Питання глибини закладення актуальне для будь-якого типу фундаменту під будинок. Правильний вибір цієї величини дозволить забезпечити міцність та надійність конструкції (при дотриманні технології будівництва). Глибина закладення фундаменту повинна призначатися у суворій відповідності до нормативної документації.
Відповідно до пункту 12.2 СП 50-101-2004 глибина необхідного закладення фундаменту будь-якого будинку залежить від:
- призначення об'єкта, його конструктивних рішень та навантажень від елементів, що лежать вище;
- глибини закладки у ґрунті інженерних комунікацій будинку;
- рельєфу ділянки та планувальних позначок;
- характеристик ґрунту основи;
- кліматичних особливостей території будівництва.
Якщо сказати простіше, то для приватного будівництва мінімальна глибина, яка потрібна для закладення підошви фундаменту у ґрунтах визначається такими факторами:
- тип фундаменту;
- тип ґрунту;
- наявність чи відсутність підвалу;
- рівень розташування у ґрунті ґрунтових вод (УГВ);
- глибина промерзання ґрунту в зимовий період.
Позначку підошви за наявності підвальних або цокольних приміщень приймають на 30-50 см нижче за відмітку підлоги. Фундамент повинен бути заглиблений так, щоб до рівня підземних вод залишалося не менше 50 см.
Глибина промерзання ґрунту враховується для стовпчастих та стрічкових фундаментів. Плити зазвичай укладаються вище за відмітку замерзання, а палі спираються істотно нижче (розрахунок довжини виробляють за несучою здатністю).
Глибину закладення залежно від промерзання
Промерзання грунту небезпечне тим, що за наявності води в ньому він розширюється, перетворюючись на лід. Відбуваються усунення, які можуть призвести до пошкоджень фундаменту. Якщо оперти стрічку або стовпи без проведення спеціальних заходів на нестійкий пучинистий ґрунт, що деформується в зимовий період, наслідки будуть плачевними.
Перш ніж копати котлован або траншею, визначають нормативну глибину, на яку промерзає грунт. Для приватного домобудування можна керуватися усередненим значенням, але якщо потрібно визначити точну нормативну величину, то обчислення виробляють за формулою 5.3 СП «Підстави будівель та споруд».
Якщо немає бажання докладно вираховувати, яка має бути мінімальна глибина закладення, яка необхідна для фундаменту, беруть уже обчислені значення промерзання з таблиці поданої нижче залежно від регіону будівництва та типу ґрунту. Раніше глибину промерзання можна було визначити за картами СНиП «Будівельна кліматологія і геофізика», але після редактури ці карти з актуалізованого видання (СП) прибрали. СНиП можна використовувати з довідковою метою. Таблиця представлена деяких міст Росії.
| Місто | Будівництво на | |||
| великоуламковому грунті | піщаному ґрунті (середній або великій фракції) | піщаному ґрунті (пилявий або дрібний), супесях | Глинистих та суглинистих підставах | |
| Архангельськ | 231 см | 204 см | 190 см | 156 см |
| Білгород | 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 |
| Єкатеринбург | 231 см | 204 см | 191 см | 157 см |
| Іваново | 213 см | 188 см | 175 см | 144 см |
| Іркутськ | 274 см | 241 см | 225 см | 185 см |
| Калінінград | 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 |
| Липецьк | 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 |
| Петрозаводськ | 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-Уде | 306 см | 270 см | 252 см | 207 см |
| Хабаровськ | 281 см | 248 см | 231 см | 190 см |
Значення для міст, які не увійшли до таблиці, можна знайти за картами зі СНіП інтерполяцією або взяти величину для найближчого пункту. Тип ґрунту визначають бурінням або риттям шурфів. Попередньо потрібно ознайомитись із ГОСТ «Грунти. Класифікація».
Нормативна глибина промерзання ґрунту в європейській частині Росії. Раніше ці карти були у нормативній документації, але зараз їх можна використовувати лише для довідки.
Розрахункову глибину промерзання ґрунту обчислюють, помноживши нормативну на поправочний коефіцієнт, наведений у таблиці 5.2 СП «Підстави будівель та споруд».
| Конструктивне рішення будинку | Коефіцієнт залежно від розрахункової температури повітря в об'ємах (°С), що примикають до фундаменту* | ||||
| 0 | 5 | 10 | 15 | >20 | |
| Без підвалу з підлогами влаштованими по ґрунту | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| Без підвалу з підлогами влаштованими по ґрунту на лагах | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
| Без підвалу з підлогами влаштованими на утепленому цокольному перекритті | 1,0 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
| З підвалом | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
*Для підвалів, що не опалюються, приймають значення +5 °С, для житлових приміщень за ГОСТ «Будинки житлові та громадські» — +20 °С.
Глибина закладення основи під будинок приймається не вище за глибину промерзання (за відсутності додаткових заходів).
Залежність від розташування ґрунтових вод
Перед тим як копати ґрунт, необхідно також визначити глибину розташування у ґрунті ґрунтових вод, оскільки вона суттєво впливає на глибину, необхідну для закладання, та залежність її від промерзання. Якою має бути мінімальна величина заглиблення визначають за таблицею 5.3 СП «Підстави та фундаменти».
| Ґрунти, на які виконується спирання підошви | Глибина закладення для підошви | |
| якщо грунтові води розташовані на відстані менше ніж 2 м від підошви фундаменту | якщо грунтові води розташовані на 2 і більше метрів нижче підошви опори під будівлю | |
| Крупноуламкові та скельні породи, піщаний грунт (гравявий, великої та середньої фракції) | Не залежить від промерзання | Не залежить від промерзання |
| Піщаний грунт (дрібний та пилуватий) | Залежить, приймається не менше глибини промерзання | |
| Супесі | ||
| Глинисті та суглинисті основи, великоуламкові породи з пилуватим заповнювачем | Залежить, приймається не менше 1/2 глибини промерзання | |
Порада! Будувати будинок на дрібній піщаній або пилуватій основі не рекомендується. Для запобігання проблемам ґрунт із поганими експлуатаційними характеристиками замінюють на інший більш міцний.
Вимірювати УГВ слід у весняний період, коли ґрунт найсильніше насичений вологою. Для вивчення краще вибрати кілька точок, одну з них у нижній частині ділянки. Відстань від підошви до УГВ має бути не менше ніж 50 см.
Залежність від типу фундаменту
Глибина закладки фундаменту визначається також залежно від обраного конструктивного рішення основи під будинок. Рекомендації можна звести до однієї таблиці.
Крім того, фундаменти можуть бути:
- заглиблений.
В основному це відноситься до стовпчастих і стрічкових основ. Але також застосовно для плит (частіше плити роблять дрібнозаглибленими або незаглибленими).
Дрібнозаглиблені фундаменти
Цей тип фундаменту підходить для застосування у таких випадках:
- будівництво легкого будинку без підвалу чи цоколя;
- високий рівень розташування ґрунтових вод (але понад 1 метр від поверхні землі);
- досить хороші характеристики міцності грунту основи.
Схема утепленого дрібнозаглибленого стрічкового фундаменту
При будівництві такої основи не доведеться глибоко копати землю, що дозволяє знизити трудові та часові витрати. Мінімальна при умовно непучинистих ґрунтах (піщаний, великоуламковий) може бути така:
- при глибині промерзання до 3 м – 0,5 м;
- до 3 м - 0,75 м;
- більше 3 м - 1,0 м.
Для запобігання пошкодженням конструкції силами морозного пучення та водою необхідно провести наступні заходи:
- Гідроізоляція. Як і будь-який інший фундамент, дрібнозаглиблений вимагає надійного захисту від вологи. Вимощення захищає конструкцію від дощової та талої води. На вертикальну частину фундаменту наноситься по всій висоті бітумна мастика або наклеюються рулонні гідроізоляційні матеріали (лінокром, гідроізол).
