины заложения в будущем приведет к катастрофическим последствиям – начнутся процессы деформации и последующего разрушения опоры, а вместе с ней и вышестоящего здания.
Следуя элементарной логике, можно прийти к примерно такому выводу: чем глубже заложишь фундамент, тем лучше он будет противостоять всевозможным воздействиям, и тем дольше прослужит. На практике ситуация обстоит иным образом. Далее вам предлагается ознакомиться с самыми популярными мифами о глубине заложения фундамента и узнать, как нужно делать правильно.
Глубже строишь – дольше служит
Даже опытные труженики сферы строительства нередко заблуждаются, полагая, что внушительная глубина заложения при любых обстоятельствах является гарантией надежности и долговечности конструкции. В некоторых ситуациях это срабатывает, но не стоит думать, что большая глубина заложения основания будет являться 100%-м залогом высокой прочности опоры.
На практике обязательно выполняется квалифицированный и довольно объемный расчет, предполагающий предварительное проведение инженерно-геологических исследований, определение типа почвы на участке, нахождение уровня прохождения грунтовых вод и т.д. Многое зависит и от конструктивных особенностей возводящегося здания (материал, число этажей, надстройки и т.п.). К примеру, к фундаменту для бани при прочих равных условиях будут предъявляться менее строгие требования, нежели к опоре, рассчитанной на использование в комплексе с жилым домом, но к определению оптимальной глубины заложения нужно одинаково ответственно и грамотно подходить в обоих случаях.
Полезный совет! Вышеперечисленные моменты интересным и понятным простому обывателю языком подробно изложены в книге «Не зарывайте фундаменты вглубь» под авторством В.С. Сажина. Рекомендуем к ознакомлению.
Файл для скачивания – В.С. Сажин «Не зарывайте фундаменты вглубь». Расчеты, таблицы, конструкция фундаментов, правила выбора опорных конструкций, правила армирования
Одна лишь глубина важна?
Как отмечалось, фундамент не во всех ситуациях должен быть заглубленным, даже если строительство ведется на не самом спокойном грунте – существуют строительные технологии, позволяющие увеличить твердость и плотность практически любой почвы. Ввиду этого, если запланировано строительство компактной частной бани, а не огромного жилого дома, в «закапывании денег в землю» не будет никакого смысла.
Наряду с этим, должны учитываться характерные особенности строительной площадки. К примеру, распространенной проблемой является высокое прохождение грунтовых вод. В случае возведения бани, этот вопрос можно решить посредством обустройства эффективного дренажа вокруг опорной конструкции, а не за счет заглубления фундамента.
Еще одной распространенной проблемой являются оползни. Наличие таковых может привести к катастрофическим последствиям в виде провисания, деформации и разрушения опорной конструкции. В данном случае целесообразнее будет заняться укреплением грунта, а не фундамента.
К примеру, в случае с песчаными грунтами хорошо проявляет себя технология силикатизации, предполагающая обработку грунта вокруг опорной конструкции с помощью смеси, включающей равные доли воды и жидкого стекла. Увлажненный таким составом песок тщательно утрамбовывается. В результате грунт становится более прочным.
Еще один эффективный способ предполагает использование специальных химических реагентов. В данном случае на строительной площадке пробуриваются небольшие скважины, через полученные углубления в землю вливаются смоляные составы, что приводит к эффективному упрочнению слабого грунта с минимальными финансовыми затратами.
Нормативно-технические положения
Положения в отношении оптимальной глубины заложения опорных конструкций закреплены соответствующей нормативной документацией. В данном случае это СНиП под номером 2.02.01-83.
Файл для скачивания. СНиП 2.02.01-83. СП 22.13330.2011. ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.
От чего зависит глубина заложения опорных конструкций?
На этом этапе проектирования внимание уделяется следующим моментам:
- назначению и габаритам постройки, которая будет возводиться на опоре;
- уровню нагрузок, создаваемых строением;
- глубине обустройства опорных конструкций ближайших и примыкающих зданий;
- уровню прохождения инженерных коммуникаций;
- особенностям рельефа местности;
- значимые инженерно-геологическим особенностям строительной площадки. Сюда входят: свойства почвы, особенности имеющихся напластований и т.п.;
- гидрогеологическим особенностям местности и характеру их потенциальных изменений при проведении строительных работ и в ходе последующей эксплуатации конструкции;
- вероятности размыва почвы у опорных конструкций, возводящихся неподалеку от водоемов;
- показателю уровня сезонных промерзаний почвы.
