Фундамент мелкого заложения формула

10.3. Расчет фундаментов мелкого заложения

Расчет фундамента мелкого заложения начинают с предварительного выбора его конструкции и основных размеров, к которым относятся глубина заложения фундамента, размеры и форма подошвы. Затем для принятых размеров фундамента производят расчеты основания по предельным состояниям.

Вследствие причин, рассмотренных в гл. 9, расчет по второй группе предельных состояний (по деформациям основания) является основным и обязательным для всех фундаментов мелкого заложения. Расчет по первой группе предельных состояний (по несущей способности основания) является дополнительным и производится в одном из следующих случаев: сооружение расположено на откосе или вблизи него; на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки; основание сложено слабыми грунтами, обладающими малым сопротивлением сдвигу, или, напротив, представлено скальными грунтами. В первых двух случаях расчет по первой группе предельных состояний не производят, если конструктивными мероприятиями обеспечена невозможность смещения проектируемого фундамента.

Установив окончательные размеры фундамента, удовлетворяющие двум группам предельных состояний, переходят к его конструированию. Расчет фундамента как железобетонной конструкции рассматривается в соответствующем курсе, здесь же отметим, что соблюдение правил конструирования массивных и сборных гибких фундаментов позволяет исключить проверку их на прочность и трещиностойкость.

Определение глубины заложения фундамента. Очевидно, что чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше объем затрачиваемого материала и ниже стоимость его возведения, поэтому естественно стремление принять глубину заложения как можно меньшей. Однако в силу того, что верхние слои грунта не всегда обладают необходимой несущей способностью или же конструктивные особенности сооружения требуют его заглубления, при выборе глубины заложения фундамента приходится руководствоваться целым рядом факторов, основными из которых являются инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительной площадки, глубина сезонного промерзания грунтов, конструктивные особенности возводимого сооружения, включая глубину прокладки подземных коммуникаций, наличие и глубину заложения соседних фундаментов.

Инженерно-геологические условия строительной площадки. Учет инженерно-геологических условий строительной площадки заключается главным образом в выборе несущего слоя грунта, который может служить естественным основанием для фундаментов. Этот выбор производится на основе предварительной оценки прочности и сжимаемости грунтов по геологическим разрезам. Несмотря на то что каждая площадка обладает сугубо индивидуальным геологическим строением, все многообразие напластований можно, следуя Б. И. Далматову, представить в виде трех схем, показанных на рис. 10.10.

Схема I. Площадка сложена одним или несколькими слоями прочных грунтов, при этом строительные свойства каждого последующего слоя не хуже свойств предыдущего. В этом случае глубина заложения фундамента принимается минимальной, допускаемой при учете сезонного промерзания грунтов и конструктивных особенностей сооружения (рис. 10.10, а). Иногда за несущий принимают слой более плотного грунта, залегающий на некоторой глубине, если это решение экономичнее (рис. 10.10, б).

Схема II. С поверхности площадка сложена одним или несколькими слоями слабых грунтов, ниже которых располагается толща прочных грунтов. Здесь возможны следующие решения. Можно прорезать слабые грунты и опереть фундамент на прочные, как это показано на рис. 10.10, в. С другой стороны, может оказаться более выгодным прибегнуть к укреплению слабых грунтов или замене их песчаной подушкой (рис. 10.10, г). Если же мощность слабого слоя окажется чрезмерно большой, то рекомендуется перейти на свайные фундаменты (рис. 10.10, д).

Схема III. С поверхности площадки залегают прочные грунты, а на некоторой глубине встречается один или несколько слоев слабого грунта. В данной ситуации возможно принять решение по схеме II, но так как при этом придется прорезать толщу прочных грунтов, то более выгодным может оказаться или использование прочного грунта в качестве распределительной подушки (при обязательной проверке прочности слабого подстилающего слоя), как это показано на рис. 10.10, е, или закрепление слоя слабого грунта, как это показано на рис. 10.10, ж, что позволит существенно уменьшить размер подошвы фундамента.