- Утепленняфундаменту по висоті та влаштування теплої вимощення. Як теплоізоляційний матеріал можна застосовувати екструдований пінополістирол (піноплекс). Товщина утеплювача підбирається теплотехнічним розрахунком. Для більшості регіонів країни потрібно вкласти 100 мм піноплекса. Як теплоізоляція не можна застосовувати мінеральну вату. Утеплювач укладають зовні по всій висоті і під бетонну або асфальтову вимощення.
- Піщана подушка. Вона запобігає появі морозного пучення. Укладається з піску середньої чи великої фракції з пошаровим ущільненням. Товщина подушки залежить від фактичних характеристик міцності грунту, в середньому становить 30-50 см.
- Відведення ґрунтових та дощових водвід конструкції. Цю функцію беруть він і зливова каналізація. Навіть при досить низькому рівні розташування ґрунтових вод ці заходи необхідні, оскільки в період дощів або танення снігу грунт сильно насичений вологою. Якщо допустити одночасну дію води та низьких температур на фундамент, наслідки можуть бути необоротними. Найбільш поширений тип дренажу – пристінний. Труба з отворами укладається у шар гравію, оберненого геотекстилем. Максимальна відстань від дренажної труби до фундаменту – 1 метр. Глибина закладення - на 30-50 см нижче підошви фундаменту.
У разі дрібнозаглиблених фундаментних плит сучасним рішенням стане (УШП). Це основа, яка розміщує в собі систему теплої підлоги та деякі інженерні комунікації. Для виготовлення використовується незнімна опалубка з пінополістиролу, яка згодом відіграє роль утеплювача.
Глибина закладення для фундаменту - один із вирішальних факторів, що впливають на довговічність та надійність фундаменту. Важливо враховувати всі вимоги, а за неможливості їх виконання провести необхідні заходи щодо захисту конструкції.
Порада! Якщо вам потрібні підрядники, є дуже зручний сервіс з їхнього підбору. Просто відправте у формі нижче докладний опис робіт, які потрібно виконати і до вас на пошту прийдуть пропозиції з цінами від будівельних бригад та фірм. Ви зможете переглянути відгуки про кожну з них та фотографії з прикладами робіт. Це БЕЗКОШТОВНО і ні до чого не зобов'язує.
В індивідуальному будівництві використовується закладений на глибину промерзаннягрунту стрічковий, плитний або стовпчастий фундамент. Палі занурюють до пластів із несучою здатністю, які можуть залягати на будь-якому рівні. Підошва фундаменту, розташована нижче за відмітку промерзання, не відчуває навантажень від сил пучення. Однак ці сили все одно впливають на бічні стінки стрічкових фундаментів, паль, стовпів, прагнучи висмикнути їх із землі на поверхню.
Чому ґрунти спучуються?
Здебільше ґрунти, На яких відбувається будівництво фундаментів, містять частинки глини. Цей матеріал не пропускає вологу, але насичується нею під час дощів або ґрунтовими водами. При замерзанні краплі всередині глини збільшуються обсягом кілька разів, обсяг грунту збільшується на 10 – 12%.
Наприклад, у регіонах, які мають глибину промерзання 1,5 м, земля здатна піднятися на ділянці на 12-17 см, виштовхуючи розміщені в ній конструкції з бетону. Основна проблема морозного спукування виглядає так:
- вміст глини в різних пластах неоднаковий
- одні містять більше вологи, ніж інші
- ґрунт спучується нерівномірно, перекошуючи окремі ділянки фундаменту
Легкі споруди що неспроможні врівноважити ці підземні сили, досягають часом 5 т/м 2 . Збільшуючи глибинузалягання підошви стрічкового фундаменту, забудовник повністю вирішує проблему спучування під підошвою. Проте збільшується площа бічних поверхонь, яку діють дотичні навантаження. Навіть якщо вони не зможуть висмикнути стовп, стрічку з ґрунтиповністю, в момент підйому підошви фундаменту на 10 – 15 см у ці порожнечі насипається ґрунт із прилеглих пластів.
При відтаванні з/б конструкція не може повернутися у вихідне положення, наступної зими весь цикл повторюється в тому ж порядку. Таким чином, вже через кілька років будівля остаточно перекошується, приходить в аварійний стан, стає непридатною для експлуатації.
Способи нейтралізації сил пучення
Для захисту від промерзанняґрунтів на глибинузанурення фундаменту найбільш ефективні такі технології:
Насправді зазвичай використовують кілька перерахованих способів у комплексі. Це дозволяє звести спукування до мінімуму, безпечного для експлуатації фундаменту за конкретних умов.
Які фундаменти заглиблюються нижче за відмітку промерзання?
Глибоко закладена стрічка обходиться забудовнику дорого, тому цей тип фундаменту застосовується у проектах із підземним поверхом. Найчастіше нижче за позначку промерзаннямають фундаменти:
- стовпчасті - підошва в 90% випадків має розширення, часто не пов'язане з тілом стовпа, тому сили пучення необхідно компенсувати цим методом
- стрічкові – для котеджів з цокольним поверхом, що експлуатується.
- пальові – ці конструкції за замовчуванням закладаються на великі глибини, тому що у верхній шкоді пласт з несучою здатністю зустрічається вкрай рідко
Плитна основа вважається найдорожчим фундаментом. При заглибленні його нижче за відмітку промерзання бюджет зростає багаторазово.
Ця основа застосовується в силу традицій, оскільки має невиправдано високий бюджет будівництва. Фундаментна стрічка, заглиблена нижче за позначку промерзання,підвищує ціну м 2 житла вдвічі:
Однак занурена на глибинунижче за відмітку промерзання стрічка залишається практично єдиним способом отримати тепле підпілля або повноцінний підземний рівень. Це є актуальним для невеликих ділянок, де горизонтальна забудова небажана. Поверховість для індивідуальної забудови регламентується трьома поверхами, тому цокольний поверх значно підвищує комфорт проживання.
Захист від сил пучення для заглибленої стрічки стандартний:
- утеплення зовнішніх стін
- зворотне засипання піском, ПГС
- теплоізоляція вимощення
- дренаж по периметру підошви
Утеплювач захищає гідроізоляційний матеріал, стискається, приймаючи частину сил на себе. Другий спосіб повністю позбавляє присутності глинистої породи біля стін стрічки. Тепле вимощення не дає промерзнути грунту, дренажем відводиться волога.
Для малозаглибленої стрічки застосовують практично всі перелічені методи боротьби із силами пучення. Однак ці підстави котеджів не можуть на 100% замінити заглиблену стрічку за комфортністю експлуатації, хоч і витримують серйозні навантаження.
Легкі споруди на МЗЛФ практикують переважно на пісках, супісках. Незважаючи на комплексний захист від спучування, ймовірність підйому ґрунту все ж таки зберігається. Легкі стіни не зможуть достатньо навантажити фундамент, щоб компенсувати зусилля здирання. У цьому випадку рекомендуються пінобетонні, газобетонні блоки або цегляна кладка.
На рівних ділянках із нормальними геологічними умовами економічним рішенням для легких будівель є стовпчастий фундамент. Максимальний ресурс конструкції забезпечують стовпи, підошва яких розташована нижче відплати промерзанняв регіоні. На дрібнозаглиблених стовпах можуть лежати виключно надвірні будівлі, МАФ.
Найбільш популярний монолітний або скляний стовпчастий фундамент, які в будь-якому випадку необхідно гідроізолювати, відсипати з боків інертним матеріалом, щоб уникнути сил пучення. Як у індивідуальних забудовників, так і в навколобудівельній літературі до стовпчастих основ часто відносять висячі буронабивні палі в оболонках, підошва яких опущена нижче за позначку промерзання.