При определении этого значения используется усредненный показатель наибольших ежегодных глубин промерзания. Для правильного проведения расчета нужно брать сведения, полученные в ходе минимум 10-летнего наблюдения. Непосредственно для наблюдений выбирается ровная не заснеженная площадка. Уровень грунтовых вод, при этом, должен быть ниже по отношению к показателю сезонного промерзания почвы.
Если результаты многолетних наблюдений отсутствуют (а именно так зачастую и случается) выполняются соответствующие теплотехнические расчеты. Для регионов, на территории которых почва не промерзает больше чем на 250 см, допустимо использование следующей формулы определения нормативного показателя глубины промерзания.
Коэффициент Mt в вышеприведенной формуле указывает на суммарное значение абсолютных среднемесячных минусовых температур зимой для конкретного региона. Эту информацию следует уточнить индивидуально, обратившись в ближайшую гидрометеорологическую станцию или ознакомившись с соответствующей справочной информацией.
Коэффициент d0 определяется по типу почвы на участке. Зависимость следующая:
- глинистые и суглинистые грунты – 0,23 м;
- пылеватые, мелкопесчанистые и супесные грунты – 0,28 м;
- средние, крупные, а также гравелистые пески – 0,3 м;
- крупнообломочные – 0,34 м.
Что такое расчетная глубина промерзания?
Для ее нахождения используется следующая формула.
Коэффициент dfn здесь указывает на нормативную глубину промерзания (руководство по определению этого показателя приводилось выше).
Показатель kh является коэффициентом, отсылающим к воздействию теплового режима строения. В случае с наружными опорными конструкциями отапливаемых зданий этот параметр берется из следующей таблицы.
При обустройстве же оснований неотапливаемых зданий данный коэффициент принимается равным 1,1.
Определение показателя расчетной глубины промерзания осуществляется в соответствии с теплотехническим расчетом и в тех ситуациях, когда опорная конструкция укомплектовывается постоянной теплоизоляцией. Также данное положение актуально для ситуаций, когда особенности температурной эксплуатации возводящегося здания могут оказывать значимое воздействие на температурные показатели почвы, к примеру, в случае с банями.
Показатель глубины заложения, актуальный для отапливаемых конструкций, также принимается в случае возведения внешних и внутренних оснований. Во втором случае расчетный показатель промерзания во внимание не принимается.
Расчетное значение также может не учитываться, если:
- основание обустраивается на мелкопесчанистом грунте и в ходе исследований был подтвержден факт отсутствия пучинистости, а также в ситуациях, когда предварительные исследования и последующие расчетные мероприятия позволили установить, что деформационные процессы, возникающие в ходе промерзания-оттаивания грунта, не оказывают отрицательного воздействия на эксплуатационную пригодность конструкции;
- запланировано проведение соответствующих мероприятий, направленных на исключение промерзания почвы.
Для нахождения глубины обустройства опорных конструкций отапливаемых зданий, планировка которых включает необогреваемые подполья и подвальные помещения, используйте следующую таблицу. Считайте от пола первого этажа до подвала.
От теории к практике
Ранее вы имели возможность ознакомиться с перечнем факторов, принимаемых во внимание в процессе проектирования фундамента, а также получили теоретическое представление об основных расчетных мероприятиях на этапе планирования основания. Теперь вам предлагается узнать, как проводится определение оптимальной глубины заложения на практике.
На что обращаем внимание?
Ранее приводился довольно обширный перечень факторов, определяющих оптимальную глубину заложения фундамента. На практике застройщики обращают внимание лишь на некоторые из них. Об этом в таблице.