При выборе типа и глубины заложения фундамента по любой из рассмотренных схем придерживаются следующих общих правил:

минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории;

глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 10. Г5 см; по возможности закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ;

в слоистых основаниях все фундаменты предпочтительно возводить на одном грунте или на грунтах с близкой прочностью и сжимаемостью. Если это условие невыполнимо (основания с выкликивающими или несогласно залегающими пластами), то размеры фундаментов выбираются главным образом из условия выравнивания их осадок.

Глубина сезонного промерзания грунтов. Глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается в зависимости от их вида, состояния, начальной влажности и уровня подземных вод в период промерзания. Проблема состоит в том, что промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образованием в них прослоек льда, толщина которых увеличивается по мере миграции воды из слоев, расположенных ниже уровня подземных вод. Это приводит к возникновению сил пучения по подошве фундамента, которые могут вызвать подъем сооружения. Последующее оттаивание таких грунтов приводит к резкому снижению их несущей способности и просадкам сооружения.

Наибольшему пучению подвержены грунты, содержащие пылеватые и глинистые частицы. Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности относятся к непучинистым грунтам, глубина заложения фундаментов в них не зависит от глубины промерзания в любых условиях.

Практикой установлено, что, если уровень подземных вод во время промерзания находится от спланированной отметки земли на глубине, равной расчетной глубине промерзания плюс 2 м (что связано с высотой капиллярного поднятия подземных вод), в песках мелких и пылеватых с любой влажностью и в супесях твердой консистенции глубина заложения фундаментов наружных стен и колонн назначается без учета промерзания грунта. Во всех остальных грунтовых условиях глубина заложения наружных фундаментов назначается не менее расчетной глубины промерзания. Исключение составляют площадки, сложенные суглинками, глинами, а также крупнообломочными грунтами с глинистым заполнителем при показателе текучести глинистого грунта или заполнителя I_L

Грунты под подошвой фундамента

Глубина заложения фундамента при глубине поверхности подземных вод d_w, м

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

Источник

Расчет фундаментов мелкого заложения

Расчет фундаментов мелкого заложения необходим для уточнения его геометрических размеров и выбора разновидности фундамента. Он сводится к расчету трех факторов: величины давления здания на грунт, силы давления грунта в результате морозного пучения и определение прочности рамы фундамента.

Нагрузка здания – это совокупность передаваемых нагрузок, в упрощенном расчете – масса всего строения, распределенная на 1 м 2 нижней плоскости фундамента. Сила деформации пучения определяется по справочным данным для конкретного типа грунта. Прочность рамы зависит от геометрии фундамента и применяемой арматуры.

Расчет нагрузки здания

Для того чтобы вычислить массу здания, необходимо иметь проект, учитывающий размеры строения, материалы, конструкцию и прочие его особенности. Расчет нагрузки на фундамент ведется с учетом зимней снеговой нагрузки. Способ расчета прост: вычисляют массы отдельных конструктивных частей строения, суммируют их и делят на площадь подошвы фундамента. Определяют для данного типа грунта удельное расчетное сопротивление грунта R­₀ и сопоставляют его с полученным значением удельной нагрузки N. Если R­₀ 2 .

Морозное пучение и выбор типа мелкозаглубленного фундамента

Понятие «пучинистые грунты» многих ставит в тупик. Попробуем разобраться, что это такое. Различные грунты обладают разной способностью накапливать влагу. Крупнозернистый песок, скальные породы не задерживают воду, а глины, наоборот, связывают ее, становятся пластичными и долго остаются влажными. Вода при замерзании расширяется, при этом грунт, содержащий много влаги, увеличивается в размерах. Это явление получило название «морозное пучение».

В зависимости от состава и размера частиц грунты можно разделить на 5 групп – они приведены в таблице 1.

В зависимости от группы грунта выбирают конструкцию мелкозаглубленного фундамента по рисунку и определяют его габаритные размеры, глубину заложения и высоту подсыпки. Вычисляют площадь нижнего основания фундамента A_f.