На відміну від палі, стовп споруджується у відкопаному шурфі, а не в отворі, що пробурив у землі. Технологія має вигляд:
- розмітка - по обносках, винесених за кути будівлі, натягуються шнури по осях стовпів
- розробка ґрунту – викопується шурф під кожен стовп з урахуванням забезпечення доступу робітників до бетонних робіт
- підготовка – 20 см шар піску, 20 см шар щебеню з ущільненням віброплитою кожних 10 см нерудних матеріалів, заливка підбетонки (5 – 10 см), гідроізоляція підошви гідросклоізолом (2 шари)
- розширення - плита 10 - 20 см з горизонтальною арматурною сіткою (стрижні 12 мм періодичного перерізу) з випуском вертикального армокаркасу на всю висоту стовпа
- опалубка – щити, азбоцементна, поліетиленова труба великого діаметру
- бетонування – укладання суміші, ущільнення наконечником глибинного вібратора
- гідроізоляція – після розпалубки на 4 – 15 день після набору міцності бетоном 70%
- зворотне засипання - пазухи шурфу заповнюються ПГС або піском з пошаровим ущільненням матеріалу
Таким чином, залягання підошви стовпа нижче за відмітку промерзання гарантує відсутність сил пучення знизу. Зворотне засипання мінімізує витягують навантаження стовпа дотичними зусиллями.
Зважаючи на максимальний бюджет будівництва плаваючої плити, ці конструкції рідко заглиблюються нижче за позначку промерзання.Однак занурений на цю глибину плитний фундамент є довговічним з усіх існуючих, дозволяє виготовити повноцінний підвальний поверх. Конструкція має вигляд:
Збірні навантаження від будівлі передаються на стіни підвалу, рівномірно розподіляються плитою по фундаментній подушці з інертних матеріалів (щебінь, пісок). Запас міцності плит глибокого закладання багаторазово перевищує необхідне значення, дозволяючи будувати 3-поверхові цегляні особняки з важкими покрівлями, облицюваннями стін, фасадів.
Існують кесонні плити, що заливаються за мету в опалубку складної конфігурації:
Це найекономічніший варіант отримати класичний плитний фундамент з винним льохом або підземною спорудою для зберігання овочів, розміщення комунікацій. Глибина підошви льоху гарантовано знаходиться нижче за позначку промерзання. Це дозволяє зберегти геотермальне тепло надр, яке не дозволяє пучнистим грунтам промерзнути. Гідроізоляція конструкцій обов'язкова, оскільки навіть при низькому УГВ ґрунтові води можуть мати сезонні перепади рівня.
Палевий фундамент
На відміну від усіх існуючих фундаментів, для паль позначка промерзаннянемає особливого значення. Мінімально допустима глибина занурення гвинтових, буронабивних конструкцій для житла складає 3 м, що набагато більше за відмітку промерзання в більшості регіонів.
Площа бічних поверхонь паль (діаметр 15 - 60 см) незначна, зусилля, що висмикують пучнистих грунтів в даному випадку мінімальні. Однак несуча здатність пальових фундаментів на 70% залежить від розрахункового опору ґрунтів під п'ятою. Тому виробляються геологічні дослідження у плямі забудови чи пробне вкручування. 
В останньому випадку глибина залягання несучого пласта (розрахунковий опір 4 – 6 кг/см 2 ) визначається різким збільшенням зусилля затягування. Після чого всі палі занурюються на цей рівень, спираючись на пласт, що несе.
Таким чином, з усіх існуючих фундаментів нижче відмітки промерзання не заглиблюються:
- плаваюча плита – за рахунок максимальної опорної поверхні, двошарового армування успішно протистоїть рухам ґрунту, утепленням підошви (варіант шведської плити УШП) повністю ліквідуються сили пучення, земля не може промерзнути
- дрібнозаглиблена стрічка МЗЛФ – ґрунт під підошвою замінюють інертним матеріалом, утеплюють вимощення, укладають кільцевий дренаж
- малозаглиблені стовпи – застосовуються виключно для надвірних споруд, часто вимагають ремонту на пучнистих ґрунтах
Всі інші фундаменти занурюють нижче за позначку промерзання в регіоні, забезпечуючи максимальну несучу здатність, ресурс конструкції.
Заглиблення підошви фундаменту нижче за відмітку промерзання дозволяє стабілізувати геометрію просторової конструкції, підвищити довговічність. Однак цей спосіб для індивідуального будівельника обходиться дорожче за дрібнозаглиблену стрічку МЗЛФ, гвинтових, буронабивних паль. Тому застосовується виключно за наявності у проекті підвального поверху.
Це архітектурно-будівельна конструкція, яка відіграє важливу роль при будівництві будинку. Від його стійкості та міцності залежать довголіття всієї будівлі, а також гарантія від різноманітних важких та дорогих ремонтів цокольної частини стін, вимощення та самого фундаменту. Через слабкий, неякісно зроблений фундамент навіть найефектніша, красива архітектура може опинитися в жалюгідному стані і втратить свій вигляд. В результаті неправильного зведення фундаменту відбувається руйнування будинку, яке починається знизу від ґрунту та зверху від покрівлі. Багато випадків з практики будівництва та експлуатації заміських малоповерхових будівель вказують на суттєві проблеми, що виникають після певного періоду експлуатації будинку. До них відносяться: втрата будинком тепла, поява плісняви, вогкості та тріщин. Всі ці проблеми є результатом багатьох причин, у тому числі і неправильно обраного розташування даного будинку на ділянці.
Надлишкова тепловтрата призводить до великих витрат на паливо та на ремонт не тільки огороджувальних конструкцій стін, покрівлі, перекриттів, закладення тріщин, швів та стиків, а й на необхідний ремонт самого фундаменту. Якщо втрата тепла пов'язана з руйнуванням гідро та теплоізоляції, то додаткові зусилля на їх відновлення можуть бути незначними, але коли проблема стосується самої основи, фундаменту, то витрати на його ремонт можуть бути дуже суттєвими.
Висновок:перш ніж приступати до зведення особистого будинку самотужки, необхідно ознайомитися з усіма будівельними процесами в послідовному циклічному порядку. Як правило, починають будівництво знизу нагору. При цьому слід знати та пам'ятати багато тонкощів будівельної справи та майстерності, а головне – заздалегідь визначитися в організації будівельного плану на своїй ділянці. Тобто провести весь відповідний комплекс підготовчих робіт, заготовити та розмістити на ділянці будівельні матеріали, конструкції та деталі у тому порядку, в якому вони повинні вами використовуватись згідно з наявним проектом будинку.
Труднощі та складності, що виникають при будівництві будинку,нерідко пов'язані з фізичними явищами навколишнього середовища та природно-кліматичними умовами, такими як: температура та вологість повітря, опади (сніг, дощ), вітер та його основний напрямок (так звана «троянда вітрів»), його сила і натиск, тиск на стіни та покрівлю. Облік цих факторів при проектуванні та будівництві спрямований на забезпечення оптимального мікроклімату всередині будинку, при якому організм людини не відчуває фізичного та психологічного дискомфорту.
Інсоляція– опромінення поверхонь стін та покрівлі будинку прямими променями сонця, значно впливає на архітектурно-планувальне рішення будинку. Інсоляція надає світлове, теплове та біофізичне вплив на людину. Вплив інсоляції на людину та довкілля двоїстий… З одного боку, інсоляція сприятлива, без неї не обійтися; з іншого боку, надмірна сонячна активність (радіація) викликає світловий дискомфорт, перегрів та ультрафіолетову переопроміненість, що диктують застосування сонцезахисних пристроїв. Ці властивості інсоляціїдуже добре використовують архітектори в процесі проектування того чи іншого будинку, особливо заміського. Вони проектують на фасадах (з південного боку) різноманітні за формою конструкції: спеціальні сонцезахисні пристрої у вигляді козирків різноманітної форми, навісів, критих терас, лоджій, балконів, декоративних екранів-відбивачів (вертикальних і горизонтальних), маркізів, що опускаються і піднімаються, і т.п. Застосовувані конструкції не тільки закривають стіни будинку від прямих сонячних променів, завдяки чому частина споруди знаходиться в тіні, але ці площини ще й прикрашають будинок, роблять його архітектурні мотиви більш виразними та мальовничими. Якщо будинок будується Півдні, де багато сонця, його архітектура може бути дуже різноманітна і ефектна. Але необхідно пам'ятати, що при проектуванні та спорудженні будинку треба дотримуватися умов розумної достатності. Адже зайва затіненість великими кишенями, нішами, а також надмірне озеленення ведуть до швидкого утворення вогкості, плісняви, дрібних тріщин на зовнішніх площинах будинку, і в результаті відбувається руйнування основи споруди, її фундаменту.
