Что такое глубина заложения фундамента от чего она зависит

Какой должна быть и от чего зависит глубина заложения фундамента

Надежный фундамент – залог прочности и сохранения в течение длительного срока эксплуатационных характеристик здания. Он принимает на себя, а затем передает грунту создаваемую конструкцией нагрузку, защищает дом от проникновения влаги и холода из земли. Определяющее значение имеет глубина заложения фундамента, поскольку это влияет на эффективность выполнения этой частью здания своих функций.

Что это такое

Данный термин обозначает степень погружения подошвы основания в землю. Иными словами, глубина заложения фундамента – это расстояние от его нижней части до грунтовой поверхности.

Минимальное значение параметра – 50 см. При закладке невысоких зданий промышленного назначения без кранового оборудования и серьезного динамического воздействия, жилья не выше двух этажей, вместо нижней части заглубленного ниже 70-сантиметровой отметки фундамента допускается использование гравийной, щебневой или средне/крупнопесчаной подушки. Над ней должна возвышаться хотя бы 50-сантиметрровая часть.

При заложении фундамента на глинистом, суглинистом, песчаном или супесчаном грунте, особенно при глубоком промерзании, следует позаботиться о его защите от поверхностных вод. Делается это путем обустройства отмостки по периметру здания и установки водоотводных лотков.

Под внутренними стенами в домах, где планируется отопление, нет необходимости при устройстве основания ориентироваться на то, как сильно промерзает земля, и как близко проходит слой грунтовых вод. Но минимальный размер все равно тот же — 50 см. Если такие фундаменты возвышаются над основаниями внешних стен, то следует позаботиться об их защите от промерзания.

Факторы, влияющие на глубину заложения

Существует целый комплекс факторов, на которые ориентируются при вычислении требуемой глубины заглубления фундамента. Определяющее значение имеют следующие из них: особенности грунта, на котором возводится здание, уровень грунтовых вод, величина промерзающего слоя земли.

Грунт

Определяя глубину залегания фундамента, следует в первую очередь выяснить, какой тип грунта находится в районе будущего строения. Верхний слой практически в любом месте – это рыхлая плодородная почва, которая не может служить основой для фундамента и всегда удаляется. Ниже идут грунты с более значительной плотностью, выступающие в качестве опоры для основания здания. Следовательно, глубина фундамента на черноземе зависит от характеристик нижерасположенного слоя

Наиболее распространены следующие виды грунтов:

1. Глинистый и суглинистый. Характеризуются значительным, неравномерным вспучиванием и выталкиванием фундаментной конструкции при замерзании, что имеет критическое значение при высоко залегающих грунтовых водах. Основание должно располагаться ниже их уровня. Минимальное заглубление даже при благоприятных условиях (небольшое количество осадков в регионе и глубоко залегающие грунтовые воды) – 75 см.
2. Песок и супесь. Средне- и крупнофракционная песчаная почва – хорошая база для фундамента, поскольку не задерживает воду. Достаточно 50-сантиметрового заглубления. Мелкопесчаная почва задерживает влагу, при значительном количестве которой становится неустойчивой. Заглубленность на таком слое должна превышать глубину промерзания, которая может достигать 60-200 см.
   
3. Хрящеватый. Содержит гравийные, щебневые и различные каменные частицы, благодаря которым размытия и сжатия грунта не происходит. Минимальная величина заглубления – 50 см.
4. Скалистый. Отличается прочностью и высоконадежностью, не подверженностью проседанию и размыванию. Для закладки фундамента достаточно просто выровнять поверхность, без углубления.

Уровень грунтовых вод

Определяя, какой глубины фундамент целесообразно формировать на скальных, крупно- и среднепесчаных, хрящеватых грунтах, нет необходимости отталкиваться от того, где залегают воды.

Если в месте строительства мелкий песок, но водоносный слой на 200 см ниже глубины промерзания, то делать закладку можно по своему усмотрению. При более близком залегании водного горизонта следует опускаться ниже промерзающего слоя.

