Глубина заложения фундаментов зависит от различных факторов, включая тип грунта, уровень грунтовых вод и нагрузку от конструкций. На устойчивость фундамента влияет прочность и влажность грунта, а также его способность кSettlement, что определяет, насколько глубоко необходимо закладывать фундамент для предотвращения разрушений.
Кроме того, климатические условия и близость к подземным водоемам могут существенно изменять уровень заложения. В регионах с холодным климатом, где возможны промерзания грунта, глубина фундамента должна быть достаточной для защиты от морозного пучения. Правильный выбор глубины фундамента является ключевым аспектом для обеспечения долговечности и надежности строящегося объекта.
От чего зависит глубина заложения фундамента
Чтобы постройка служила долгие годы, была надежна и безопасна, важно правильно обустроить фундамент. Именно эта часть конструкции принимает на себя всю нагрузку и передает ее грунту, основание также защищает здание от влаги и холода от земли. При постройке фундамента решающее значение имеет не только его тип и марка бетона, но и глубина заложения. В этой статье расскажем, какой она должна быть, от чего зависит и как рассчитывается.
Что такое глубина заложения фундамента
Глубина заложения основания здания — это расстояние от нижней части фундамента до поверхностного слоя грунта. Для Ленинградской области минимальная глубина основания составляет 50 см: на полметра углубляют фундамент небольшой одноэтажной постройки. При строительстве малоэтажных жилых, коммерческих и промышленных зданий, которые в процессе эксплуатации не будут подвержены существенной динамической нагрузки, можно не увеличивать глубину заложения фундамента и оставить 50-сантиметровое основание, но организовать подушку из щебня или среднего/крупного песка.
Такие же рекомендации распространяются и на постройки, которые располагаются на глинистом, суглинистом, песчаном или супесчаном грунте. Однако в этом случае обязательно требуется позаботиться о гидроизоляции фундамента, а также монтаже водоотводных лотков.
От чего зависит глубина заложения фундамента
Глубина, на которую закладывается фундамент будущего здания, зависит от целого комплекса разных факторов. Основные из них — это: особенности грунта, уровень подземных вод и промерзания почвы.
Особенность грунта
Тип грунта определяется на территории строительства определяется в первую очередь, от этого зависит большая часть строительных работ. Нельзя ориентироваться только на видимую часть поверхностного слоя: в СПб, Ленинградской области, да и на большей территории регионов России практически всегда это — рыхлая плодородная почва, которая удаляется перед началом строительных работ.
Ниже этого слоя располагается другой грунт, имеющий более плотную структуру — он и будет опорой для всего здания. Чаще всего встречаются 4 типа грунта.
- Глинистый и суглинистый. Главная особенность этого типа грунта — неравномерное вспучивание при замерзании, которое буквально выталкивает фундамент. При сочетании с высоким уровнем залегания грунтовых вод подвижность основания может быть критической и привести к разрушению. Поэтому важно углубить фундамент здания ниже уровня подземных вод. Даже если осадков в регионе строительства немного, а грунтовые воды залегают достаточно глубоко, минимальная глубина заложения фундамента составляет 75 см.
- Песок и супесь. Грунт, который по большей части состоит из песка средней и крупной фракции считается благоприятным для строительства. В таком грунте не задерживается вода, которая легко просачивается сквозь песок. Поэтому при строительстве на грунте такого типа достаточно углубить фундамент на полметра. Однако если на месте строительства грунт мелкопесчаный, то влага будет задерживаться, что может вызвать смещение фундамента или его просадку. Поэтому в таком случае важно заглубить основание ниже уровня промерзания грунта, как правило, он составляет от 60 см до 2 м.
- Хрящеватый. Такой грунт состоит из гравия, щебня и различных каменных пород. Это также благоприятный тип грунта для строительства, так как твердые частицы не впитывают и не задерживают влагу, а потому грунт не размывается и не изменяется в объеме. В таких условиях минимальная глубина заложения фундамента составляет 50 см.
- Скалистый. Вести работы на таких участках сложно, зато грунт очень прочен и стабилен. Он не размывается и не проседание. В некоторых случаях можно вообще не углублять фундамент в грунт, а лишь разровнять поверхность.
Грунтовые воды
На уровень залегания грунтовых вод можно не обращать внимание, если возводить здание на скальном или хрящеватом грунте. При строительстве на крупно- и среднепесчаном грунте глубина подземных вод также не является главным фактором определения глубины заложения фундамента.