багато будівельні матеріалимають пористу структуру і, отже, можуть пропускати вогкість і вологу, які по прихованих від очей капілярних судин піднімаються вгору і опускаються вниз, що, безумовно, впливає на стан фундаменту. Заснування будинкуможе руйнуватися і в тому випадку, якщо грунт сильно перезволожений,зокрема від впливу ґрунтової вологи. Якщо фундамент будинку був зроблений важким, то будуть його просідання, руйнування гідроізоляції, вимощення і т. д. Як правило, фундамент починає руйнуватися з того боку, де ґрунт основи перезволожений, де переважає затіненість і немає провітрювання.
Важливо пам'ятати,що дуже часто, у практиці бувають ситуації, коли квапливість у швидкому завершенні будівництва будинку, нестача та заміна одного будівельного матеріалу іншим, різні прорахунки та помилки при зведенні споруди призводять до того, що житловий будинок до початку експлуатації починає руйнуватися. В результаті все навантаження падає на основу будинку, його фундамент. Тому ретельно підготовлена основа та грамотно виконаний фундамент забезпечать надійність експлуатації будь-якого будинку – як одноповерхового садового, так і багатоповерхового сучасного особняка.
Регіони країни відрізняються за своїми природно-кліматичними умовами, тому залежно від цього в період зимових холодів ґрунти можуть промерзати на різну глибину, що призводить до їхнього спучування. Особливо схильні до таких змін глинисті ґрунти, лес, супіски та пилуваті піски. Ґрунти під вагою зведеного будинку просідають, внаслідок чого цілісність будівельних конструкцій порушується. Щоб не допустити подібного, ще на стадії закладання фундаменту потрібно вжити особливих заходів, а саме:
- зміцнити ґрунт, уклавши піщаний шар або ввівши цемент або бітум;
- провести дренажні роботи;
- забезпечити захист від нерівномірного зволоження ґрунту в котловані або траншеї;
- скоротити терміни зведення фундаментуз водостійких матеріалів, при цьому простір між фундаментами та стінками котловану або траншеї необхідно засипати ґрунтом у максимально короткі терміни.
Для нечорноземної смуги Росії характерні пучинисті ґрунти, до яких належать глини, суглинки, супіски та дрібні піски. Непучинисті (середньо- і крупнозернисті піски, гравілисті піски, круноуламкові та скелясті породи) зустрічаються набагато рідше.
Розраховуючи, конструюючи та закладаючи фундамент, необхідно пам'ятати, що сили пучення при знижених температурах діють знизу вгору по дотичній на бічні сторони фундаменту, що становить 6-10 тонн на 1 кв.м. і майже завжди перевершують вертикально спрямовані сили, що виникають під вагою самої конструкції будинку (це особливо притаманно легких будинків).
Щоб не допустити морозного здирання або зменшить його силу, при закладці фундаменту слід:
- виконати бічні поверхні фундаменту із нахилом;
- обробити бічні поверхні фундаменту складом, що перешкоджає їх змерзанню з ґрунтом;
- утеплити вимощення, що скоротить глибину промерзання ґрунту. Вимощення являє собою смугу землі, яка покрита ізолюючим матеріалом. Основне призначення вимощення - перешкоджання проникненню вологи під фундамент;
- прокласти дренаж для осушення ґрунту.
Глибина траншеї, яку необхідно відкрити для закладки фундаменту, залежить від цілого ряду обставин:
- глибина промерзання ґрунту;
- структура ґрунту;
- наявність та рівень ґрунтових вод;
- природно-кліматичні умови, Визначальні глибину промерзання ґрунту.
Крім якості ґрунту, необхідно знати глибину його промерзання. Глибина фундаменту повинна бути більша за глибину промерзання грунту, яка для середньої смуги становить 80-100 см.
Глибина закладки фундаменту залежить також від рівня ґрунтових вод. При низькому рівні ґрунтових вод (більше глибини промерзання плюс 2 м) рекомендується фундамент закладати не менше півметра. При вищому рівні ґрунтових вод (до 2 м глибини промерзання) рекомендується фундамент закладати на глибину промерзання та встановлювати його на подушку з піску та гравію.
Мінімальне заглиблення фундаменту – 0,5 м для піщаних ґрунтів, для глинистих ґрунтів – 0,7 м.
Мінімальна товщина – 50 см з бутового каменю, з бутобетону – 35 см.
Таблиця для визначення глибини закладки фундаменту при малоповерховому будівництві:
| Тип ґрунту | Горизонт ґрунтових вод щодо розрахункової глибини промерзання |
Глибина закладки фундаменту |
| Скельні | Не має значення | Незалежно від глибини промерзання |
| Щебінь, галька, крупно- та середньозернисті гравілисті піски, гравій | Не має значення | Незалежно від глибини промерзання – 0,5 м |
| Глини, супіски, суглинки, пилуваті та дрібнозернисті піски | Горизонт ґрунтових вод знаходиться на розрахунковій глибині промерзання або вище за неї | Не менше, ніж розрахункова глибина промерзання |
Глибина промерзання грунту залежить від природно-кліматичної зони, біля якої будується будинок. Оскільки територія Росії розташовується в Північній півкулі, то на більшій її частині спостерігається промерзання ґрунту взимку, хоча, природно, вона буде різною, наприклад, в Архангельській та Саратовській областях. Для кожної географічної зони є нормативна глибина промерзання. Це така глибина, де взимку відзначається температура 0°З, а глинистих і суглинистих грунтів -1°С. У ході багаторічних спостережень у місцях, очищених від снігу, було встановлено її середнє значення. Вона була прийнята за точку відліку. Глибина промерзання ґрунтів коливається від 80 см на півдні до 240 см на півночі.
Розрахункова глибина промерзання під закладку фундаменту житлового будинку, який взимку постійно опалюється, може бути зменшена порівняно з нормативною на певну величину, якщо підлога розташовується на:
- ґрунті – на 30%;
- лагах - на 20% (лаги - це колоди або металеві балки, кладуться горизонтально і є опорою для підлоги);
- застосувати вертикальне армування для зв'язування верхньої та нижньої поверхні фундаменту;
- балках – на 10%.
Близькі ґрунтові води та підвищена внаслідок цього вологість відносяться до основних факторів, що впливають на глибину промерзання ґрунту взимку. За законами фізики, вода при замерзанні збільшується в обсязі (приблизно на 10%), що спричиняє пучення шарів ґрунту в межах глибини промерзання. Через війну відбуваються виштовхування фундаменту взимку і протилежний процес - затягування - навесні, що у периметру фундаменту йде з різною інтенсивністю, тобто. нерівномірно. Подібні обставини можуть спричинити деформацію фундаменту та тріщиноутворення, а згодом навіть руйнування. Сила спучування настільки велика (приблизно 120 кН на 1 кв.м.), що може підняти практично будь-який будинок, але неоднаково на різних ділянках. Єдиний вихід – грамотна закладка фундаменту.
Іноді будівельники перестраховуються та закладають фундамент (навіть при незначній глибині промерзання ґрунту) на глибину більше 1 м. При цьому підошва фундаменту знаходиться на шарах ґрунту, що не промерзає. Це може бути виправдано при підвищеному навантаженні (понад 120 кН на погонний метр стрічкового фундаменту), коли будується цегляний або кам'яний будинок заввишки 2-3 поверхи. При зведенні стін із відносного легких будівельних матеріалів (брусу, спіненого бетону тощо) навантаження на кожен погонний метр не перевищує 40-100 кН. Деформацію фундаменту під час пучення можуть викликати сили тертя, що діють з боку прилеглих шарів ґрунту. Крім цього, якщо зведена споруда досить легка, здатність заглибленого фундаменту, що несе, використовується тільки на 10-20%. Отже, 80-90% матеріалів та коштів, які будуть вкладені у роботи нульового циклу, витрачаються нераціонально, практично марно.
