Глубина заложения фундамента — это фиксированное значение, определяемое типом строения, климатическими условиями, характеристиками грунта на земельном участке и уровнем подземных вод. Важные аспекты, такие как наличие подвала, целевое назначение здания (с отоплением или без), этажность и масса объекта, Влияют на это значение.
- Определение глубины заложения фундамента зависит от типа грунта и его характеристик.
- Существуют три основных типа фундамента: заглубленный, мелкозаглубленный и обособленный.
- Рекомендации СНиП регламентируют минимальные глубины заложения для различных климатических условий.
- Важным фактором является расчет уровня промерзания грунтов, который влияет на прочность и устойчивость фундамента.
- При проектировании следует учитывать нагрузки на фундамент и характеристики грунта для предотвращения деформации.
Говоря конкретнее, глубина заложения показывает, насколько необходимо углубить фундамент, чтобы он обеспечивал надежную поддержку для здания. Существуют два основных типа заложения:
- глубокое заложение;
- мелкое заложение или незаглубленный фундамент.
Согласно строительным нормам, чтобы противостоять морозному пучению, основание следует закладывать на 15-20 см ниже уровня промерзания грунта. В таком случае фундамент называют «глубокого заложения» или «заглубленным».
Если глубина промерзания превышает 2 метра, объем земляных работ значительно увеличивается, что приводит к большим расходам на материалы и увеличивает стоимость. В таких случаях необходимо рассмотреть другие варианты фундаментов — например, свайные или свайно-ростверковые, а Возможность заложения выше уровня промерзания. Это возможно только при наличии грунтов с достаточной несущей способностью, обязательной теплоизоляции цоколя и фундамента, а также устройстве утепленной отмостки. В таких ситуациях глубина заложения может сократиться до менее чем одного метра.
Иногда основание заливают прямо на поверхности — это вариант для хозяйственных построек, главным образом из дерева. В таких условиях древесина эффективно справляется с возникающими деформациями.
Предварительные изыскания
Прежде чем начинать проектировать дом, следует определить, в каком месте участка будет расположено строение. Если геологические исследования уже проведены, важно учитывать их результаты: чтобы минимизировать проблемы с фундаментом и снизить его стоимость, стоит выбрать участок с максимально низким уровнем грунтовых вод.
При определении глубины фундамента необходимо учитывать множество факторов, таких как тип грунта, климатические условия и характеристики строения. В большинстве случаев, для жилых домов оптимальная глубина фундамента составляет от 1 до 1,5 метров. Это позволяет обеспечить стабильность конструкций и защитить их от морозного пучения, которое может происходить в холодных регионах.
Также важно учитывать уровень грунтовых вод, который может существенно повлиять на выбор глубины. Если грунтовые воды находятся близко к поверхности, следует либо углубить фундамент, чтобы избежать отрицательного воздействия влаги, либо использовать специальные технологии, такие как дренажные системы или свайные фундаменты. Это поможет предотвратить проблемы, связанные с осадкой и разрушением конструкции из-за сырости.
Не следует забывать и о нагрузках, оказываемых на фундамент. Чем больше масса строения, тем более устойчивым должен быть фундамент, что в свою очередь может требовать увеличения его глубины. Для многоэтажных зданий и сооружений, а также для построек на слабых или нестабильных грунтах, глубина фундамента может достигать даже 2-3 метров. Таким образом, глубокий фундамент — это залог долговечности и надежности вашего дома.
Затем в выбранной области проводятся геологические исследования почвы. Для этого бурятся шурфы, глубина которых колеблется от 10 до 40 метров в зависимости от структуры почвы и предполагаемой нагрузки от здания. Обычно делают минимум пять скважин: в угловых точках и в центре.