Источник

Как сделать мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками. Строительство и расчет фундаментов мелкого заложения для дома

Ленточный фундамент наиболее распространенный тип основания для возведения дома. Поэтому с ним все понятно, а вот чем от него отличается мелкозаглубленный (МЗЛФ) — фундамент мелкого заложения, как рассчитать и как сделать?

Мелкозаглубленный ленточный фундамент (мелкого заложения) МЗЛФ

Характеристики – конструктивный принцип действия

Мелкозаглубленный ленточный фундамент или просто МЗЛФ по способу укладки похож на своего собрата, однако имеет важные отличия:

• глубина закладки фундамента до 700 мм;
• располагается над зоной промерзания почвы;
• предназначен для обустройства на вспученных (пучинистых) грунтах.

Главная особенность мелкозаглубленного ленточного фундамента заключается в том, что он дает возможность нивелировать морозное пучение грунта. Это связано с тем, что несмотря на общую жесткость конструкции МЗЛФ, вместе с весом всего строения, движется вверх-вниз в зависимости от времени года. Поскольку фундамент углублен не сильно, а смещается равномерно, то, следовательно, он не разрушается от таких колебаний.

Схема устройства мелкозаглубленного ленточного фундамента

Мелкозаглубленный ленточный фундамент — схема

1. Песчано-гравийная подушка
2. Лента фундамента
3. Слой гидроизоляции
4. Вертикальная (или обмазочная) гидроизоляция
5. Арматура (диаметр 12)
6. Арматура (диаметр 8)
7. Цоколь
8. Стена

Где можно использовать — применение

Ленточный мелкозаглубленный фундамент подходит для строительства низкоэтажных жилых домов и других сооружений из тех материалов, которые не создадут значительного давления на подошву фундамента. К таким сооружениям и материалам относят:

• бревенчатые срубы;
• ячеистые бетоны – пенобетон, газосиликатные блоки;
• облегченная кладка кирпича;
• каркасно-щитовые постройки.

При обустройстве фундамента большей ширины на нем можно возводить тяжелые дома из бруса или бревна. Но в этом случае грунт будет промерзать на меньшую глубину и есть вероятность деформирования фундамента. Таким образом, если планируется постройка монументального здания – лучше обустроить ленточный монолитный фундамент.

При этом следует знать, что увеличение ширины ленты мелкозаглубленного фундаменты делает возможным строительство более тяжелых домов с мансардой. Большая ширина фундаментной ленты (соответственно, и цоколя) способствует снижению глубины промерзания грунта в пространстве под полом.

Что следует учесть при устройстве фундамента мелкого заглубления

Устраиваются мелкозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах

Запрещена заливка МЗЛФ на биогенных органических грунтах, например, торфяных, сапропельных (отложения пресноводных водоемов), а также на глине. На фото видно, что уже их внешний вид не сулит ничего хорошего.

Тип грунта

Чем ближе вода находится к поверхности земли, тем более неустойчивым будет МЗЛФ

Мелкозаглубленный ленточный фундамент — таблица уровень подземных вод

• Нагрузка на фундамент
• Перепад высоты

Если рельеф местности характеризуется значительным перепадом высоты (дом на склоне), то устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента на нем достаточно проблематично. В таком случае обустраивается обычный ленточный фундамент или выравнивается значительная площадь под МЗЛФ. С точки зрения затрат времени и денежных средства – оба варианта равноценны.

Она представляет собой высоту от нижней точки фундамента, так называемой подошвы – до нулевой отметки (поверхности земли).

• Климат (глубина промерзания почвы)

Достаточно распространено среди строителей закладка мелкозаглубленного ленточного фундамента на высоте, которая рассчитывается по формуле – глубина промерзания минус 20%. Так можно быть уверенным, что фундамент будет подниматься вместе со строением.

Минимальная глубина мелкозаглубленного ленточного фундамента регламентируется СНиП II-Б.1-62.

Глубина мелкозаглубленного ленточного фундамента СНиП — таблица

Глубина промерзания грунта для некоторых городов России приведена в таблице.