В тех случаях, когда приходится иметь дело с глиной, хрящеватыми почвами, суглинками, заглубляться, независимо от прочих условий, требуется ниже уровня, подвергающегося действию мороза.

Глубина промерзания

Один из значимых факторов, от чего зависит показатель заглубления основания здания, — глубина грунтового слоя, подвергающегося воздействию морозов. Причем наибольшее значение это имеет при работе на почве, характеризующейся сильной пучинистостью.

Почему? Они удерживают в себе значительное количество влаги, которая при отрицательных температурах расширяет грунт и выталкивает фундамент.

К категории пучинистых относятся мелкопесчаные почвы, глина, супесь и суглинок, непучинистых – средне- и крупнопесчаные, скалистые, хрящеватые.

При наличии хотя бы 200-сантиметрового разделительного слоя между нижним пределом промерзания и горизонтом вод под фундамент достаточно обеспечить котлован глубиной в полметра. Иначе требуется углубление, превышающее уровень промерзания почвы.

Формула для расчета

Разбираясь в том, что такое глубина заложения фундамента, важно научиться определять показатель глубины промерзания почвенного основания. Делается это так:

D_fm – промораживающийся почвенный слой,

D₀ – коррелирующийся с типом грунта коэффициент промерзания;

√M_t – квадратный корень суммы температур тех месяцев, в которых среднемесячный температурный показатель – отрицательный.

Значение D₀ для глинистых и суглинистых почв равно 0,23, для мелкопесчаных – 0,28, для средне- и крупнопесчаных – 0,3, для хрящеватых – 0,34.

К примеру, для дома, возводимого на глине в местности, где четыре месяца имеют средние отрицательные температуры (-3°C, — 11°C, — 13°C, -5°C), расчет выглядит следующим образом:

D_fm = 0,23 х 5,66 = 1,3 м.

Таким образом, в данной местности земля промерзает примерно на 130 см.

Для большей точности учитывать, планируется ли оборудование помещения отопительной системой, и насколько тепло в нем будет.

При расчете того, сколь глубоко стоит погружать фундамент зданий без отопления (дачный домик, баня), прибегают к включению повышающего коэффициента, равного 1,1. Он выступает в качестве страховки от промерзания. Тогда данный параметр будет равен: 130 х 1,1 = 143 см.

При использовании отопления в здании на фундамент также будет передаваться доля тепла, что минимизирует промерзание. При этом в расчеты подставляют понижающий коэффициент, варьирующийся от 0,9 до 0,4.

Рекомендации для различных фундаментов

Отдельные виды фундаментных конструкций имеют определенные отличительные характеристики и конструктивные особенности. При этом существуют общие для всех типов рекомендации, позволяющие правильно рассчитать глубину заложения фундамента для одноэтажного или двухэтажного дома, различного рода построек подсобного и хозяйственного назначения. Они сводятся к следующему:

• величина заглубления фундамента не может быть менее 50 см, за исключением тех случаев, когда основанием выступает скалистый грунт;
• при расположении нескольких зданий друг возле друга глубина заложения их фундаментов должна быть одинакова. Это необходимо для обеспечения устойчивости строений;
• заглублять фундамент в несущий слой грунта необходимо минимум на 10-20 см, чтобы нагрузка от конструкции полноценно передавалась твердой почве;
• если позволяют условия, то фундамент целесообразно закладывать над водоносным слоем. Благодаря этому можно обойтись без устройства дренажной системы;
• нижнюю часть фундамента целесообразно опускать примерно на 1/5 ниже слоя промерзания, что позволяет предотвратить разрушительное действие пучения и избежать неравномерной усадки строения.

Не стоит углубляться слишком сильно, поскольку особого преимущества в плане надежности это не даст, зато расходы существенно увеличатся.

Ленточный фундамент

Ориентирован в первую очередь на строения, возводимые на однородных слабопучинистых грунтовых основаниях. Мало подходят для глины и насыщенных влагой грунтов с неоднородной структурой.