Средняя стоимость подобного исследования составляет около 1000 $. Если планируется строительство масштабного объекта, эта сумма не окажет значительного влияния на бюджет (средняя стоимость дома достигает 80-100 тыс. долларов), но поможет избежать множества проблем. Поэтому в таких случаях лучше обращаться к профессиональным геологам. Если речь идет о небольшой постройке — доме, даче, бане, беседке или мангале — можно выполнить обследование самостоятельно.
Исследуем геологию своими руками
Для самостоятельной проверки состава грунтов вам потребуется лопата. В каждой из пяти точек (в углах и в центре будущего строения) необходимо выкопать глубокие ямы размером 1 на 1 метр и глубиной не менее 2,5 метров. Стенки ям следует делать как можно ровнее. После выемки грунта используйте рулетку и бумагу, чтобы измерить и записать слои.
Что можно обнаружить в разрезе:
- На вершине находится самый темный слой — плодородный, чья толщина варьируется от 10 см до 1,5 метров или больше. Этот слой обязательно удаляется, так как он рыхлый и в нем обитают различные животные, насекомые, бактерии и грибы. После разметки фундамента этот слой устраняется первым делом.
- Ниже находится естественный грунт, каким он был до воздействия микроорганизмов. Среди таких грунтов могут встречаться следующие:
- Плотный песок (крупный, средний, гравелистый). Это отличная основа для строительства: вода уходит быстро, и она надежна. На таких грунтах можно закладывать мелкозаглубленный фундамент (глубина заложения от 50 см).
- Сыпучие пески (мелкие и пылеватые). Если подземные воды расположены на большой глубине, можно строить, но эти грунты опасны тем, что они «плывут» при насыщении водой.
- Глина, суглинок, супесь. Они ведут себя похоже на пылеватые пески: могут «плыть» при намокании, но при низком уровне воды имеют высокую несущую способность. Важно также учитывать количество осадков в регионе.
- Торфяные грунты. Самые ненадежные основания, на которых строительные работы возможны только с использованием столбчатых фундаментов, и даже тогда, если слой с хорошей несущей способностью расположен не слишком глубоко.
Часто возникают трудности с различением глиносодержащих грунтов. Иногда визуальная оценка достаточно: если доминирует песок с вкраплениями глины — это супесь. Если преобладают глина и присутствует песок — это суглинок. А если глина чистая, она трудна в обработке.
Существует также метод, позволяющий проверить правильность определения грунта. Из увлажненного грунта скатывают валик между ладонями и формируют бублик. Если он разваливается, это малопластичный суглинок; если крошится, значит, это пластичный суглинок, а если остается целым — то это глина.
Оценив типы грунтов на вашем участке, можно переходить к выбору соответствующего типа фундамента.
Глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод
Все аспекты проектирования описаны в СНиП 2.02.01-83*. В общем, можно выделить следующие рекомендации:
- Для участков с скальными, песчаными крупных и средних фракций, гравелистыми, а также крупнообломочными грунтами глубина заложения фундамента не зависит от уровня подземных вод.
- Если под фундаментом находятся мелкие или пылеватые пески, и уровень подземных вод располагается на 2 метра ниже уровня промерзания, глубина заложения может быть любой. Если уровень воды выше, нужно закладывать ниже уровня промерзания.
- Если под подошвой фундамента расположены глины, суглинки или крупнообломочные грунты с пылеватым или глинистым заполнителем, фундамент обязательно должен находиться ниже уровня промерзания (независимо от подземных вод).
Таким образом, основной фактор, определяющий глубину заложения фундамента, — это уровень подземных вод и степень промерзания грунта в местности. Основной проблемой при этом является морозное пучение (или изменение уровня подземных вод).
Глубина промерзания грунтов
Чтобы примерно оценить уровень промерзания грунтов в вашем регионе, достаточно посмотреть на карту ниже.
Однако это усредненные параметры, поэтому для конкретного места следует учитывать возможные отклонения. Для любознательных приведем методику расчета глубины промерзания грунта в любом районе. Потребуется лишь знание средних температур в зимние месяцы (месяцы, где среднемесячная температура отрицательная). Вы можете сделать вычисления сами, формула и пример представлены ниже.