Глубина промерзания грунта для городов России — таблица

Как рассчитать нагрузку на ленточный мелкозаглубленный фундамент

Прежде всего, следует учесть:

• конструктивные особенности строения;
• высоту здания;
• планируемое количество этажей;
• материалов, из которого будут возводиться стены;
• вес покрытий;

• глубина траншеи;
• толщина подушки;
• параметры ленты фундамента;
• качество бетона.

Можно дополнительно воспользоваться калькулятором расчета фундамента

Расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента

1. Глубина обуславливается близостью грунтовых вод и глубиной промерзания.

2. Высота над поверхностью грунта = 4х ширину.

Полезно знать. Высота над землей меньше или равна глубине.

3. Ширина определяется по формуле:

Где, D – ширина подошвы фундамента;
q – расчетная нагрузка на фундамент, т/м;
R – расчетное сопротивление грунта, т/м.кв. Этот показатель, для глубины заложения в 300 мм, приведен в таблице.

Формула толщина подушки 4. Толщина подушки определяется из условий прочности грунта местности.

Для сильно пучинистых грунтов применяется формула:

Формула для сильно пучинистых грунтов Где, tn – толщина подушки;
А, С, W – коэффициенты;
А и С – определяются по таблицам ниже.
А W = 0,1 или 0,06 м.кв./т для отапливаемых и не отапливаемых сооружений.

Над чертой – для МЗЛФ глубиной заложения 300 мм, под чертой – для незаглубленных фундаментов.

Над чертой – для МЗЛФ глубиной заложения 300 мм, под чертой – для незаглубленных фундаментов.

Стоимость мелкозаглубленного ленточного фундамента

Варьируется в пределах 4-6 тыс. руб. за погонный метр. Цена зависит от ширины, высоты, количества перемычек и размеров, например, стоимость возведения фундамента дома 6х6 обойдется в 70-80.000 руб., а 10х10 = 120-150.000 руб.

Виды мелкозаглубленного ленточного фундамента (мелкого заложения)

В зависимости от вида МЗЛФ будет отличатся технология его устройства. Поэтому, следует коротко ознакомится с главными из них:

Ленточный монолитный мелкозаглубленный фундамент

Заливается непосредственно на строительной площадке, в результате получается бесшовная лента

Ленточный блочный мелкозаглубленный фундамент

Блоки покупаются в готовом виде, или изготавливаются отдельно, а на стройплощадке только собираются. В качестве крепежного материала используется раствор цемента.

Ленточный блочный мелкозаглубленный фундамент — схема

Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Но, в целом, срок эксплуатации второго в три раза меньше, нежели первого. Поэтому, в этой статье мы остановимся подробно на таком виде, как монолитный МЗЛФ.

Технология МЗЛФ или как сделать мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками

Инструкция воспринимается проще, если вся работа разбита на четкие этапы. Не будем отступать от этой схемы. Итак, устройство ленточного мелкозаглубленного фундамента следующие:

Подготовительный этап

Будем считать, что до этого этапа вы сделали проект дома, определились с качеством грунта и видом фундамента, а также учли все изложенное выше.

1. Место, где планируется заливать фундамент, освобождается от всего лишнего.

2. На рабочее место доставляют весь необходимый материал и инструмент. Причем желательно сразу определить место дислокации всего этого добра, чтобы потом не тратить время на его поиски.

Разметка под ленточный фундамент

Важность этого этапа сложно переоценить. Поэтому нужно не только «прикинуть» где будете рыть траншею, но и сделать ориентиры при помощи веревки (если есть возможность, то лазерным нивелиром будет лучше).

Как сделать разметку под фундамент:

1. произвести замеры по периметру;
2. забить маячки по углам;
3. проверить диагональ между углами;
4. при необходимости переместить маячки;
5. сделать отмостку на расстоянии не менее метра от маячков;
6. на доски отмостки закрепить веревку, которая будет показывать края фундамента.

Более наглядно процесс разметки представлен на схеме

Разметка под ленточный фундамент — схема

Как выкопать траншею под фундамент

Траншея для фундамента Траншея для фундамента – это полоса вынутого грунта.

Глубина траншеи определяется глубиной мелкозаглубленного ленточного фундамента и подушки.