При строительстве на грунте, в состав которого входит мелкофракционный песок, уровень грунтовых вод гораздо более важен. Если он ниже глубины промерзания на 2 метра и более, но фундамент может быть заглублен и на минимальное расстояние. Но если подземные воды располагаются на более близком расстояние, то необходимо закладывать фундамент ниже уровня промерзания грунта.
В случае строительства на глинистой и суглинистой почвы фундамент обязательно обустраивается на большей глубине, чем уровень промерзания грунта, независимо от глубины пролегания грунтовых вод.
Глубина промерзания
Глубина промерзания грунта — один из самых важных факторов при расчете глубины заложения фундамента. Особенно это важно при ведении строительных работ на глинистых и суглинистых грунтах, а также супеси, то есть тех, которые отличаются сильной пучинистостью.
Это объясняется тем, что подобный грунт удерживает в себе влагу, которая замерзает при понижении температуры ниже 0, из-за чего увеличивается в объеме. Замерзшая вода расширяет грунт и фундамент попросту выталкивается из него.
Если между нижним пределом промерзания грунта и уровнем подземных вод есть хотя бы 2 метра, то минимальной глубины в полметра, в некоторых случаях с 20-сантиметровой подушкой, будет достаточно. Но в противном случае фундамент обязательно закладывают глубже уровня промерзания. Это гарантирует, что здание прослужит долгие годы.
Как видите, главные факторы, определяющие глубину заложения фундамента — это тип грунта и глубина его промерзания. Но и уровень пролегания грунтовых вод обязательно должен быть учтен при проведении расчетов, на какую глубину заложить основание будущего здания.
Глубина заложения фундамента
От глубины заложения фундамента зависят многие факторы строительства сооружения — технология производства, экономическая эффективность строительства, величина осадок или подъема фундаментов (в силу морозного пучения), долговечность конструкций и пр. Глубина заложения фундаментов в значительной мере влияет на несущую способность и деформацию основания.
На глубину заложения фундамента в значительной мере влияют инженерно-геологические условия площадки, а именно прочность и сжимаемость грунтов.
При определении глубины фундамента обычно придерживаются общих правил:
- минимальная глубина заложения фундамента принимается не менее 0.5м от спланированной поверхности территории;
- врезка фундамента в несущий слой должна быть не менее 15см.;
- не допускать расположения фундамента на тонком слое слабого грунта, если этот слой подстилается более прочным слоем;
- подошва заложения по возможности, должна быть выше уровня грунтовых вод для снижения затрат по защите конструкций фундаментов и исключения разработке мероприятий по водопонижению. При этом, если приходиться понижать уровень грунтовых вод, следует предусматривать методы производства работ, сохраняющие структуру грунтов.;
- все фундаменты здания или сооружения по возможности, необходимо закладывать на одном типе грунта или на грунтах с близкой прочностью и сжимаемостью.
Часто глубина заложения фундамента определяется по условию сезонного промерзания грунтов, которая зависит от типа, вида и разновидности грунта, и определяется в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания. Нормативная глубина сезонного промерзания приводится в нормативной документации и устанавливается по результатам многолетних наблюдений за фактическим промерзанием (см. рис.).
Промерзание водонасыщенных грунтов сопровождается образованием ледяных прослоек в массиве, которые после оттаивания вызывают неравномерные деформации массива.
Глубину заложения фундаментов по условиям сезонного промерзания можно сократить за счет утепления массива, водозащитных мероприятий, заменой пучинистого грунта, засоления массива и пр..
Известно, что температура грунта на глубине нескольких метров стабилизируется на уровне 5-6ºС, и практически не изменяется в течении года. С некоторой достоверностью эта глубина составляет, примерно, две глубины промерзания.
Глубина сезонного промерзания принимается как средняя по результатам не менее чем десятилетних наблюдений или определяется по формуле dfn=d0√Mt.
При определении глубины заложения фундаментов также, учитывают конструктивные особенности сооружения: наличие подвальных и цокольных этажей, наличие приямков под технологическое оборудование, глубину расположения подземных коммуникаций, глубину расположения фундаментов близстоящих зданий и сооружение и пр..
Фундаменты здания или сооружения, как правило, закладывают на одном уровне с фундаментами существующих строений. Если это требование не удается соблюсти в процессе проектирования, то необходимо разрабатывать дополнительные инженерно-технические мероприятия.
Подземные коммуникации должны быть (по возможности) расположены выше отметки заложения фундаментов. Это позволяет избежать увеличения давления на конструкции коммуникаций, опирания фундаментов на насыпной грунт траншей прокладки коммуникаций, замены и ослабления грунтов основания в случае необходимости замены подземных коммуникаций.