Dfn — глубина промерзания в данной местности,
Do — коэффициент, зависящий от типа грунта:
- для крупнообломочных грунтов — 0,34;
- для песков с хорошей несущей способностью — 0,3;
- для сыпучих песков — 0,28;
- для глин и суглинков — 0,23;
Mt — сумма среднемесячных отрицательных температур за зиму в вашем районе. Необходимо обратиться к статистике службы метрологии вашего региона. Выберите месяцы с среднемесячными температурами ниже 0, складываете их и находите квадратный корень (это можно сделать на любом калькуляторе). Затем подставляете полученное значение в формулу.
Например, если планируется строительство на глине, средние зимние температуры в регионе могут быть следующими: -2°C, -12°C, -15°C, -10°C, -4°C.
Расчет промерзания будет выглядеть так:
- Mt = -2 + 12 + 15 + 10 + 4 = 43, находим квадратный корень из 43 — это 6,6;
- Dfn = 0,23 * 6,6 = 1,52 м.
Выяснили, что расчетная глубина промерзания с заданными параметрами составляет 1,52 м. Теперь нужно учесть будет ли отопление, и какие температуры при этом будут поддерживаться.
Если здание не предполагается отапливать (например, баня, дача, строительство займет несколько лет), применяется повышающий коэффициент 1,1 для создания запаса прочности. В этом случае глубина заложения фундамента составит 1,52 м * 1,1 = 1,7 м.
Если здание будет отапливаться, то грунт будет получать тепло и промерзать меньше. В этом случае используются понижающие коэффициенты, которые можно взять из соответствующей таблицы.
Таким образом, если температура в помещениях будет поддерживаться на уровне выше +20°C, а полы утеплены, то глубина заложения фундамента составит 1,52 м * 0,7 = 1,064 м. Это уже значительно снизит затраты по сравнению с углублением на 1,52 м.
В таблицах и на картах приводится средний уровень за последние 10 лет. В расчетах рекомендуется ориентироваться на данные самой холодной зимы за прошлое десятилетие, так как аномально холодные зимы могут наблюдаться с определенной периодичностью. При расчете следует учитывать такие значения, потому что даже если в 9 зимах не будет проблем, 10-я может стать причиной трещин в фундаменте из-за сильного похолодания.
На какую глубину копать фундамент
Собрав все необходимые данные и результаты анализа участка, пора рассмотреть несколько вариантов фундаментов. Наиболее распространёнными являются ленточный и столбчатый или свайный фундамент. Эксперты едины в том, что при достаточной несущей способности почвы основание должно находиться на 15-20 см ниже уровня промерзания. Метод расчета этого уровня был описан ранее.
Также стоит учесть следующие рекомендации:
- Подошва должна покоиться на грунте с хорошими несущими характеристиками.
- Фундамент должен углубляться в прочный слой минимум на 10-15 см.
- Рекомендуется, чтобы уровень грунтовых вод находился ниже; в противном случае необходимо будет принять меры по их отведению или снижению, что требует значительных затрат.
- Если несущий грунт располагается слишком глубоко, целесообразно рассмотреть вариант со свайным фундаментом.
После выбора нескольких типов фундамента и определения их глубины, выполняется предварительный расчет стоимости каждого из них для выбора наиболее экономичного варианта.
Также обратите внимание, что использование утепленной отмостки может помочь снизить глубину заложения фундамента. При строительстве ленточного фундамента мелкого заложения отмостка является обязательной.
Мелкозаглубленный фундамент
В ситуациях, когда строительство глубокого фундамента оказывается слишком затратным, стоит рассмотреть свайный (или свайно-ростверковый) вариант или мелкозаглублённые фундаменты, которые также называют «плавающими». К таким типам относятся два вида: монолитная плита и ленточный фундамент.