Базовые параметры, на которые ориентируются при определении глубины ленточного фундамента, следующие:

• величина промерзающего слоя;
• уровень залегания подземных вод;
• насыщенность почвы влагой.

Чем глубже промерзает грунт, и чем ближе к его верху водоносный слой, тем больше вероятности вспучивания земли в период отрицательных температур. Для защиты от этого явления прибегают к заглублению фундаментных конструкций. В нижерасположенную таблицу приведены ориентировочные цифры для разных видов почв.

Грунт	Величина заглубления, см
Слабопучинистый	50-60
Средне- и сильнопучинистый	75-150
Залегающий в северных регионах	180-200

Углубляться существенно ниже 200-сантиметровой отметки экономически нецелесообразно.

Столбчатый фундамент

Пригоден главным образом для нетяжелых и невысоких зданий. Состоит из группы железобетонных опор, устанавливаемых в местах стыка стен, в том числе внутренних с капитальными. Между собой оголовки колонн соединяются посредством железобетонного ростверка. Нижняя часть опор погружается в подушку из песчано-гравийно-гравийной смеси.

Фундамент данного типа отличается невысокой стоимостью и простотой обустройства. Кроме того, он подходит для эксплуатации в местностях с проблемными грунтами.

Не рекомендуется устанавливать столбы на торфе, глине и иных слабонесущих и подверженных сдвигу почвах, использовать их в качестве опор для массивных зданий.

Закладка колонн осуществляется на 20-30-сантиметровом удалении от отметки промерзания. На стабильных грунтах высота опор для одноэтажных зданий составляет в среднем 80 см.

Плитный фундамент

Обладает отличными прочностными характеристиками, надежен, не теряет своих свойств на протяжении длительного времени эксплуатации. Однако закладка сопряжена с затратами большого количества денежных средств и привлечением значительных трудовых ресурсов. Основное преимущество плит состоит в том, что они снижают давление, создаваемое зданием на грунтовое основание, что особенно важно, когда оно слабое.

Плитное основание подразделяется на мелкозаглубленное (20-50-сантиметровое расстояние) и глубокозаглубленное (до 100-сантиметровой отметки). Заранее в любом случае подготавливается подушка из песчано-гравийной смеси.

Таким образом, принятие решения относительно того, сколь глубоко должен погружаться фундамент, требует комплексного подхода и учета разносторонних климато-геологических факторов.

Источник

Глубина заложения фундамента: не забываем о прочности и безопасности

Крепкий, качественный фундамент – основа любой постройки, и от его состояния и материалов, из которых он закладывался, зависит долговечность построенного дома.

Прежде чем перейти к заливке, нужно тщательно изучить нормативно-техническую документацию, а также развеять мифы о строительстве и правильно рассчитать глубину заложения фундамента, учитывая разные факторы природного и техногенного характера.

От чего зависит глубина заложения

Существует несколько мифов, связанных с глубиной закладки фундамента:

1. Чем глубже и больше основание, тем крепче сооружение и дольше прослужит.
2. Самое главное — глубина, остальное не в счет.

Такие суждения лишены основания, и чаще являются ошибочными, а совершаются большинством неопытных «домашних» строителей. Хороший специалист скажет, что при постройке любого здания следует учитывать много факторов:

1. Особенности грунта и климатической зоны, такие как: степень промерзания, тип почвы, рельеф, уровень залегания подземных вод, а возможно даже рек.
2. Конструктивные характеристики, а именно, что хотят построить, возможное расположение цокольного этажа, подвала, подземного гаража, количество этажей, а также характер и сила нагрузки, которая может быть оказана на фундамент (снег, ветер).

Очень важно учитывать слои и тип несущего грунта для постройки любого здания, так как не обязательно на участке будет сверху один слой, а снизу другой, там могут чередоваться пласты.