Часто при определении глубины заложения фундаментов приходиться учитывать другие требования участников строительства, например, возможность изменения объемно-планировочного решения подземной части здания в процессе его эксплуатации.
При выборе глубины заложения, также учитывают необходимость реконструктивных работ в будущем (увеличение технико-экономических показателей, устройство подвальных этажей, ввод новых коммуникаций и пр.).
Глубина заложения фундаментов определяется от поверхности планировки (планировочной отметки) или пола подвала, до подошвы фундамента.
Фундаменты сооружения, как правило, должны располагаться на одном уровне, либо на разных уровнях. Тогда перепады по отметкам устраивают уступами с отношением высоты к ширине 1:2. При этом высота уступа не должна превышать 60см.
При устройстве новых фундаментов вблизи существующих, разницу в отметках обосновывают расчетами, при этом, если не удается обосновать возможность устройства нового фундамента, тогда возводят ограждающую (защитную) стену в грунте, тем самым ограничивая влияние строительства нового фундамента. Таким образом, любое изменение напряженно деформированного состояния грунта основания нового фундамента не будет передавать эти изменения на основание существующего фундамента.
Глубина заложения фундамента: правила определения и формулы расчета
Важность правильного расчета глубины заложения фундамента
Не всегда есть возможность нанять архитектора для разработки проекта дома. В таких случаях будущим домовладельцам приходится самостоятельно определять глубину заложения фундамента. Это один из самых важных параметров, поэтому необходимо рассчитать его правильно.
Глубина заложения фундамента — это уровень, на котором он находится относительно поверхности земли. При определении этого параметра необходимо учитывать тип строения, климатические условия, тип грунта, особенности рельефа и уровень грунтовых вод. От правильности расчётов зависят дальнейшие характеристики здания.
- сколько прослужит основание дома;
- будет ли в коттедже повышенная влажность;
- получится ли строение устойчивым;
- какова будет прочность стен.
Общие правила определения глубины заложения фундамента
Выбор глубины заложения фундамента необходимо делать с учетом следующих рекомендаций:
- Подошвы всех участков фундамента должны быть заложены на одинаковой глубине.
- Минимальная глубина заложения фундамента составляет 50 см от уровня земли. Однако если под слоем почвы залегают скальные породы, то верхний выветренный слой придётся снять.
- В несущий слой почвы необходимо заложить основание на глубине от 10 до 20 сантиметров от поверхности.
- Если условия позволяют, лучше всего заложить несущую основу над уровнем грунтовых вод (УГВ). В этом случае не нужно будет делать систему водоотвода, так как природная структура грунтов основания останется неизменной. Фундамент можно будет быстро обустроить. Однако если это условие невыполнимо, придётся сделать шпунтовое крепление стен котлована и систему отведения талой и дождевой воды. Это увеличит расходы на земляные работы.
- Если на участке слоистое напластование грунтов, то основание необходимо устраивать на одном слое почвы или на грунтах с одинаковой сжимаемостью. В противном случае придётся выбрать такой тип основания, который сможет компенсировать неравномерность осадок.
3 главных фактора, определяющих глубину заложения фундамента
От чего зависит глубина заложения фундамента? Прежде всего необходимо учесть следующие факторы:
- инженерно-геологический;
- гидрогеологический;
- климатический.
Инженерно-геологический
Сопротивление грунта зависит от его типа. Существуют слабые грунты, грунты со средней и высокой несущей способностью.
- Слабые: торфяники, суглинки, болотистые грунты.
- Со средней несущей способностью: глинистые почвы (пучинистые), песчаники, грунты с каменистыми включениями.
- С высокой несущей способностью: скалистые грунты.
Чтобы определить глубину заложения фундамента, необходимо узнать, какие грунты находятся под верхним слоем почвы, и каково их сопротивление. Эти данные можно получить после проведения инженерно-геологического исследования.
Определить характеристики почвы можно, воспользовавшись справочниками либо проведя лабораторное исследование:
- Геологи уже изучили почти все территории нашей страны. Результаты их работы, представленные в виде вертикальной съёмки, хранятся в архивах районных управлений градостроительства и архитектуры.
- Вы можете запросить геологическую вертикальную съёмку с привязкой к месту, где вы планируете строить дом. Это позволит вам получить информацию о составе почвы на вашем участке. Когда нет возможности получить эту информацию, можно воспользоваться таблицами из нормативной документации: СП 22.13330, ГОСТ 5180-2015.
