Заложение фундамента относительно глубины промерзания грунта

Как определить глубину заложения фундамента в различных грунтах

Оптимальная глубина заложения фундамента будет разной для всех типов грунта. Перед возведением сооружения необходимо точно определить вид грунта и проанализировать его состав.

Выбирая глубину заложения фундамента, нужно принимать во внимание такие факторы, как свойства грунтов, глубина промерзания, глубина залегания грунтовых вод. Об этих и других факторах читайте в этой статье.

Как определить глубину заложения фундамента

Чтобы правильно выбрать глубину заложения фундамента, нужно учесть следующие моменты:

1. Особенности конструкции дома. Количество комнат, этажей, наличие или отсутствие подвала, материалы.
2. Примерная величина нагрузки на фундамент сооружения.
3. Глубина фундамента соседних зданий (если они есть).
4. Степень пучинистости грунта в подошве фундамента.
5. Максимальная глубина промерзания грунта в вашем регионе.
6. Геологические и гидрогеологические особенности местности.

Как определить глубину промерзания грунта

Чтобы определить глубину промерзания грунта в вашем регионе, воспользуйтесь картой (глубина указана в сантиметрах):

Или вот такой таблицей:

Город	Суглинки, глины	Мелкие пески	Средние и крупные пески	Каменистый грунт
Москва	1,35	1,64	1,76	2,00
Владимир	1,44	1,75	1,87	2,12
Тверь	1,37	1,67	1,79	2,03
Калуга, Тула	1,34	1,63	1,75	1,98
Рязань	1,41	1,72	1,84	2,09
Ярославль	1,48	1,80	1,93	2,19
Вологда	1,50	1,82	1,95	2,21
Нижний Новгород, Самара	1,49	1,81	1,94	2,20
Санкт Петербург. Псков	1,16	1,41	1,51	1,71
Новгород	1,22	1,49	1,60	1,82
Ижевск, Казань, Ульяновск	1,70	1,76
Тобольск, Петропавловск	2,10	2,20
Уфа, Оренбург	1,80	1,98
Ростов-на-Дону, Астрахань	0,8	0,88
Пенза	1,40	1,54
Брянск, Орел	1,00	1,10
Екатеринбург	1,80	1,98
Липецк	1,20	1,32
Новосибирск	2,20	2,42
Омск	2,00	2,20
Сургут	2,40	2,64
Тюмень	1,80	1,98

Также имеется формула, по которой можно рассчитать глубину промерзания грунта для конкретной местности:

где d1 – значение нормативной глубины промерзания грунта, M – сумма абсолютных отрицательных значений среднемесячных температур, а d0 – величина, характерная для каждого типа грунта.

d0 берется из этой таблицы:

к	Грунт
0,23	глина
0,28	супесь
0,3	песок
0,34	крупнообломочные

Пользуясь формулой, рассчитываем глубину промерзания грунта. К примеру, для глинистого грунта расчеты будут выглядеть так: d1=0.23*√14.7=0.88 м.

Как вид грунта влияет на глубины заложения фундамента

Прежде чем закладывать фундамент, необходимо в точности определить вид и состав грунта, а также глубину залегания грунтовых вод и наличие остатков растительности. Растительный слой грунта нежелательно использовать в качестве подошвы фундамента, так как почва будет проседать неравномерно. Идеальным вариантом будет извлечь почву с остатками растений и заменить её гравием или крупным песком. В таком грунте глубина фундамента должна составлять примерно 50 см, или чуть более.

Глубина заложения фундамента в зависимости от глубины промерзания грунта.

Если грунт насыщен водой, его несущая способность снижается, а при промерзании образовываются вспучивания. Это приводит к деформации фундамента и трещинам несущих стен.

Лёссовидные суглинки при минимальной влажности имеют хорошую несущую способность, однако при попадании влаги быстро оседают даже под собственным весом.