Таблица. Факторы, определяющие глубину заложения
| Факторы | Пояснения |
|---|---|
| В ходе изучения инженерно-геологических условий определяется слой грунта, способный взять на себя функции естественного несущего основания для опорной конструкции. На практике при определении глубины заложения придерживаются нижеперечисленных правил: Глубина заложения – от 50-70 см; Заглубление опорной конструкции в естественный несущий слой – от 10-20 см; По возможности опорное основание закладывается ниже по отношению к грунтовым водам. Соблюдая это правило, застройщик избавляет себя от необходимости сооружения водоотлива. При этом будут отсутствовать нарушения природной структуры почвы. Если возможность заглубиться ниже уровня грунтовых вод ввиду каких-либо обстоятельств отсутствует, прибегают к обустройству водоотлива, шпунтованного крепления стенок ямы, в результате чего величина суммарных затрат на проведение необходимых земляных работ существенно возрастает. |
|
| Среди значимых климатических факторов, имеющих наибольшее значение при установлении глубины заложения опорных конструкций различного назначения, выделяют, во-первых, глубину промерзания почвы на участке, во-вторых, особенности оттаивания грунта, связанные, прежде всего, с уровнем прохождения подземных вод. Некоторые типы грунтов в процессе промерзания поддаются пучению, т.е. увеличивают свой объем. В подобных условиях фундамент строения должен быть заложен строго ниже точки глубины промерзания. К появлению упомянутого морозного пучения приводит преимущественно перемещение влаги, содержащейся в нижележащих грунтовых слоях, к фронту промерзания. Ввиду этого, большое значение при определении оптимальной глубины обустройства опорной конструкции должно уделяться показателю уровня прохождения подземных вод в холодный период года. К категории пучинистых относятся пылевато-глинистые грунты и разновидности грунтов, состоящие из мелкого и пылеватого песка. При выполнении строительных работ на таких почвах, глубину обустройства опоры определяют по показателю уровня промерзания, если подземные воды проходят менее чем на 200 см ниже точки промерзания. |
|
| Среди значимых конструктивных особенностей возводящегося строения, влияющих на итоговое значение глубины заложения основания, выделяют: Наличие цокольных/подвальных помещений и их габариты; Наличие приямков и их размерные характеристики; Наличие и габариты опорных конструкций для различного оборудования, к примеру, банной печи; Наличие подземных коммуникаций и их габаритные характеристики; Характер нагрузок, поступающих на опорную конструкцию, и их величину. Как правило, при наличии подземных помещений опорные конструкции заглубляют на 50 см ниже пола таковых. В случае обустройства столбчатой опорной конструкции, упомянутый показатель может увеличиваться до 150 см. |
Важно! После определения оптимальной глубины заложения по всем значимым факторам, выбирается наибольший найденный показатель, и именно он используется в качестве расчетного.
Существует довольно много разновидностей опорных конструкций, среди которых наибольшее распространение в частном строительстве получили ленточный, столбчатый и плитный фундаменты. Далее вам предлагается ознакомиться с рекомендациями в отношении оптимальной глубины заложения каждого из них.
Ленточные опоры
Фундамент ленточного типа занимает первое место по популярности среди частных застройщиков. Такие конструкции характеризуются более легким возведением и меньшими финансовыми затратами, если сравнивать с монолитными плитными опорами.
Конструкция ленточного основания представляет собой армированную бетонную полосу, обустраиваемую под стенами и перегородками строения. Основание принимает нагрузки, создаваемые вышестоящим строением, и обеспечивает их равномерное распределение на грунт.
Важно! Показатель несущей способности почвы на участке должен превышать нагрузки, передаваемые фундаментной конструкцией от здания. Сведения в отношении необходимых подробно освящались в соответствующей публикации.
Основание ленточного типа подходит для использования на однородных грунтах с отсутствующей либо слабовыраженной пучинистостью. Лучше, чтобы грунтовые воды проходили как можно ниже. Не рекомендуется обустраивать бетонные ленты на подтапливаемых территориях.
Рассматриваемый фундамент запрещен к использованию на торфяных и прочих биогенных органических почвах. Также от применения такой конструкции следует воздерживаться, если строительный участок располагается на неоднородной почве либо на стыке различающихся типов грунтов. Не рекомендуется использовать ленточный фундамент на водонасыщенном пылеватом песчаном грунте и водонасыщенных глинистых грунтах.
При определении конфигурации и геометрических параметров опорного основания нужно учитывать нижеперечисленные факторы:
- нагрузки, создаваемые вышестоящим зданием;
- характеристики почвы (пучинистость, показатели несущей способности);
- климат на местности;
- свойства строительных материалов.