Геологические характеристики грунта можно определить и опытным путём. Для этого проводят бурение почвы и извлекают образцы в виде кубиков со сторонами в 1 см. Затем эти образцы исследуют в строительной лаборатории. Кубики подвергают давлению, чтобы узнать, насколько грунт устойчив к нагрузкам.
Гидрогеологические
Чтобы определить уровень грунтовых вод (УГВ), необходимо изучить данные вертикальной съёмки. От этого показателя зависит глубина заложения фундамента. Важно, чтобы подошва фундамента располагалась выше уровня грунтовых вод. В противном случае возможно вымывание почвы из-под основания фундамента, что приведёт к неравномерной осадке дома и его разрушению.
Если в подвале будет слишком влажно, там могут появиться плесень и грибок. Это приведёт к разрушению фундамента, независимо от того, из какого материала он сделан. Поэтому подошва фундамента должна находиться выше уровня грунтовых вод.
Важно! Чтобы определить уровень грунтовых вод (УГВ), найдите колодец, который находится рядом со строительной площадкой. Расстояние от уровня земли до поверхности воды в колодце и будет искомым показателем уровня грунтовых вод.
Климатический
В указанных нормативных документах вы найдёте информацию о районе строительства на карте, а также узнаете глубину промерзания почвы в этом регионе. Зимой вы сможете самостоятельно определить, на какой глубине промерзает грунт.
Вы можете получить эту информацию в районном архиве управления градостроительства и архитектуры. Очень важно, чтобы подошва фундамента дома не находилась в зоне промерзания почвы. Иначе из-за пучения грунта фундамент может начать разрушаться.
Влияние типа фундамента на глубину заложения
При строительстве коттеджей, гаражей, бань и летних кухонь используются стандартные фундаментные конструкции. Глубина заложения фундамента будет варьироваться в зависимости от особенностей каждого объекта.
Ленточный
Этот тип фундамента используется наиболее часто и является более экономичным вариантом. Ленточный фундамент подходит для слабо- или непучинистых грунтов. Не рекомендуется его использование на неоднородных, глинистых или переувлажнённых грунтах.
Если вы планируете сделать ленточный фундамент, глубина заложения может быть следующая:
- Мелкозаглубленный. В этом случае конструкцию погружают на 0,5 м.
- Среднезаглубленный. Глубина заложения фундамента – 0,7–1 м.
- Сильнозаглубленный. Подошва располагается на глубине 1,2–1,5 м
Для северных регионов рекомендуется заглублять основание на 200 см.
Столбчатый
Этот тип фундамента предназначен для лёгких одноэтажных домов, построенных на стабильном грунте. Фундамент представляет собой вертикальные колонны, расположенные по периметру здания и под несущими стенами.
Не рекомендуется использовать такой тип фундамента на нестабильных и глинистых почвах, а также для строительства массивных коттеджей. Глубина заложения столбчатого фундамента должна составлять 20–40 сантиметров ниже уровня промерзания грунта.
Плитный
Основание, выполненное из монолитных железобетонных плит, отличается высокой прочностью и надёжностью. Если глубина заложения фундамента небольшая, то его ширина будет равна размерам строения.
Обычно монолитную плиту заглубляют на 20–50 сантиметров, а её общая толщина не превышает одного метра. Такое основание образует единую конструкцию с домом, что позволяет защитить здание от негативного воздействия пучения грунта. Однако следует учитывать, что создание плитного фундамента потребует значительных финансовых и трудовых затрат.
Важная рекомендация!Когда почва промерзает на глубину более чем 250 см, оптимальный вариант – сделать свайное либо плитное основание, отказавшись от ленточного фундамента.
Планировка дома и глубина заложения фундамента
Расчет глубины заложения фундамента зависит от планировки и конструктивных особенностей дома:
- нужно ли подвальное помещение, как оно будет расположено;
- на какой глубине заложен фундамент построек, расположенных в непосредственной близости к стройплощадке;
- на какой глубине находятся подземные коммуникации.
Если вы планируете обустроить подвальное помещение или приямок, то глубина основания должна быть минимум на 40 сантиметров ниже уровня пола. При этом участки будущего фундамента следует закладывать на разных уровнях.
Когда невозможно расположить основание таким образом, переход с уровня на уровень следует сделать с помощью ступенек. Высота их равна фундаментному блоку.
Если новое здание будет примыкать к уже существующему, необходимо, чтобы глубина заложения их фундаментов совпадала. Если под строящимся объектом проходят подземные коммуникации, то подошва фундамента должна быть на уровне их ввода в здание.
Такой подход поможет уберечь трубы от давления со стороны несущей конструкции, не используя при этом сыпучие грунты в качестве подушки при прокладке трубопровода.