Нормативно-технические положения, СНИП

Специалистами для правильного расчета глубины заложения фундамента были разработаны разные технические документы, расчеты и нормативно-правовые акты, которые отражены в СНиП «Основания зданий и сооружений». В них учитываются все факторы и подготовлены примерные расчеты, а также экологические нормы и особенности возводимых фундаментов на специфических грунтах.

Особенности	Песок (мелкий, пылеватый)	Суглинки, глина	Супесчаный грунт	Крупнообломочные, пески гравелистые, крупной или средней фракции
Расчет расстояния во время промерзания почвы от уровня грунтовых вод	Должен фундамент располагаться на глубину более 2 м по расчету от уровня промерзания	Возможна закладка меньше расчетной глубины, так как такой грунт более стойкий	Должен фундамент располагаться на глубину более 2 м по расчету от уровня промерзания	Не нормируется уровень
Глубина заложения для 2-х и 1-но этажных домов	Не менее 50 см, используют независимо от промерзания почвы	Только с учетом степени промерзания и не меньше	Не меньше чем 70 см или ¾ ч промерзания почвы	Не менее 50 см, используют независимо от грунтового промерзания

Также следует учитывать сейсмическую зону, источники динамических воздействий и других факторов, которые оказывают большое влияние на движение грунтов.

Виды фундамента по заглублению

В зависимости от расстояния заложения фундамента различают три типа:

• незаглубленные;
• мелкозаглубленные;
• заглубленные фундаменты.

Незаглубленный фундамент больше подходит для пучинистых грунтов или со слабой просадкой и для постройки невысоких, одноэтажных зданий из легких материалов. Также его можно применить для работ с тяжелыми стройматериалами, на каменистых, скальных породах. Наиболее оптимально в таком случае применять ленточный, столбчатый или решетчатый тип основания.

Мелкозаглубленный можно применять и на пучинистых грунтах, но при этим важно сделать хорошую и правильную подушку, такой тип выйдет дешевле заглубленного и он имеет еще одно преимущество — возможность сформировать небольшой подвал при условии глубокого залегания подземных вод. Но его выбирают преимущественно тогда, когда строят из легких материалов, невысокие здания при твердом, устойчивом грунте и часто для сооружений без подвальных помещений.

Заглубленный, как правило, применяется при постройке больших, тяжелых зданий в несколько этажей, и если по проекту имеются подвальные помещения, цокольный этаж, подземный паркинг. Его целесообразно использовать при строительстве на чрезмерно, сильно и средне пучинистых почвах, а также при близком залегании подземных вод. Чаще всего строители применяют ленточный тип основания при заглубленном типе.

Инженерно-геологические факторы

При расчете глубины фундаментного заложения первоначальным и главным фактором являются инженерно-геологические условия, которые помогут сделать первый шаг к возведению крепкой и качественной постройки. Важно учесть прочность и надежность грунта, как глубоко он находится и какие прослойки есть на возводимой территории, а также учесть оценку сжимаемости этого типа почвы.

Разнообразие и количество пластов помогают сделать правильный расчет, их представляют обычно в трех распространенных вариантах:

1. Когда под верхним слоем земли находится большой, надежный слой почвы или же есть тонкие наслоения из подобных прочных слоев. В таком случае глубина заложения может быть минимальной, но нужно учесть и регион, как сильно слой промерзнет.
2. Второй тип может предполагать сверху слой ненадежный, а снизу слои прочных пород, поэтому от размера ненадежного пласта будет зависеть вид выбираемого основания:
   • когда толщина ненадежного слоя средняя, можно использовать тип строительства заглубленного ленточного основания с подушкой;
   • следующим вариантом можно применить слабый слой в виде несущего, но при этом подушку надо сделать более широкой или же использовать сваи;
   • при строительстве тяжелых зданий оптимально применить технологию уплотнения, закрепления грунта, и сделать плотные, большие подушки основания.
3. Третий вариант предполагает залегание сверху прочных слоев, а снизу ненадежных, но на некоторой глубине еще несколько смесей или слоев из прочного грунта. Тогда лучше применять технологию заливки фундамента в виде свай, которые будут прорезать толщу надежного и ненадежного слоя или проводить работы по его закреплению.