Минимально допустимую глубину обустройства ленточной опорной конструкции определяют по уровню промерзания почвы, высоте залегания подземных вод, а также особенностям пучинистости грунта. Зависимость следующая: чем глубже промерзает грунт и чем ближе вода проходит к поверхности, тем сильнее пучинистость почвы, и тем более выраженное воздействие оказывается на опору снизу. Под воздействием данных сил основание будет сдавливаться и выталкиваться вверх. Для уменьшения интенсивности выраженности этих воздействий и осуществляется заглубление фундамента.
Полезный совет! Помимо заглубления опорной конструкции, выраженность показателей морозного пучения почвы может регулироваться посредством обеспечения теплоизоляции опоры, монтажа несъемной теплозащищенной опалубки на этапе обустройства фундамента, а также путем обеспечения водоотведения и организации дренажа, уплотнения грунта, его частичной либо полной замены.
В соответствии с актуальными строительными нормами, наименьшее допустимое заглубление ленточной бетонной опоры на всех малопучинистых и непучинистых почвах (за исключением глинистого и скального грунтов) составляет 450 мм. При работе на скальном грунте, ввиду физической невозможности обеспечения значительного заглубления, допускается обустройство опорной конструкции непосредственно на поверхности почвы. При обустройстве ленточной опорной конструкции на глинистых почвах и прочих грунтах пучинистого типа, основание заглубляется минимум на 750 мм (в среднем выдерживают 90-100-сантиметровый показатель).
Если грунт чрезмерно мягкий и присутствует вероятность его подвижности (в эту группу входят водонасыщенные почвы, супеси, пески), а также при низких показателях несущей способности поверхностных грунтовых слоев, ленточный фундамент может быть заглублен до уровня расположения шаров грунта, характеризующихся стабильными свойствами и более высокой несущей способностью.
В качестве ориентиров можете использовать значения, приведенные в следующей таблице.
| Расчетная глубина промерзания условно непучинистого грунта | Расчетная глубина промерзания слабо пучинистого грунта твердой и полутвердой консистенции | |
|---|---|---|
| до 2 метров | до 1 метра | 0,5 м |
| до 3 метров | до 1,5 метров | 0,75 м |
| более 3 метров | от 1,5 до 2,5 метров | 1 м |
| от 2,5 до 3,5 метров | 1,5 м |
Полезный совет! Вне зависимости от условий на местности, максимальным допустимым показателем заглубления в экономическом и в целом разумном плане является 250 см.
Если фундамент обустраивается на песчаном непучинистом грунте, на показатель глубины промерзания можно не обращать внимания. Также избавиться от зависимости с глубиной промерзания можно при обеспечении вертикального утепления фундамента и горизонтальной теплоизоляции грунта.
Приведенные выше значения могут претерпевать изменения, если грунтовые воды располагаются относительно близко к поверхности. При таких обстоятельствах фундамент придется заглублять на более существенный уровень. Можете ориентироваться на значения, приведенные в следующей таблице.
Владельцам участков, расположенных на пучинистых почвах с высокими грунтовыми водами, следует подумать над использованием другой опорной конструкции, к примеру, свайно-ростверковой. Такому основанию не страшны грунтовые воды и морозные пучения.
Показатели нормативной глубины промерзания представлены в таблице.
В основе этой конструкции – опорные столбы, обустраиваемые в углах строения и на пересечениях стен и перегородок. При необходимости дополнительные опоры сооружаются под тяжелыми простенками, массивными балками и в прочих участках, характеризующихся увеличенной нагрузкой.
В целях обеспечения равномерности распределения нагрузок, создаваемых вышестоящим строением, а также организации работы столбов в качестве цельной опорной конструкции и для увеличения устойчивости фундамента к воздействующим на него силам, обустраивается ростверк, представленный обвязочными балками, соединяющими элементы опорной конструкции.
- при возведении строений, не имеющих подвальных помещений;
- при строительстве зданий с легкими стенами, выполненными по каркасной, щитовой и подобным технологиям;
- при возведении кирпичных стен при наличии необходимости обеспечения глубокого заложения;
- при более высокой устойчивости столбчатого фундамента к осадочным процессам в почве (по сравнению с другими разновидностями фундаментов);
- при необходимости максимального минимизирования выраженности сил морозного пучения (столбы в меньшей степени подвержены упомянутому явлению по сравнению с ленточными и плитными конструкциями);
- при прочих условиях, когда использование ленточного фундамента является экономически невыгодным или нецелесообразным ввиду каких-либо обстоятельств.