! Тематичні статті та матеріали, розміщені на сайті www.сайт, мають виключно інформаційний характер і жодним чином не є керівництвом до дії. Будь ласка, при будівництві будинку, ремонті та оздобленні звертайтесь до професіоналів!
Глибину закладення фундаментів вибираємо з урахуванням наступних факторів:
Конструктивних особливостей будівель та споруд.
Характеру напластування, виду та стану ґрунтів стану.
Положення рівня ґрунтових вод.
Величини та характеру навантажень, що діють на основу та фундаменти.
Глибини сезонного промерзання та відтавання.
Глибини закладення фундаментів близько розташованих суттєвих будівель та споруд.
Підземна частина несучих конструкцій, що входять у нульовий цикл, у процесі будівництва складається з бетонних блоків стін підвалів та залізобетонних фундаментних плит. Як основу фундаментів прийнятий II шар.
Визначаємо глибину закладення фундаменту з таких параметрів:
при виборі глибини закладення фундаменту використовуємо аналіз інженерно-геологічних умов будівельного майданчика. У зв'язку з тим, що у рослинному шарі знаходиться багато органічних речовин, має велику стисливість, знаходиться шар глибини промерзання, приймати цей шар під основу фундаменту неможливо. Цей шар необхідно зрізати та влаштувати фундамент. Якщо враховувати те, що рівень підошви повинні бути мінімум на 1м вище УГВ (108,4 м).
Відповідно до умов СНиП глибина закладення фундаменту має бути не меншою за розрахункову глибину промерзання грунту. Коефіцієнт k n = 0,6 для будівель з підвалом та середньою температурою повітря в приміщенні +10 0 С дорівнюватиме 0,6.
Розрахункова глибина промерзання:
d = k n * d n = 0.6 * 0,9 = 0,54 м
Висота подушки фундаменту 0.3м.
Фундамент спирається на піски пилуваті щільні.
Висновок: приймаємо глибину закладення фундаменту – 2,0м
Перед улаштуванням фундаменту необхідно буде влаштовувати роботи зі зміцнення основи та проведення дренажних робіт.
4. Визначення розмірів підошви фундаменту
Основні розміри фундаментів малого закладення найчастіше визначаються з розрахунку підстав за деформаціям. При цьому беруть до уваги конструктивні міркування, характер навантажень, що діють, умова роботи ґрунтової основи, а також їх міцнісні і деформативні характеристики.
Відповідно до норм проектування конструкцій всі навантаження вважаються прикладеними в центрі ваги підошви фундаменту. Основним способом розрахунку є розрахунок по деформаціям, тобто. за другою групою граничних станів. При розрахунку деформацій основи з використанням розрахункових схем, середній тиск під підошвою фундаменту 
не повинно перевищувати розрахункового опору ґрунту основи 
.
1 – стіна; 2 – фундаментний блок;
3 – основа; 4 – фундаментна подушка;
5 – гідроізоляція; 6 - вимощення;
7 – несучий шар; 8 - шар, що підстилає.
Критерії вибору розмірів підошви фундаменту базуються на умовах розрахунку основ про граничні стани. Розрахунок проводять у лінійно-деформованій основі, яка використовується при виконанні умов:
Для центрально стислих (тобто наших фундаментів) Р ≤ R.
Де Р – середній тиск під підошвою фундаменту зовнішньої напруги;
R – розрахунковий опір ґрунту основи.
Середній тиск під підошвою фундаменту знаходять за такою формулою:
Де N-результуюча вертикальна сила на обрізі фундаменту, кПа;
А - площа підошви фундаменту, м 2;
Розрахунковий опір ґрунту:
γ c 1 і γ c 2 – коефіцієнти умов роботи, що враховують особливості роботи різних ґрунтів на основі фундаментів;
=1,25 – (т.к. 
);
=1,2 (т.к. L/Н<1,5)
k – 1.1 (т.к. фізико-механічні характеристики ґрунту прийняті за СНіП 2.02.01-83);
=1 (якщо ширина підошви менше 20м);
Мγ, Мq, Мс – безрозмірні коефіцієнти по СНиП залежно від 
.
При 
=
Мγ=0,69
=25 кПа - питоме зчеплення ґрунту, кПа;
=0,57
;
d 1 = 2,0 м (глибина закладання фундаменту);
γ / - питома вага ґрунту розташованого вище підошви фундаменту.
γ – питома вага ґрунту розташованого під підошвою фундаменту.
кН/ 
Приймемо 
R = 371,59 
Визначимо Р:
Під самонесучу стіну:
(при 
)
<
R=371,59
Під зовнішню стіну, що несе:
(при 
)
<
R=371,59
Під внутрішню стіну:
(при 
)
<
R=371,59
Т.к. всі умови виконані, приймаємо ширину підошви фундаменту 
, Приймаємо фундментні подушки марки Фл 12.12.
Будь-яка споруда потребує якісної, надійної, правильно спроектованої та облаштованої підстави – фундаменту. Він є опорним майданчиком, що приймає на себе та забезпечує розподіл як навантажень, створюваних будівлею, так і сил впливу ґрунту, атмосферних явищ та інших зовнішніх факторів.
Одним із найважливіших етапів проектування опорної конструкції, незалежно від її різновиду, є визначення необхідної глибини закладання. Багато забудовників помилково вважають (і численні інструкції, складені некваліфікованими авторами, лише посилюють стан справ), що глибину закладення фундаменту потрібно визначати, орієнтуючись виключно на рівень промерзання ґрунту. Так, це один із найбільш значущих показників, але насправді факторів, що вимагають обліку та аналізу, набагато більше: особливості будівництва, інженерно-геологічні умови, рельєф майданчика, рівень проходження підземних вод тощо.
Способи закладання фундаменту
Знання методики визначення необхідної глибини закладання опори дозволить вам спроектувати та отримати в результаті максимально надійну конструкцію, здатну служити десятки років без жодних проблем та нарікань. Навіть якщо ви плануєте доручити облаштування опори стороннім фахівцям, розібравшись у нюансах розрахункового розрахунку, ви зможете проконтролювати правильність дій, що виконуються ними, т.к. невірний вибір глибини закладення у майбутньому призведе до катастрофічних наслідків – почнуться процеси деформації та подальшої руйнації опори, а разом з нею і вищої будівлі.
Наслідуючи елементарну логіку, можна дійти приблизно такого висновку: чим глибше закладеш фундамент, тим краще він протистоятиме різним впливам, і тим довше прослужить. Насправді ситуація інакше. Далі вам пропонується ознайомитися з найпопулярнішими міфами про глибину закладення фундаменту та дізнатися, як потрібно робити правильно.
Глибше будуєш – довше служить
Навіть досвідчені трудівники сфери будівництва нерідко помиляються, вважаючи, що велика глибина закладення за будь-яких обставин є гарантією надійності та довговічності конструкції. У деяких ситуаціях це спрацьовує, але не варто думати, що велика глибина закладення основи буде 100% запорукою високої міцності опори.
На практиці обов'язково виконується кваліфікований і досить об'ємний розрахунок, що передбачає попереднє проведення інженерно-геологічних досліджень, визначення типу ґрунту на ділянці, знаходження рівня проходження ґрунтових вод тощо. Багато залежить і від конструктивних особливостей будівлі (матеріал, число поверхів, надбудови і т.п.). Наприклад, до фундаменту для лазні за інших рівних умов будуть пред'являтися менш суворі вимоги, ніж до опори, розрахованої на використання в комплексі з житловим будинком, але до визначення оптимальної глибини закладення потрібно однаково відповідально і грамотно підходити в обох випадках.
Корисна порада! Вищеперелічені моменти цікавою та зрозумілою простому обивателю мовою докладно викладені у книзі «Не заривайте фундаменти вглиб» під авторством В.С. Сажина. Рекомендуємо до ознайомлення.
Файл для завантаження – В.С. Сажин "Не заривайте фундаменти вглиб". Розрахунки, таблиці, конструкція фундаментів, правила вибору опорних конструкцій, правила армування
Одна лише глибина важлива?
