Как правильно определить глубину заложения фундамента

Глубина заложения фундамента определяется рядом факторов, включая тип грунта, уровень грунтовых вод, а также предполагаемую нагрузку от строения. Основное внимание уделяется прочности и устойчивости почвы, что позволяет избежать деформаций и осадок здания.

Кроме того, учитываются климатические условия региона, такие как промерзание грунта, что также влияет на выбор глубины. Важно, чтобы фундамент располагался ниже уровня промерзания, чтобы обеспечить долговечность и надежность конструкции.

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.

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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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: аудит значимости влияющих факторов

При закладке основания здания учитывается тип и этажность дома, его вес, особенности рельефа местности, все характеристики почвы. По этим факторам определяется вид и глубина заложения фундамента. Последний параметр рассчитывается согласно СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений.

Классификация фундамента по глубине заложения

В нормативной строительной базе фундаменты в зависимости от заглубления разделяют на три типа:

1. Заглубленные. Являются прочной основой для тяжелых зданий на всех видах почвы.
2. Мелкозаглубленные. Глубина заложения мелкозаглубленного фундамента не доходит до места где уже промерз грунт. Их используют на прочных грунтах, при высоком уровне грунтовых вод, при строительстве сооружений, не имеющих подвалов и цокольных этажей.
3. Незаглубленные. Используют при строительстве легких конструкций на пучнистых и грунтах с повышенной пучнистостью, почвах со слабой просадкой, а также при возведении тяжелых зданий на скальных грунтах.

Факторы, определяющие какой глубины должен быть фундамент:

• высота поднятия и общий уровень подземных вод;
• характеристики климата местности, показатели гидрогеологических изысканий;
• место организации площадки строительства;
• конструкция здания, характер нагрузок, оказывающих на основание.

Если рядом со строящимся домом располагаются другие сооружение, при выполнении расчета глубины заложения фундамента учитываю технические характеристики их основания.

Значение водонасыщения грунта

Существует общее правило: фундамент закладывается так, чтобы максимальный уровень поднятия грунтовых вод был ниже основания. Тогда значительно сокращаются сроки и стоимость строительства.

Глубина залегания фундамента в зависимости от геологических характеристик определяется по двум факторам:

1. Наличие влаги в грунте.
2. Уровень подземных вод и его влияние на морозное пучение почвы в данном регионе.

Ленточный фундамент заливают на высоте не менее 0,5 м выше, чем пролегают грунтовые воды.

При большой влажности грунта, материал фундамента будет намокать и уже от этого постепенно разрушаться. Если принять во внимание, что основной материал для формирования фундаментов – бетон, то разрушающее действие влаги при небольших морозах вырастает в несколько раз.

Учет концентрация влаги при проектировании имеет отличия в зависимости от типа основания под фундаментом здания:

1. Грунты скальные, песчаные крупных и средних фракций, гравелистые, крупнообломочные, имеющие в качестве заполнителя песок. Они не имеют ограничений по глубине фундамента с точки зрения уровня грунтовых вод.
2. Фундамент в глине, суглинке, в грунте, состоящем из крупных обломков, заполненных пыле-глинистыми фракциями всегда проектируют ниже уровня промерзания грунта в независимости от того, на каком уровне располагаются подземные воды.
3. Для мелкого песка и пылеватого грунта важно расположение грунтовой воды по отношению к уровню промерзания грунта. Если воды проходят на уровне 2 метра вниз от промерзания, тогда не важно, какая должна быть глубина фундамента.

Как влияет климат на расчет глубины фундамента

Климатические условия региона, где идут строительные работы, влияют на глубину промерзания почвы. С определенной долей приближения это значение можно определить по картам «Границы глубин промерзания почвы». Более точные расчеты можно сделать в привязке к узкому строительному участку.

Расчет нормативного показателя

Для местности, где почва промерзает более чем на 2,5 м, вычисляется нормативный показатель глубины промерзания по формуле:

где Mt – суммированное количество абсолютных среднемесячных отрицательных температур для данного региона, d0 – коэффициент, зависящий от типа почвы.

Для расчета Mt данные берутся в службе статистике. Коэффициент d0 равен 0,34 для крупнообломочных грунтов, для суглинка и глины – 0,23, для крупных, средних и гравелистых песков – 0,3, для мелкопесчаных и пылевых почв – 0,28.

Как учесть теплоотдачу здания

Чтобы в реальных условиях определить глубину промерзания конструкции, используют формулу:

В этом выражении коэффициент kh берется с учетом двух факторов:

1. Здание отапливаемое и грунт будет дополнительно прогреваться, поэтому kh будет понижающим. Он берется в специальных таблицах, где градация по наличию подвала, цокольного этажа и среднесуточной температуре воздуха в помещениях, которые сопредельные с фундаментом.
2. При отсутствии отопления. В этом случае kh – запас прочности, равный 1,1 для всех типов построек.