Столбчатая опорная конструкция имеет ряд преимуществ.
Во-первых, на ее обустройство обычно затрачивается не более 20% от расходов на весь дом (для сравнения, в случае с фундаментами других типов этот показатель может возрастать до 30% и более).
Во-вторых, через отдельные опоры происходит более эффективное распределение нагрузок, нежели посредством сплошного ленточного основания. Столбы обеспечивают равнозначные показатели давления на почву, в результате чего отмечается уменьшение выраженности осадки по сравнению с ранее рассмотренными ленточными конструкциями. Благодаря этому появляется возможность уменьшения суммарной площади основания.
Опорно-столбчатая конструкция – фото
При определении оптимального показателя глубины заложения столбов, обращают внимание на нижеперечисленные факторы:
- глубину промерзания почвы. Этот параметр остается значимым при проектировании любого фундамента. В идеале столбы должны быть заглублены на 20-30 см ниже упомянутой отметки, но необходимость в этом возникает не всегда. Исключительные случаи будут рассмотрены отдельно;
- тип грунта и особенности его состава. Лучший вариант – песчаный грунт. Вода практически мгновенно проходит через такую почву, плюс ее несущая способность сохраняется на очень высоком уровне. От строительства на торфяниках и илистых грунтах следует воздерживаться. Единственный возможный вариант в данном случае сводится к частичной (еще лучше – полной) замене имеющейся почвы песчаником;
- глубину залегания подземных вод. Этот момент определяется в ходе соответствующих предшествующих исследований. Практически 100%-м подтверждением высокого уровня грунтовых вод может служить наличие поблизости любого природного водоема. В данном случае прибегают к организации систем дренажа или устройству гидроизоляции.
Помимо природных факторов, проектировщик должен обращать внимание на нижеперечисленные положения:
- предполагаемый вес готового строения;
- вес опорных столбов;
- вес предметов внутреннего обустройства постройки и находящихся в ней людей;
- временные нагрузки, к примеру, снег.
Наиболее выраженное отрицательное воздействие на опорные конструкции оказывают силы морозного пучения. Ввиду этого, строительству практически любого фундамента предшествует оценка степени пучинистости грунта. Большинство застройщиков придерживается принципа, в соответствии с которым при работе на грунтах пучинистого типа фундаменты закладываются в среднем на 200-300 мм ниже расчетного показателя глубины промерзания в холодное время года. Наряду с этим, возведение малонагруженных построек, к примеру, таких как частная баня, имеет свои исключительные особенности.
Фундаменты подобных строений подвергаются силам пучения, в большинстве случаев превосходящим общие нагрузки, создаваемые вышерасположенным строением. Из-за такой разности по итогу и происходят разнообразные деформации опоры.
Ввиду этого, планируя постройку бани или любого другого здания без подвального помещения на грунте, склонном к сезонному пучению, лучше отдавать предпочтение незаглубленной либо мелкозаглубленной разновидности опорной конструкции.
Мелкозаглубленными называют опоры, глубина заложения которых составляет 50-70% от нормативного показателя промерзания почвы. К примеру, в соответствии с нормативным показателем грунт промерзает на 150 см. В данном случае мелкозаглубленный фундамент надо заглублять минимум на 75 см.
Если грунт является пучинистым и глубоко промерзает, придется делать заглубленную опорную конструкцию, обустраиваемую, как уже отмечалось, в среднем на 20-30 см ниже точки промерзания. При таких обстоятельствах хорошо себя показывают сборные и монолитные столбы из армированного бетона. Подобные конструкции в незначительной мере подвержены воздействию сил пучения.
Если для обустройства опор применяются камни, неармированный бетон, мелкие блоки, кирпич, стены фундамента должны сужаться кверху – благодаря этому будет, во-первых, обеспечено равномерное распределение нагрузок, создаваемых строением, во-вторых, уменьшен расход строительных материалов.