Як зазначалося, фундамент не в усіх ситуаціях повинен бути заглибленим, навіть якщо будівництво ведеться на не спокійному грунті - існують будівельні технології, що дозволяють збільшити твердість і щільність практично будь-якого ґрунту. Зважаючи на це, якщо заплановано будівництво компактної приватної лазні, а не величезного житлового будинку, у «закопуванні грошей у землю» не буде жодного сенсу.
Поряд з цим повинні враховуватися характерні особливості будівельного майданчика. Наприклад, поширеною проблемою є високе проходження ґрунтових вод. У разі зведення лазні це питання можна вирішити за допомогою облаштування ефективного дренажу навколо опорної конструкції, а не за рахунок заглиблення фундаменту.
Ще однією поширеною проблемою є зсуви. Наявність таких може призвести до катастрофічних наслідків у вигляді провисання, деформації та руйнування опорної конструкції. В даному випадку доцільніше буде зайнятися зміцненням ґрунту, а не фундаменту.
Наприклад, у випадку з піщаними ґрунтами добре проявляє себе технологія силікатизації, що передбачає обробку ґрунту навколо опорної конструкції за допомогою суміші, що включає рівні частки води та рідкого скла. Зволожений таким складом пісок ретельно утрамбовується. В результаті ґрунт стає більш міцним.
Ще один ефективний спосіб передбачає використання спеціальних хімічних реагентів. В даному випадку на будівельному майданчику пробурюються невеликі свердловини, через отримані заглиблення в землю вливаються смоляні склади, що призводить до ефективного зміцнення слабкого ґрунту з мінімальними фінансовими витратами.
Нормативно-технічні положення
Положення щодо оптимальної глибини закладання опорних конструкцій закріплені відповідною нормативною документацією. В даному випадку це СНіП за номером 2.02.01-83.
Файл для завантаження. СНіП 2.02.01-83. СП 22.13330.2011. ПІДСТАВИ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД.
Від чого залежить глибина закладання опорних конструкцій?
На цьому етапі проектування увага приділяється наступним моментам:
- призначенню та габаритам споруди, яка зводитиметься на опорі;
- рівнем навантажень, створюваних будовою;
- глибині облаштування опорних конструкцій найближчих та прилеглих будівель;
- рівнем проходження інженерних комунікацій;
- особливостям рельєфу місцевості;
- Значні інженерно-геологічним особливостям будівельного майданчика. Сюди входять: властивості ґрунту, особливості наявних напластувань тощо;
- гідрогеологічним особливостям місцевості та характеру їх потенційних змін під час проведення будівельних робіт та в ході подальшої експлуатації конструкції;
- ймовірності розмиву ґрунту біля опорних конструкцій, що зводяться неподалік водойм;
- показнику рівня сезонних промерзань ґрунту.
При визначенні цього значення використовується усереднений показник максимальних щорічних глибин промерзання. Для правильного проведення розрахунку потрібно брати відомості, отримані протягом мінімум 10-річного спостереження. Безпосередньо для спостережень вибирається рівний не засніжений майданчик. Рівень ґрунтових вод, при цьому, повинен бути нижчим по відношенню до показника сезонного промерзання ґрунту.
Якщо результати багаторічних спостережень відсутні (а саме так часто й трапляється), виконуються відповідні теплотехнічні розрахунки. Для регіонів, на території яких ґрунт не промерзає більше ніж на 250 см, допустиме використання наступної формули визначення нормативного показника глибини промерзання.
Коефіцієнт Mt у наведеній вище формулі вказує на сумарне значення абсолютних середньомісячних мінусових температур взимку для конкретного регіону. Цю інформацію слід уточнити індивідуально, звернувшись у найближчу гідрометеорологічну станцію або ознайомившись із відповідною довідковою інформацією.
Коефіцієнт d0 визначається за типом ґрунту на ділянці. Залежність наступна:
- глинисті та суглинисті ґрунти – 0,23 м;
- пилуваті, дрібнопіщанисті та супісні грунти – 0,28 м;
- середні, великі, а також гравілисті піски – 0,3 м;
- великоуламкові - 0,34 м.
Що таке розрахункова глибина промерзання?
Для її знаходження використовується така формула.
Коефіцієнт dfn тут свідчить про нормативну глибину промерзання (посібник із визначення цього показника наводилося вище).
Показник kh є коефіцієнтом, що відсилає до дії теплового режиму будови. У разі зовнішніх опорних конструкцій опалювальних будівель цей параметр береться з наступної таблиці.
При облаштуванні підстав неопалюваних будівель даний коефіцієнт приймається рівним 1,1.
Визначення показника розрахункової глибини промерзання здійснюється відповідно до теплотехнічного розрахунку і в тих ситуаціях, коли опорна конструкція укомплектовується постійною теплоізоляцією. Також це становище актуально для ситуацій, коли особливості температурної експлуатації споруди можуть надавати значний вплив на температурні показники грунту, наприклад, у випадку з лазнями.
Показник глибини закладення, актуальний для конструкцій, що опалюються, також приймається у разі зведення зовнішніх і внутрішніх підстав. У другий випадок розрахунковий показник промерзання до уваги береться.
Розрахункове значення також може не враховуватися, якщо:
- основа облаштовується на дрібнопіщанистому ґрунті і в ході досліджень було підтверджено факт відсутності пучинистості, а також у ситуаціях, коли попередні дослідження та подальші розрахункові заходи дозволили встановити, що деформаційні процеси, що виникають у ході промерзання-відтавання ґрунту, не надають негативного впливу на експлуатаційну придатність. ;
- заплановано проведення відповідних заходів, спрямованих на виключення промерзання ґрунту.
Для знаходження глибини облаштування опорних конструкцій опалювальних будівель, планування яких включає непідігрівні підпілля та підвальні приміщення, використовуйте наступну таблицю. Вважайте від підлоги першого поверху до підвалу.
Від теорії до практики
Раніше ви мали можливість ознайомитися з переліком факторів, що беруться до уваги у процесі проектування фундаменту, а також отримали теоретичне уявлення про основні розрахункові заходи на етапі планування основи. Тепер вам пропонується дізнатися, як проводиться визначення оптимальної глибини закладення практично.
На що звертаємо увагу?
Раніше наводився досить великий перелік факторів, що визначають оптимальну глибину закладання фундаменту. Насправді забудовники звертають увагу лише деякі з них. Про це у таблиці.
Таблиця. Чинники, що визначають глибину закладення
| Чинники | Пояснення |
|---|---|
| У ході вивчення інженерно-геологічних умов визначається шар ґрунту, здатний взяти на себе функції природної несучої основи для опорної конструкції. Насправді щодо глибини закладення дотримуються нижеперечисленных правил: Глибина закладання – від 50-70 см; Заглиблення опорної конструкції в природний шар, що несе, – від 10-20 см; По можливості опорна основа закладається нижче по відношенню до ґрунтових вод. Дотримуючись цього правила, забудовник позбавляє себе необхідності спорудження водовідливу. При цьому будуть відсутні порушення природної структури ґрунту. Якщо можливість заглибитися нижче рівня грунтових вод через будь-які обставини відсутні, вдаються до облаштування водовідливу, кріплення шпунтованого стінок ями, в результаті чого величина сумарних витрат на проведення необхідних земляних робіт істотно зростає. |
|
| Серед значних кліматичних факторів, що мають найбільше значення при встановленні глибини закладення опорних конструкцій різного призначення, виділяють, по-перше, глибину промерзання ґрунту на ділянці, по-друге, особливості відтавання ґрунту, пов'язані насамперед з рівнем проходження підземних вод. Деякі типи ґрунтів у процесі промерзання піддаються пученню, тобто. збільшують свій обсяг. У подібних умовах фундамент будови має бути закладений строго нижче від точки глибини промерзання. До появи згаданого морозного пучення призводить переважно переміщення вологи, що міститься в грунтових шарах, що нижчележать, до фронту промерзання. Зважаючи на це, велике значення щодо оптимальної глибини облаштування опорної конструкції має приділятися показнику рівня проходження підземних вод у холодний період року. До категорії пучинистих відносяться пилувато-глинисті ґрунти та різновиди ґрунтів, що складаються з дрібного та пилуватого піску. При виконанні будівельних робіт на таких ґрунтах глибину облаштування опори визначають за показником рівня промерзання, якщо підземні води проходять менш ніж на 200 см нижче точки промерзання. |
|
| Серед значних конструктивних особливостей споруди, що впливають на підсумкове значення глибини закладення основи, виділяють: Наявність цокольних/підвальних приміщень та їх габарити; Наявність приямків та його розмірні характеристики; Наявність та габарити опорних конструкцій для різного обладнання, наприклад, банної печі; Наявність підземних комунікацій та його габаритні характеристики; Характер навантажень, що надходять на опорну конструкцію, та їх величину. Зазвичай, за наявності підземних приміщень опорні конструкції заглиблюють на 50 див нижче підлоги таких. У разі облаштування опорної стовпчастої конструкції, згаданий показник може збільшуватися до 150 см. |
Важливо! Після визначення оптимальної глибини закладення за всіма значимими факторами, вибирається найбільший знайдений показник, і саме він використовується як розрахунковий.