Порядок расчета глубины заложения фундамента
Глубина заложения фундамента, будь то свайный, плитный или ленточный, является расчётной характеристикой, которую определяют опытным путём, учитывая несколько параметров.
На результат расчёта влияют тип и свойства грунта, геологическое и геофизическое расположение строительной площадки, конструктивные особенности дома, уровень промерзания почвы, уровень грунтовых вод и степень влажности грунтовых пластов.
Чтобы рассчитать искомый параметр, следует определить глубину сезонной нормы промерзания грунта.
Расшифровывается она так:
d0 – показатель изменяется в соответствии со справочными данными по типу почвы на вашем участке:
0,23 м – грунт, который на 80 % состоит из глины.
0,28 м – грунт на основе мелкого песка.
0,3 м – почва на основе крупного и гравийного песка.
0,34 м – каменистая почва, щебенка.
Когда почва неоднородная, придется определить основные грунты, затем рассчитать d0 как среднее арифметическое значение.
Mt – для расчета этого параметра нужно найти сумму абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за холодный период года. Также можно использовать данные из справочника, они являются усредненными для каждого региона. Так, для Костромской области значения будут следующими: -7,8; -7,1; -1,3; -1,1; -5,6.
Если вы не можете определить тип почвы на вашем участке, вы можете приобрести бур, который продаётся в строительных магазинах. Затем вам нужно будет сделать небольшие скважины в центре и по углам участка. Это поможет вам понять, какой тип почвы преобладает на вашей территории.
В большинстве случаев в Московской области встречаются суглинистые и глинистые почвы.
К нормативной величине промерзания грунта, рассчитанной по приведенной выше формуле, вводят поправку в виде коэффициента Kh, и получают окончательную величину данного значения.
Здесь Kh – это коэффициент с постоянным значением, равным 1,1. Величина коэффициента Kh для зданий, отапливаемых через центральную систему, принимается равным 1,2.
Когда планируется построить отапливаемый коттедж, но с холодным цоколем, нужно взять справочное значение Kh — 0,8.
Нюансы глубины заложения ступенчатого фундамента
Если вы планируете построить коттедж на участке с уклоном, необходимо учитывать, что глубина заложения фундамента должна меняться постепенно. Для таких условий идеально подходят ленточный или столбчатый фундаменты.
Основание из железобетонной плиты — самое прочное и надёжное. Его можно использовать на участках с уклоном не более 28–35 градусов.
Ступенчатое основание имеет особенность: нижняя стена является подпорной. Поэтому её нужно заглубить сильнее.
Вот как это выглядит схематично: сначала выкапывается траншея под верхнюю стену, глубина которой соответствует расчётному параметру.
Для нижней подпорной стены также роется траншея, но опалубку поднимают на определённую высоту, чтобы её верхняя граница была на одном уровне с верхним срезом опалубки для верхней стены.
Когда заливка будет закончена, с внешней стороны нижней стены нужно сделать опорный откос. В результате нижняя стена будет заглублена на такую же глубину, как и верхняя (также учитывайте высоту для компенсации уклона).
Боковая стена ленточного фундамента имеет ступенчатую форму, то есть её длина разделена на участки по два метра. На каждом из этих участков необходимо создать горизонтальное дно траншеи. Отправной точкой для этого служит уровень заглубления верхней стены.
Чтобы наглядно показать, как устроена боковая стена основания на склоне, рассмотрим пример.
Представим, что мы строим коттедж размером 6 на 6 метров на участке с уклоном 15 градусов. Нам нужно разделить боковую стену на три ступени длиной 2 метра.
Чтобы компенсировать уклон, будут использоваться ступеньки. Важно, чтобы поверхность каждой ступеньки была горизонтальной.
Начальная точка находится на верхней стене, а конечная — на нижней, где фундамент будет закладываться на глубину 80 см. Однако благодаря уклону конечная точка будет расположена на 1,6 метра ниже верхней. Этот параметр можно рассчитать, используя геометрические формулы для треугольника.
Высота ступенек составляет 1,6 метра, разделённые на 3, что даёт нам значение 0,53 метра.
Чтобы коттедж радовал своим идеальным состоянием спустя много лет, необходимо правильно заложить фундамент. Любая ошибка на этом этапе может привести к трудностям в будущем.
Для расчёта глубины заложения фундамента следует учитывать строительные нормы и особенности участка, а также конструкцию здания. Если выбрать подходящую глубину, то дом будет прочным и надёжным, а затраты на его строительство оптимальными.