Среди дополнительных мер, способствующих уменьшению выраженности сил морозного пучения, следует отметить нижеперечисленные положения:
- покрытие боковин столбов материалами, способствующими уменьшению трения почвы. К числу таких материалов относятся разнообразные пластичные смазки, полимерные пленки, эпоксидные смолы, битумные мастики и т.д.;
- утепление верхнего шара грунта вокруг опорной конструкции. Прекрасным вариантом является сооружение утепленной отмостки.
Есть ряд ограничений, наличие которых является прямым противопоказанием к применению столбчатых опор.
- Во-первых, столбчатый фундамент нельзя использовать на слабых грунтах, а также почвах, склонных к горизонтальным подвижкам, т.к. столбы характеризуются малой стойкостью к опрокидываниям. Чтобы нивелировать боковые сдвиги, обустраивается жесткий армированный ростверк. В случае его применения затраты на возведение столбчатого фундамента практически уровняются с расходами на заливку армированной ленты.
- Во-вторых, столбы лучше не обустраивать на участках, расположенных на слабонесущих (торфяных, водонасыщенных глинистых и т.п.) грунтах, в особенности в случае возведения тяжелых домов (с использованием железобетонных плит перекрытия, с кирпичными стенами толщиной от 50 см и т.д.).
- В-третьих, лучше не строить ничего на столбчатых опорах, если участок расположен в местности с существенными перепадами высот (более 200 см).
На участках со сложным рельефом столбчатое основание – не лучший вариант
Плитные опоры
Монолитная плитная опорная конструкция характеризуется высокими показателями надежности, прочности и долговечности, но и требует соответствующих трудовых и материальных вложений на обустройство. Применение таких опор является целесообразным при работе на слабых разновидностях грунтов, к примеру, почвах с высоким содержанием органики.
В случае использования плиты отмечается уменьшение давления на почву. Происходит это по той причине, что плита опирается на основание всей поверхностью, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение нагрузок, создаваемых вышестоящим строением.
На плитном фундаменте можно строить здания из любых материалов. В особенности часто подобные опоры выбираются для применения в комплексе с каменными конструкциями, т.е. строениями, возведенными из блоков, кирпичей и т.п.
Как и в случае с вышерассмотренными разновидностями оснований, глубину заложения определяют в соответствии с характерными особенностями грунта и нагрузками, создаваемыми строением: чем они выше, тем толще делается плита и тем глубже она закладывается.
Плитные фундаментные конструкции не заглубляют до уровня промерзания. Незаглубленные опоры и вовсе возводят на уровне грунта. В строительной практике получила популярность т.н. «плавающая плита» – такой фундамент заглубляется максимум до 1 м, а силами нижележащего утрамбованного песчано-гравийного слоя обеспечивается видимость «плавающей» железобетонной плиты. Такая конструкция характеризуется большей устойчивостью к деформационным воздействиям со стороны грунта.
Наибольшей же популярностью пользуется мелкозаглубленная разновидность плитного фундамента, закладываемая на глубину 200-500 мм. Под плитой обустраивается уплотненная «подушка» из песка и щебенки суммарной толщиной порядка 30 см. Плита армируется по всей площади. Подобная конструкция характеризуется высокой стойкостью к переменным нагрузкам, возникающим при перепадах температуры и приводящим к пучению грунта.
Мелкозаглубленная
разновидность плитного фундамента
Таким образом, плитные фундаменты подходят для использования на проблемных грунтах: подвижных, просадочных, пучинистых и т.п.
Среди недостатков такой конструкции нужно отметить большой объем земляных работ, а также повышенные затраты на приобретение высококачественных армирующих элементов и бетона. Используемые материалы должны соответствовать следующим минимальным требованиям:
- марка бетона – от М200;
- арматура – стальная, диаметром не менее 1,2 см.
Таким образом, монолитная армированная бетонная плита хорошо подходит для использования на грунтах с высокими подземными водами, а также на слабых и разнородных почвах. При таких обстоятельствах расходы на обустройство плитной конструкции будут оправданными и целесообразными. В противном случае специалисты рекомендуют обращать внимание на более экономически выгодные решения в виде вышерассмотренных столбчатого и ленточного оснований.
Дополнительно вам предлагается ознакомиться с таблицами, характеризующими различные типы грунтов, а также отражающими зависимость показателя глубины заложения опорной конструкции от характеристик грунта и высоты прохождения подземных вод.
Удачной работы!
Видео – Глубина заложения фундамента