Існує досить багато різновидів опорних конструкцій, серед яких найбільшого поширення у приватному будівництві набули стрічковий, стовпчастий та плитний фундаменти. Далі вам пропонується ознайомитись з рекомендаціями щодо оптимальної глибини закладення кожного з них.
Стрічкові опори
Фундамент стрічкового типу займає перше місце за популярністю серед приватних забудовників. Такі конструкції характеризуються більш легким зведенням та меншими фінансовими витратами, якщо порівнювати з монолітними плитними опорами.
Конструкція стрічкової основи є армованою бетонною смугою, що облаштовується під стінами і перегородками будівлі. Основа приймає навантаження, створювані вищою будовою, і забезпечує їх рівномірний розподіл на ґрунт.
Важливо! Показник несучої здатності ґрунту на ділянці має перевищувати навантаження, що передаються фундаментною конструкцією від будівлі. Відомості щодо необхідних докладно освячувалися у відповідній публікації.
Основа стрічкового типу підходить для використання на однорідних ґрунтах з відсутньою або слабовираженою пучинистістю. Краще, щоб ґрунтові води проходили якнайнижче. Не рекомендується облаштовувати бетонні стрічки на територіях, що підтоплюються.
Розглянутий фундамент заборонено використовувати на торф'яних та інших біогенних органічних грунтах. Також від застосування такої конструкції слід утримуватися, якщо будівельна ділянка розташовується на неоднорідному грунті або на стику типів ґрунтів, що різняться. Не рекомендується використовувати стрічковий фундамент на водонасиченому пилуватому піщаному ґрунті та водонасичених глинистих ґрунтах.
При визначенні конфігурації та геометричних параметрів опорної основи потрібно враховувати перелічені нижче фактори:
- навантаження, створювані вищим будинком;
- характеристики ґрунту (пучинистість, показники несучої здатності);
- клімат біля;
- характеристики будівельних матеріалів.
Мінімально допустиму глибину облаштування стрічкової опорної конструкції визначають за рівнем промерзання ґрунту, висотою залягання підземних вод, а також особливостями пучинистості ґрунту. Залежність наступна: що глибше промерзає грунт і що ближче вода проходить до поверхні, то сильніше пучинистість грунту, і більше виражене вплив виявляється на опору знизу. Під впливом цих сил основа стискатиметься і виштовхуватиметься вгору. Для зменшення інтенсивності цих впливів і здійснюється заглиблення фундаменту.
Корисна порада! Крім заглиблення опорної конструкції, виразність показників морозного пучення ґрунту може регулюватися за допомогою забезпечення теплоізоляції опори, монтажу незнімної теплозахищеної опалубки на етапі облаштування фундаменту, а також шляхом забезпечення водовідведення та організації дренажу, ущільнення ґрунту, його часткової або повної заміни.
Відповідно до актуальних будівельних норм, найменше допустиме заглиблення стрічкової бетонної опори на всіх малопучинистих і непучинистих ґрунтах (за винятком глинистого та скельного ґрунтів) становить 450 мм. При роботі на скельному ґрунті, зважаючи на фізичну неможливість забезпечення значного заглиблення, допускається облаштування опорної конструкції безпосередньо на поверхні ґрунту. При облаштуванні стрічкової опорної конструкції на глинистих ґрунтах та інших ґрунтах пучинистого типу, основа заглиблюється мінімум на 750 мм (в середньому витримують 90-100-сантиметровий показник).
Якщо грунт надмірно м'який і присутня ймовірність його рухливості (до цієї групи входять водонасичені ґрунти, супіски, піски), а також при низьких показниках несучої здатності поверхневих ґрунтових шарів, стрічковий фундамент може бути заглиблений до рівня розташування куль ґрунту, що характеризуються стабільними властивостями і більш високою. несучою здатністю.
Як орієнтири можна використовувати значення, наведені в наступній таблиці.
| Розрахункова глибина промерзання умовно непучинистого ґрунту | Розрахункова глибина промерзання слабо пучинистого ґрунту твердої та напівтвердої консистенції | |
|---|---|---|
| до 2 метрів | до 1 метра | 0,5 м |
| до 3 метрів | до 1,5 метрів | 0,75 м |
| більше 3 метрів | від 1,5 до 2,5 метрів | 1 м |
| від 2,5 до 3,5 метрів | 1,5 м |
Корисна порада! Незалежно від умов на місцевості, максимальним допустимим показником заглиблення в економічному та в цілому розумному плані є 250 см.
Якщо фундамент облаштовується на піщаному непучинистому ґрунті, на показник глибини промерзання можна не звертати уваги. Також позбутися залежності з глибиною промерзання можна за умови забезпечення вертикального утеплення фундаменту та горизонтальної теплоізоляції ґрунту.
Наведені вище значення можуть змінюватися, якщо грунтові води розташовуються відносно близько до поверхні. За таких обставин фундамент доведеться заглиблювати на більший рівень. Можете орієнтуватися на значення, наведені у таблиці.
Власникам ділянок, розташованих на пучинистих ґрунтах з високими ґрунтовими водами, слід подумати над використанням іншої опорної конструкції, наприклад, пальово-ростверкової. Такій підставі не страшні ґрунтові води та морозні пучення.
Показники нормативної глибини промерзання представлені таблиці.
В основі цієї конструкції - опорні стовпи, що облаштовуються в кутах будови та на перетинах стін та перегородок. При необхідності додаткові опори споруджуються під важкими простінками, масивними балками та інших ділянках, що характеризуються збільшеним навантаженням.
З метою забезпечення рівномірності розподілу навантажень, створюваних вищою будовою, а також організації роботи стовпів в якості цільної опорної конструкції і для збільшення стійкості фундаменту до сил, що впливають на нього, облаштовується ростверк, представлений обв'язувальними балками, що з'єднують елементи опорної конструкції.
- при зведенні будов, що не мають підвальних приміщень;
- при будівництві будівель з легкими стінами, виконаними за каркасною, щитовою та подібними технологіями;
- при зведенні цегляних стін за необхідності забезпечення глибокого закладання;
- при більш високій стійкості стовпчастого фундаменту до осадових процесів у ґрунті (порівняно з іншими різновидами фундаментів);
- при необхідності максимального мінімізування виразності сил морозного пучення (стовпи меншою мірою схильні до згаданого явища порівняно з стрічковими та плитними конструкціями);
- за інших умов, коли використання стрічкового фундаменту є економічно невигідним або недоцільним через будь-які обставини.
Стовпчаста опорна конструкція має низку переваг.
По-перше, на її облаштування зазвичай витрачається не більше 20% витрат на весь будинок (для порівняння, у випадку з фундаментами інших типів цей показник може зростати до 30% і більше).
По-друге, через окремі опори відбувається більш ефективний розподіл навантажень, ніж за допомогою суцільної стрічкової основи. Стовпи забезпечують рівнозначні показники тиску на ґрунт, внаслідок чого відзначається зменшення виразності опади порівняно з раніше розглянутими стрічковими конструкціями. Завдяки цьому з'являється можливість зменшення сумарної площі основи.