Откос траншеи для фундамента Например, наиболее распространенной глубиной является 300 мм, толщина подушки составляет в зависимости от качества почвы около 200 мм. Тогда глубина траншеи будет составлять 500 мм.

Учитывая тип грунта лучше приступать к заливке фундамента немедленно. В противном случае он осыплется, и часть работы придется повторить.

Подушка под ленточный фундамент

Песчаная подушка под фундамент – это смесь из песка и щебенки. Их можно смешивать, но проще высыпать послойно. Каждый слой смачивать водой и хорошо утрамбовывать. Поскольку структура подушки получается достаточно пористой, её от основного фундамента отделяют гидроизоляционной пленкой.

В принципе, основанием для ленточного фундамента мелкозаглубленного может служить естественный грунт, но его несущая способность гораздо ниже предложенной песчано-гравийной подушки.

Подушка под ленточный фундамент

Опалубка под ленточный фундамент

Устанавливают всю конструкцию опалубки вертикально. Подпорки крепят с шагом 500-600 мм. Они нужны для того, чтобы под весом бетона опалубка не развалилась и не перекосилась.

Опалубка под ленточный фундамент Полезный совет.
Старайтесь, чтобы доски прилегали друг к другу плотно и без резких перепадов. Тогда вы избежите работ по выравниванию поверхности готового фундамента под облицовку.

Заливка ленточного фундамента

Получение бетона вопрос индивидуальный – можно купить (вернее, заказать) и бетон доставят миксером или изготовить самостоятельно, причем задействовав самодельную бетономешалку (и второй вариант, как сделать бетономешалку из стиральной машины).

Что касается заливки бетона, то процедура стандартная для таких работ — в готовую опалубку заливается бетон.

Заливая бетон старайтесь отбивать его через каждые 40-50 мм. высоты. Это позволит «выгнать» пузырьки воздуха, которые могут в будущем разрушить бетон.

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента

Если на фундамент не предполагается сильная нагрузка – этот этап можно пропустить. Но все же, с арматурой МЗЛФ будет гораздо прочнее.

Рекомендуем полезный доп материал — арматура для фундамента (характеристики, виды, расчет)

Правильное армирование ленточного фундамента мелкого заложения:

• Залить стартовый слой. Этот слой должен составлять около 30 % общей высоты МЗЛФ. Цель этого действа – создать ровную поверхность для укладки металла, а также защитить его от влаги.
• Вязка арматуры для ленточного фундамента. Для этого нужно связать ее в блоки и уложить в траншею.
• Залить бетон до нужной высоты.

Пример арматурного каркаса для ленточного фундамента

На примере видно, что связка выполнена проволокой. Это относительно новый подход к соединению, ведь более привычный – контактная сварка.

Укладка арматуры для мелкозаглубленного фундамента Так будет выглядеть уложенная арматура

Защита бетона

Чтобы избежать пересушивания и образования трещин, залитый в опалубку бетон накрывается пленкой и периодически увлажняется водой.

Утепление мелкозаглубленного ленточного фундамента

• Сразу после того, как фундамент набрал нужную прочность, следует начинать строительство дома. Старайтесь сделать все работы в один сезон. Потому что грунт под фундаментом промерзнет, и МЗЛФ, не придавленный весом дома – деформируется.
• Если вы не можете начать строительство укройте МЗЛФ и территорию возле него (200-300 мм) соломой или опилками. Чтобы защитить грунт от промерзания.
• Во процессе эксплуатации строения старайтесь насаживать возле мелкозаглубленного ленточного фундамента многолетние растения и кустарники. Они будут способствовать снижению глубины замерзания почвы. А также смогут задержать значительное количество снега, который также снизит глубину промерзания.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент видео

Заключение

В этой статье мы разобрались, как сделать мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками. Разобравшись детально с каждым из этапом, вы сможете не допустить досадных промахов и залить фундамент на котором ваш дом простоит не одно десятилетие. Самое главное, не забывайте, что прежде чем приступить к строительству закажите геологические исследования, в противном случае, есть риск, что грунт на вашем участке не предназначен для устройства МЗЛФ.

Источник