Плитный фундамент считается одним из самых надёжных и лишь незначительно предсказуемым в плане повреждений, которые могут возникнуть лишь в результате грубых ошибок при проектировании. Однако и его также можно испортить.
Несмотря на высокую надёжность, плиты не пользуются популярностью у застройщиков из-за высокой стоимости. Для их возведения требуется много материалов, преимущественно арматуры, и времени на их монтаж. Тем не менее, в определенных случаях плитный фундамент может оказаться экономически выгоднее глубоких ленточных или свайных вариантов, особенно при строительстве тяжёлых зданий на пучинистых или рыхлых почвах.
Глубина мелкозаглублённой ленточной конструкции может начинаться от 60 см, при этом она должна быть основана на грунте с хорошими несущими свойствами. Если же плодородный слой значительно толще, то глубина заложения ленточного фундамента будет соответственно увеличиваться.
Ленточные фундаменты мелкого заложения прекрасно подходят для лёгких зданий: они показывают отличные результаты. Комбинация с деревянными срубами — это экономичный и одновременно надёжный вариант. Даже если возникают перегибы в ленте, упругая древесина эффективно с ними справляется. Каркасные дома также прекрасно себя чувствуют на такой основе.
Однако стоит уделить особое внимание, если планируется строительство легких блоков (таких как газобетон или пенобетон) на мелкозаглублённом ленточном фундаменте, так как они могут негативно реагировать на изменения формы. В этом случае необходима консультация опытного и компетентного специалиста.
Тем не менее, для тяжёлых зданий установка мелкозаглублённого ленточного фундамента будет менее выгодной, так как для равномерного распределения нагрузки необходимо делать его широким, что делает плитный вариант более экономичным.
Как работает мелкозаглубленый фундамент
Такой тип фундамента используется в ситуациях, когда бороться с пучением грунта слишком затратно и нецелесообразно. Для мелкозаглублённых фундаментов подобные проблемы не решаются, их можно сказать игнорируют. Просто делают так, чтобы фундаменты и строение поднимались и опускались вместе с подвижками грунта, за счет чего они и получили название «плавающих».
Для успешного функционирования необходимо обеспечить надёжное крепление всех элементов фундамента и частей дома, что требует точного расчета.
Вопросы по теме
Как глубина фундамента влияет на долговечность здания?
Глубина фундамента является критически важным фактором для долговечности здания. Более глубокий фундамент может обеспечить надежную опору и снизить риск усадки или растрескивания в условиях нестабильных почв. Кроме того, он может защитить от морозного пучения, особенно в регионах с низкими температурами. Важно учитывать специфику грунта, толщину слоя промерзания и климатические условия для выбора оптимальной глубины.
Что делать, если уровня промерзания нет в СНиП или имеются расхождения с местностью?
Если в СНиП отсутствуют данные о уровне промерзания для конкретного региона или наблюдаются расхождения, рекомендуется проводить собственные гидрогеологические изыскания. Обратитесь к специалистам, которые помогут оценить реальные условия залегания грунтовых вод и уровень промерзания. Также можно изучать опыт других строителей в данной местности, чтобы понять, какие глубины фундамента подходят оптимально.
Какие существуют методы расчета глубины заложения фундамента в зависимости от типа грунта?
Существует несколько методов расчета глубины заложения фундамента, которые зависят от типа грунта. Для сыпучих (песчаных) грунтов рекомендуется закладывать фундамент на глубину ниже уровня промерзания на 10-20 см для предотвращения морозного пучения. Для глинистых грунтов требуется учитывать их плотность и поведение при влажности, что может потребовать их подведения ниже уровня промерзания на 30-50 см. Для расчетов можно воспользоваться методами, описанными в специализированных пособиях, а также использовать компьютерные программы для инженерного анализа, что поможет более точно определить нужную глубину для конкретных условий.