В этой таблице содержится информация об оптимальной глубине заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод и типа почвы:

Вид грунта	Расстояние от поверхности планировки до уровня грунтовых вод в период промерзания грунта	Глубина заложения фундаментов от поверхности планировки
Скальные и крупнообломочные грунты, а также пески гравелистые, крупные и средней крупности	Независимо от глубины залегания грунтовых вод	Не зависит от глубины промерзания грунта
Пески мелкие и пылеватые, а также супеси с природной влажностью, не превышающей влажности на границе раскатывания	Превышает расчетную глубину промерзания на 2 м и более	Не зависит от глубины промерзания
Пески мелкие и пылеватые и супеси независимо от влажности	Менее расчетной глубины промерзания или превышает ее менее чем на 2м	Не менее расчетной глубины промерзания
Супеси, природная влажность которых превышает влажность на границе раскатывания	Независимо от глубины залегания грунтовых вод	Не менее расчетной глубины промерзания
Суглинки и глины, природная влажность которых превышает влажность на границе раскатывания не более чем на 50 % числа пластичности	Превышает расчетную глубину промерзания на 2 м и более	Не зависит от глубины промерзания
Суглинки и глины, природная влажность которых превышает влажность на границе раскатывания более чем на 50% и менее чем на 75% числа пластичности	Превышает расчетную глубину промерзания на 2 м и более	Назначается менее расчетной глубины промерзания при защите основания от увлажнения поверхностными водами
Суглинки и глины, природная влажность которых превышает влажность на границе раскатывания более чем на 75% числа пластичности	Независимо от глубины залегания грунтовых вод	Не менее расчетной глубины промерзания
Суглинк и глины независимо от влажности	Менее расчетной глубины промерзания или превышает ее менее чем и 2м	Не менее расчетной глубины промерзания

Для помещений, которые не будут отапливаться, глубина промерзания берётся на 10% больше чем среднее значение, а для помещений с отоплением нужно брать на 25 % меньше. Если фундамент закладывается под внутренние стены отапливаемого помещения, то глубину промерзания можно не учитывать.

Как конструкция дома влияет на глубину заложения фундамента?

На глубину фундамента влияют такие конструктивные особенности строения, как:

• наличие подвала;
• глубина фундамента соседних зданий (если они есть);
• подземные коммуникации и их глубина.

Если планируется подвал или приямки, то глубина фундамента должна быть минимум на 40 см ниже пола в этих помещениях.

Все участки фундамента желательно закладывать на одном уровне. Если такой возможности нет, то все переходы от одного уровня к другому рекомендуется делать в виде ступеней. Высота каждой ступени должна быть равна высоте фундаментного блока.

Если дом строится впритык к готовому сооружению, то фундамент необходимо закладывать на одном уровне с фундаментом этого здания.

Если под зданием проходят какие-либо коммуникации, то подошву нужно закладывать ниже их ввода. Это убережёт трубы от давления фундамента, а сама подошва не будет стоять на сыпучих грунтах, которые использовали для подушки коммуникаций.

Как уменьшить воздействие пучинистых грунтов на поверхность фундамента

Если закладывать фундамент на глубину ниже промерзания грунта, это исключит давление мёрзлого грунта на подошву. Но пучение, тем не менее, будет негативно влиять на поверхность фундамента. Это влияние можно свести к минимуму, выполним следующие работы:

1. Устройство дренажа по периметру фундамента.
2. Сужение фундамента кверху, придание ему формы трапеции.
3. Заполнение пазух фундамента непучинистым грунтом.
4. Изготовление защитного слоя на боковых поверхностях фундамента с использованием материала, который имеет небольшой коэффициент трения.

Распространенные ошибки

1. Пренебрежение остатками растительности. Растительный слой нужно обязательно удалить. Убрать 15 см будет достаточно.
2. Возведение строения на чернозёме. Структура чернозема не подходит для возведения на ней фундамента. Мягкий слой необходимо также убирать.
3. Возведение фундамента без армирования. Армирование поможет дольше сохранить в целости как фундамент, так и само строение. Выполняйте армирование как можно ближе к верху и низу фундамента.

Новичкам в строительстве не всегда удается точно определить оптимальную глубину для фундамента, поэтому если какой-нибудь фактор вызывает сомнения, лучше проконсультироваться со специалистом, чтобы избежать проблем на последующих этапах строительства.

Источник

Глубина заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов зависит от:

1. Инженерно-геологических условий площадки строительства;
2. Климатических и гидрогеологических особенностей района строительства (промерзание и оттаивание, высыхание и увлажнение);
3. Особенностей возводимого и соседних сооружений;
4. Способа производства работ по отрывке котлованов и возведению фундаментов.