Опорно-стовпчаста конструкція – фото
При визначенні оптимального показника глибини закладення стовпів звертають увагу на такі фактори:
- глибину промерзання ґрунту. Цей параметр залишається значущим під час проектування будь-якого фундаменту. В ідеалі стовпи мають бути заглиблені на 20-30 см нижче за згадану позначку, але необхідність у цьому виникає не завжди. Виняткові випадки будуть розглянуті окремо;
- тип ґрунту та особливості його складу. Кращий варіант – піщаний ґрунт. Вода практично миттєво проходить через такий ґрунт, плюс його несуча здатність зберігається на дуже високому рівні. Від будівництва на торфовищах і мулистих ґрунтах слід утримуватися. Єдиний можливий варіант у цьому випадку зводиться до часткової (ще краще – повної) заміни наявного ґрунту пісковиком;
- глибину залягання підземних вод. Цей момент визначається під час відповідних попередніх досліджень. Практично 100%-м підтвердженням високого рівня ґрунтових вод може бути наявність поблизу будь-якої природної водойми. В даному випадку вдаються до організації систем дренажу або влаштування гідроізоляції.
Крім природних факторів, проектувальник повинен звертати увагу на такі положення:
- передбачувана вага готової будови;
- вага опорних стовпів;
- вага предметів внутрішнього облаштування будівлі та людей, що перебувають у ній;
- тимчасові навантаження, наприклад, сніг.
Найбільш виражений негативний вплив на опорні конструкції надають сили морозного пучення. Зважаючи на це, будівництву практично будь-якого фундаменту передує оцінка ступеня пучинистості ґрунту. Більшість забудовників дотримується принципу, відповідно до якого при роботі на ґрунтах пучинистого типу фундаменти закладаються в середньому на 200-300 мм нижче за розрахунковий показник глибини промерзання в холодну пору року. Поруч із, зведення малонавантажених будівель, наприклад, як приватна лазня, має виняткові особливості.
Фундаменти подібних будов піддаються силам здирства, в більшості випадків перевершує загальні навантаження, створювані вище будовою. Через таку різницю за підсумком і відбуваються різноманітні деформації опори.
Зважаючи на це, плануючи будівництво лазні або будь-якої іншої будівлі без підвального приміщення на ґрунті, схильному до сезонного пучення, краще віддавати перевагу незаглибленому або дрібнозаглибленому різновиду опорної конструкції.
Дрібнозаглибленими називають опори, глибина закладення яких становить 50-70% від нормативного показника промерзання ґрунту. Наприклад, відповідно до нормативного показника грунт промерзає на 150 см. У цьому випадку дрібнозаглиблений фундамент треба заглиблювати мінімум на 75 см.
Якщо грунт є пучинистим і глибоко промерзає, доведеться робити заглиблену опорну конструкцію, яка облаштовується, як уже зазначалося, в середньому на 20-30 см нижче точки промерзання. За таких обставин добре себе показують збірні та монолітні стовпи з армованого бетону. Подібні конструкції незначною мірою схильні до впливу сил пучення.
Якщо для облаштування опор застосовуються камені, неармований бетон, дрібні блоки, цегла, стіни фундаменту повинні звужуватися догори – завдяки цьому буде, по-перше, забезпечено рівномірний розподіл навантажень, створюваних будовою, по-друге, зменшено витрату будівельних матеріалів.
Серед додаткових заходів, що сприяють зменшенню виразності сил морозного пучення, слід зазначити такі положення:
- покриття боковин стовпів матеріалами, що сприяють зменшенню тертя ґрунту. До таких матеріалів відносяться різноманітні пластичні мастила, полімерні плівки, епоксидні смоли, бітумні мастики і т.д.;
- утеплення верхньої кулі ґрунту навколо опорної конструкції. Прекрасним варіантом є спорудження утепленого вимощення.
Є низка обмежень, наявність яких є прямим протипоказанням до застосування стовпчастих опор.
- По-перше, стовпчастий фундамент не можна використовувати на слабких ґрунтах, а також ґрунтах, схильних до горизонтальних зрушень, т.к. стовпи характеризуються малою стійкістю до перекидань. Щоб нівелювати бічні зрушення, облаштовується жорсткий армований ростверк. У разі застосування витрат на зведення стовпчастого фундаменту практично рівняються з витратами на заливку армованої стрічки.
- По-друге, стовпи краще не облаштовувати на ділянках, розташованих на слабонесучих (торф'яних, водонасичених глинистих тощо) ґрунтах, особливо у разі зведення важких будинків (з використанням залізобетонних плит перекриття, з цегляними стінами завтовшки від 50 см і т.п.) .д.).
- По-третє, краще не будувати нічого на стовпчастих опорах, якщо ділянка розташована в місцевості із суттєвими перепадами висот (понад 200 см).
На ділянках зі складним рельєфом стовпчаста основа – не найкращий варіант
Плитні опори
Монолітна плитна опорна конструкція характеризується високими показниками надійності, міцності та довговічності, але й потребує відповідних трудових та матеріальних вкладень на облаштування. Застосування таких опор є доцільним під час роботи на слабких різновидах грунтів, наприклад, грунтах із високим вмістом органіки.
У разі використання плити відзначається зменшення тиску на ґрунт. Відбувається це з тієї причини, що плита спирається на основу всією поверхнею, завдяки чому забезпечується рівномірний розподіл навантажень, створюваних вище будовою.
На плитному фундаменті можна будувати будинки з будь-яких матеріалів. Особливо часто подібні опори вибираються до застосування у комплексі з кам'яними конструкціями, тобто. будовами, зведеними з блоків, цегли тощо.
Як і у випадку з вищерозглянутими різновидами основ, глибину закладення визначають відповідно до характерних особливостей ґрунту та навантажень, створюваних будовою: чим вони вищі, тим товщі робиться плита і тим глибше вона закладається.
Плитні фундаментні конструкції не заглиблюють до рівня промерзання. Незаглиблені опори взагалі зводять на рівні грунту. У будівельній практиці набула популярності т.зв. «Плаваюча плита» - такий фундамент заглиблюється максимум до 1 м, а силами нижчого утрамбованого піщано-гравійного шару забезпечується видимість «залізобетонної плити, що плаває». Така конструкція характеризується більшою стійкістю до деформаційних впливів із боку ґрунту.
Найбільшою ж популярністю користується дрібнозаглиблений різновид плитного фундаменту, що закладається на глибину 200-500 мм. Під плитою облаштовується ущільнена «подушка» з піску та щебеню сумарною товщиною близько 30 см. Плита армується по всій площі. Подібна конструкція характеризується високою стійкістю до змінних навантажень, що виникають при перепадах температури і призводять до обдимання грунту.
Дрібнозаглиблена
різновид плитного фундаменту
Таким чином, плитні фундаменти підходять для використання на проблемних ґрунтах: рухомих, просадних, пучинистих і т.п.
Серед недоліків такої конструкції слід відзначити великий обсяг земляних робіт, а також підвищені витрати на придбання високоякісних армуючих елементів та бетону. Матеріали, що використовуються, повинні відповідати наступним мінімальним вимогам:
- марка бетону – від М200;
- арматура - сталева, діаметром не менше 1,2 см.
Таким чином, монолітна армована бетонна плита добре підходить для використання на ґрунтах з високими підземними водами, а також на слабких та різнорідних ґрунтах. За таких обставин витрати на облаштування плитної конструкції будуть виправданими та доцільними. В іншому випадку фахівці рекомендують звертати увагу на більш економічно вигідні рішення у вигляді вищерозглянутих стовпчастих та стрічкових підстав.
Додатково вам пропонується ознайомитися з таблицями, що характеризують різні типи ґрунтів, а також відображають залежність показника глибини закладення опорної конструкції від характеристик ґрунту та висоти проходження підземних вод.
Вдалої роботи!
Відео – Глибина закладення фундаменту