Изучаем особенности грунтов

Перед тем как рассчитать глубину заложения фундамента, определяется тип грунта. Эту услугу можно заказать у специалистов или выполнить самостоятельно.

На плодородном слое почвы никакие фундаменты не заливаются. Он полностью удаляется.

Под плодородным слоем находится один или несколько слоев, подходящих для строительства почв:

1. Не требующий заглубления ленточного и монолитного фундамента скалистый грунт. Он в зимнее время не пучится, влага в нем не накапливается, оседанию не подвергается.
2. Гравий, камни, щебень, крупнофракционный песок создают надежное основание, на котором глубина заложения фундамента от 0,5 м.
3. Глинистая почва промерзает до уровня 0,5-1 м, подвижна при намокании, имеет неравномерную усадку. Но если осадков в регионе не много, а грунтовые воды залегают очень глубоко, фундамент закладывают на глубине не менее 0,75 м.
4. Мелкофракционный песок обладает повышенной подвижностью и теряет устойчивость при сильном увлажнении. При глубоком залегании грунтовых вод, рекомендуется заглубляться до более устойчивого основания. Глубина промерзания песчаного грунта, в котором есть глинистые частицы составляет от 0,6 до 2 м.
5. Ненадежный тип почвы торфяник используется для строительства на столбчатом фундаменте.

При самостоятельном определении типа почвы необходимо учесть следующее:

• глина плотная, ее трудно копать, при скатывании в валик не рассыпается;
• супесь будет состоять из песка с фракциями глины, а скатанный жгутик рассыплется;
• суглинок имеет в основе глину и вкрапления песка (любая фигурка из такой смеси буде разламываться).

Знание вида грунта уже позволяет перейти к определению типа фундамента и глубины его заложения.

Особенности здания и глубина заложения фундамента

Первое, что учитывается, это вес всего строения. Здания большей массы требуют более заглубленного фундамента. Так же учитывается и несущая способность грунта.

При строительстве каркасного одноэтажного здания на пучинистых почвах фундамент заглубляют на 0,5 м, а для 2-3 этажного дома из бруса этот показатель будет не менее 1,5 м. При замене бруса на кирпич, увеличится и глубина заложения фундамента.

Для учета несущей способности почвы, рассчитывают вес всего здания, фундамента, коммуникация и внутреннего оборудования, приходящийся на единицу площади. Если нормативный показатель не соответствует расчетному, изменяют параметры фундамента.

При проектировании фундамента учитывают конструктивные особенности строения и его расположения:

• фундамент располагается ниже пола подвала не менее чем на 0,4 м;
• уровень фундамента выравнивается по фундаменту всех зданий, вплотную соприкасающихся к возводимой конструкции;
• магистральные коммуникации желательно обходить строительством, но если это не получается, тогда фундамент прокладывается под трубами.

Уровень заглубления ленточной опоры

Фундамент ленточного типа прост в монтаже и проектировании, подходит под большинство видов строительных конструкций. Рекомендован к использованию на грунте со слабовыраженной пучинистостью, не рекомендуют там, где водонасыщение почвы высокое.

Глубину ленточного фундамента определяют параметры:

• уровень промерзания почвы;
• высота протекания грунтовых вод;
• выраженность пучинистости почвы.

Соединение этих факторов приводит к тому, что пучинистость почвы будет повышаться с увеличением глубины промерзания грунта и близости подземных вод. Такая почва будет сдавливать снизу фундамент и выталкивать его вверх. Глубокое расположение фундамента уменьшает интенсивность таких процессов.

Нормативы определяют минимальные показатели заглубления:

• 0,45 м в малопучинистых почвах;
• 0 м на скальном грунте;
• 0,75 м в пучинистых почвах;
• на уровне залегания стабильного грунта при водонасыщенных и подвижных верхних слоях почвы.

Максимальная глубина заглубления – 2,5 м для всех видов грунта.

Чтобы не решать от чего зависит глубина заложения фундамента, можно обустроить теплоизоляцию грунта и утепление фундамента, смонтировать систему дренажа и отвода грунтовых вод.

Другие виды фундамента

Столбчатую основу используют под легкие здания. Эффективен такой фундамент там, где сильно промерзает почва. Его опускают в грунт ниже точки промерзания на 10-25 см.

Для закладки свай и выбора их типа определяют свойства грунта. Изготавливают такое основание в основном из бетона. Свайные фундаменты глубокого заложения опускаются на глубину 1 м и более, что зависит от несущей способности конструкции.

Самый устойчивый вариант основания здания – плитное или сплошное. Формируется из железобетонных плит. Его заглубливают вниз до 50 см в любой грунт.

Определение глубины для закладки фундамента является комплексной задачей, решать которую необходимо еще на этапе проектирования строительной конструкции.