Выбирая тип и глубину заложения фундамента, нужно придерживаться следующих общих правил:

• подошвы фундаментов желательно закладывать на одной и той же глубине;
• минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории. Исключение составляют скальные породы, при наличии которых обычно снимается верхний, сильно выветренный слой;
• глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 0,1–0,2 м от его верха;
• при возможности следует закладывать фундамент выше уровня подземных вод. При этом не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, работы могут быть выполнены в кратчайший срок. В противном случае требуются шпунтовое крепление стен котлована, водоотлив, которые резко увеличивают стоимость земляных работ;
• при слоистом напластовании грунтов все фундаменты рекомендуется возводить на одном слое грунта или на грунтах с близкой сжимаемостью. Если это невыполнимо, то конструкцию фундаментов выбирают из условия допустимости неравномерности осадок.

Инженерно-геологические факторы

Учет инженерно-геологических условий заключается в выборе несущего слоя грунта, который может служить естественным основанием для фундаментов. Этот выбор производится на основе оценки сжимаемости и прочности грунтов. Все многообразие напластований можно представить в виде трех основных схем (рис. 11).

Рис. 11. Схемы напластования грунтов

Схема I. Площадка сложена одним или несколькими слоями надежных грунтов, при этом строительные свойства каждого последующего слоя не хуже свойств предыдущего.
В этом случае глубина заложения фундамента принимается минимальнодопустимой при учете сезонного промерзания грунтов.

Схема II. Сверху один или несколько слоев слабых грунтов, ниже которых располагается толща надежных грунтов. По этой схеме решение о глубине заложения фундаментов зависит от толщины слоя слабых грунтов.

• При небольшой его толще прорезать слабые слои и опирать фундаменты на надежные грунты (рис. 12, а).
• Использовать слабый слой в качестве несущего с одновременным снижением чувствительности сооружения к возможному развитию неравномерных осадок (рис. 12, б, в) — уширить подушку фундамента или сделать плитный фундамент.
• Применить свайные фундаменты (рис.12, г)
• Улучшить основание — заменить грунт подушками уплотнения, закрепить слабый грунт (рис. 12, д, е).

Рис. 12. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме II

Схема III. Сверху залегают надежные грунты, а подстилающими являются один или несколько слоев слабого грунта.

Решения по выбору глубины заложения и конструкции фундамента.

• Прорезать толщу надежных и ненадежных грунтов (рис. 13, а, б).
• Использовать надежный грунт, как распределительную подушку при обязательной проверке расчетом слабого подстилающего слоя (рис. 13, в).
• закрепление слабого грунта (рис.13, г,д).

Рис. 13. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме III

Климатические и гидрогеологические факторы

Основными климатическими и гидрогеологическими факторами, влияющими на глубину заложения фундаментов, являются промерзание и оттаивание грунтов. Известно, что при промерзании некоторых грунтов наблюдается их морозное пучение — увеличение объема, поэтому в таких грунтах нельзя закладывать фундаменты выше глубины промерзания.

Глубина заложения фундаментов отапливаемых зданий и сооружений по условиям недопущения возникновения сил морозного пучения грунтов под подошвой фундаментов должна назначаться:

• для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 9;
• для внутренних фундаментов — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубина заложения подошвы фундаментов в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта

На­име­но­ва­ние грун­та под по­дош­вой фун­да­мен­та	Глу­би­на за­ло­же­ния фун­да­мен­тов от уров­ня пла­ни­ров­ки, м
	При рас­по­ло­же­нии под­зем­ных вод в двух (и бли­же) мет­рах от рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния грун­та	При рас­по­ло­же­нии под­зем­ных вод да­лее двух мет­ров от рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния грун­та
Скаль­ные, круп­но­об­ло­моч­ные с пес­ча­ным за­пол­ни­те­лем, пес­ки гра­ве­ли­стые, круп­ные и сред­ней круп­но­сти	Не за­ви­сит от рас­чет­ной глу­би­ны про­мер­за­ния
Пес­ки мел­кие и пы­ле­ва­тые Су­песи с по­ка­за­те­лем те­ку­че­сти при I L Коэффициент k влияния теплового режима сооружения на промерзание грунтов около фундаментов наружных стен
Осо­бен­но­сти со­ору­же­ния	Ко­эф­фи­ци­ент k при рас­чет­ной сред­не­су­точ­ной тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха в по­ме­ще­нии, при­мы­ка­ю­щем к фун­да­мен­там на­руж­ных стен, °С
	0	5	10	15	20 и бо­лее
Без под­ва­ла, с по­ла­ми на грун­те	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
Без под­ва­ла, с по­ла­ми на ла­гах по грун­ту	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
Без под­ва­ла, с по­ла­ми по утеп­лен­но­му цо­коль­но­му пе­ре­кры­тию	1,0	1,0	0,9	0,8	0,7
С под­ва­лом или тех­ни­че­ским под­по­льем	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4

Примечания:

1 Приведенные в таблице значения коэффициента k относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента (a_f) не более 0,5 м; если это расстояние 1,5 м, значения коэффициента k повышают на 0,1, но не более чем до значения k = 1; при промежуточном значении a_f значения коэффициента k определяют интерполяцией.