Климатические и гидрогеологические факторы

На основе климатической и гидрогеологической карты можно примерно предположить степень промерзания грунта в каждом регионе. Занимаясь заложением основания, следует провести и собственные расчеты, опираясь на показатели промерзания и оттаивания в регионе, где будет проводиться строительство.

Для расчета глубины сезонного промерзания грунтов используют формулу:

d_f – расчетная глубина;

k_h – коэффициент учитывающий тепловой режим используемые в зданиях и сооружениях отапливаемых и неотапливаемых (наружных, внутренних фундаментов kh = 1,1) Таблица 1 в СНиП 2.02.01-83;

d_fn – нормативная глубина.

Рекомендации для разных типов фундаментов

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

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

Возводя ленточное основание, следует помнить, что на него будет приходиться вся нагрузка, создаваемая стенами и крышей дома. Поэтому важно правильно заглубить его, основываясь на расчетах промерзания почвы, степени залегания подземных вод и тип слоев почвы. Лучше такой тип закладывать на почвах с минимальной пучинистостью и при глубоком нахождении подземных рек, ручьев.

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

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

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

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

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

Плитные опоры не следует возводить на слабых слоях.

Расчет

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

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

В зависимости от степени промерзания грунта

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

От уровня грунтовых вод

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

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

От выбора типа фундамента

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

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

Как и чем определить глубину заложения

После того как сделаны расчеты по формуле глубины сезонного промерзания грунтов, можно в соответствии со СНиПом по таблице рассчитать уровень заложения фундамента.

Глубина закладки фундамента с учетом степени залегания подземных вод (Dw, в м)

Скалистые, гравелистые, песок крупной фракции

Песок мелкий или пылевой

Супеси с текучестью IL 0

Глинистые, с заполнением глиной, суглинки с показателем IL≥0,25

Глинистые, с заполнение глиной, суглинки с показателем IL Df+2

Не зависят от показателя Df

Не зависят от показателя Df

Не меньше расчетного показателя Df

Не меньше расчетного показателя Df

Не меньше расчетного показателя 0,5*Df

При неуверенности в правильности расчетов лучше у специалистов заказать геолого-разведочные работы, которые дадут объективную оценку для будущего возведения зданий или сооружений.

Коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения

Mt – коэффициент, который рассчитывается при определении глубины промерзания с учетом теплового режима сооружения. По формуле, расчет уровня промерзания определяется:

m_t – коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание почвы у наружных стен;

H_H – нормативная глубина промерзания.

Если под предполагаемым фундаментом есть пылевые, мелкие пески или супеси, то глубину нужно увеличить на 1/5.

Особенности возводимого и соседних сооружений

Хорошо, если здание возводится на новом месте, без близкорасположенных других зданий и сооружений, но такое явление встречается редко, в основном в сельской местности или при освоении новых земель. Но в условиях города при укладке основы под возводимое сооружение следует учитывать и другие факторы:

1. Уровень проложенных коммуникаций (водоснабжение, водоотведение и другие);
2. Глубину основания и его тип в соседних зданиях.
3. Будущую нагрузку на фундамент.
4. Вид и габариты подвального помещения.

Обычно, если основание возводимого здания закладывается на глубине выше или ниже соседнего сооружения, то целесообразно между ними возводить разъединительную шпунтовую стенку.

Если рельеф местности неровный, уступами, то его придется заливать на разной высоте. Поэтому в таких случаях для расчета используют формулу:

tg β 50 кПа) можно принимать tg β = 1 (β=45°).

Глубина фундамента должна быть ниже ввода коммуникаций, чтобы трубы не подлежали давлению с его стороны, а он сам опирался на насыпную подушку, тогда в случае аварии не произойдет существенного намокания фундамента.

Источник