2 К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии — помещения первого этажа.

3 При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент k принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

4. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении k за расчетную температуру воздуха принимают ее
среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов суток.

Пример расчета глубины заложения фундамента

Найти минимально необходимую глубину заложения подошвы фундаментов наружных стен жилого здания без подвала в Нижнем Новгороде, с полами по утепленному цокольному перекрытию : грунт — супесь с текучестью I _L , подземные воды в период промерзания на глубине d_w = 2,5 м от поверхности планировки, вынос фундамента от наружной плоскости стены 1 м, температура воздуха в помещении 20°С.

По таблице найдем для супеси в Нижнем Новгороде нормативную глубину промерзания: 1,8 м.

Тогда расчетная глубина промерзания:

d_f = k×d_fn = 0,7×1,8 = 1,26 м, где k = 0,7 (по табл. 10)

Расстояние от расчетной глубины промерзания до уровня грунтовых вод в зимний период d_w — d_f = 2,5 — 1,26 = 1,24 то есть менее 2 м. Следовательно, грунт может испытывать морозное пучение и глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной — 1,26 м (см. табл. 9).

Для уменьшения глубины заложения должны быть предприняты специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунта либо применена конструкция фундамента не воспримчивого к сезонным колебаниям грунта.

Особенности возводимого н соседних сооружений

Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются:

• наличие и размеры подземных и подвальных помещений;
• глубина заложения фундаментов соседних сооружений;
• наличие и глубина прокладки подземных коммуникации и конструкций самого фундамента;
• величина и характер нагрузок, передаваемых на фундаменты.

В зданиях с подвалом глубина заложения подошвы фундамента выбирается в зависимости от высоты подвального этажа, от конструкции фундамента и конструкции пола подвала (рис. 14).

Рис. 14. Пример изменения глубины заложения фундамента от его конструкции

При примыкании проектируемых фундаментов к существующим различают следующие случаи: подошва проектируемых фундаментов располагается выше глубины заложения существующих фундаментов, на одном и том же уровне и ниже подошвы существующего фундамента. Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется закладывать, как показано на рисунках страницы сайта.

Если сооружение строится на косогоре фундаменты приходится делать на различных высотах. Переход от большей глубины заложения к меньшей осуществляется уступами, как изображено на рис. 15, где tg β, так же как и в случае проектирования нового фундамента рядом с существующим, определяется по формуле:

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

Рис.15. Высотное расположение уступов в отдельных смежных и ленточных фундаментах

Для ленточных фундаментов высота уступов в этих грунтах обычно принимается 0,5–0,6 м, а длина участка фундамента — 1,0–1,2 м (в несвязных грунтах соотношение между высотой и длиной уступа может быть принято 1:2 при высоте уступа, не превышающей 0,5–0,6 м).

При наличии коммуникаций (трубы водопровода, канализации и т.д.) подошва фундамента должна быть заложена ниже их ввода. При этом условии трубы не подвержены дополнительному давлению от фундамента, а фундаменты не опираются на насыпной грунт траншей, отрытых для прокладки труб. Кроме того, в случае аварий и протечек уменьшается зона замачивания грунта, а при необходимости замены труб не будут нарушены грунты основания.

Влияние способа производства работ по устройству фундаментов

При возможности следует закладывать фундамент выше уровня подземных вод. При этом, как правило, не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, работы могут быть выполнены в кратчайший срок.

Глубину заложения фундамента следует выбирать, в том числе и в зависимости от способа производства землянных и монтажных работ. Под монолитные ленточные фундаменты траншеи можно отрыть вручную, но для здания с подвалом нужен экскаватор. При наличии крана можно применять сборные фундаменты, а при наличии бетономешалки — монолитные и т.д.

Окончательное решение по конструкции фундамента и глубине его заложения нужно принимать после анализа всех черех факторов приведенных выше.

Источник