Чтобы определить заглубление фундамента, необходимо учитывать несколько факторов, включая тип почвы, уровень грунтовых вод и климатические условия региона. Основное правило заключается в том, что фундамент должен располагаться ниже уровня промерзания грунта, чтобы предотвратить его разрушение в зимний период.
В практике используется геотехническое обследование, которое позволяет получить данные о составе и характеристиках грунта. На основе этих данных можно рассчитать необходимую глубину закладки фундамента, учитывая также вес строения и его особенности. Правильное заглубление фундамента — залог стабильности и долговечности здания.
Глубина заложения фундамента
Информацию про глубина заложения фундамента, вычисление глубины заложения, СНИП, Вы узнаете как определить глубину заложения фундамента, мелкозаглубленного и ленточного фундамента и глубины их заложения. Вопрос от клиента:
Виктор, 26 лет, Москва! "Добрый день, уважаемые специалисты. Я планирую заняться строительством двухэтажной дачи из сруба в Подмосковье. Работы сейчас на стадии проектирования. Я пытаюсь рассчитать все самостоятельно, но не обладая достаточным количеством опыта часто сталкиваюсь с необходимостью сторонней помощи. Так и в этот раз.
Инженеры, подскажите пожалуйста, как рассчитать глубину заложения фундамента. В интернете много противоречивой информации — не знаю чему верить. Заранее спасибо."
Мы решили развернуто ответить на вопрос клиента, и предлагаем ему целую информационную статью по данной тематике.
Определение глубины заложения фундамента — первоочередной этап проектирования всех видов железобетонных оснований.
Совет эксперта! Величина ГЗФ измеряется как расстояние между уровнем почвы на строительной площадке и отметкой нижней точки подошвы основания.
Из данной статьи вы узнаете, что необходимо учитывать при определении глубины заложения фундамента, на какую глубину принято заглублять ленточные основания разных типов и как самостоятельно рассчитать ГЗФ согласно требованиям действующих "Строительных норм и правил".
Рис. 1.1: Классификация фундаментов согласно уровню заглубления
Что нужно учесть при вычислении глубины заложения фундамента
В строительной практике глубина заложения ЖБ оснований — ленточных, плитных и столбчатых, рассчитывается на основании трех определяющих факторов:
- Геологических условий на строительном участке;
- Конструктивных особенностей возводимой постройки;
- Глубины промерзания почвы.
Расчет глубины заложения производится по каждому из 3-ех вышеперечисленных факторов, и в качестве проектной глубины принимается наибольшая из полученных величин ГЗФ.
Геологические условия на строительном участке
Анализ геологический условий стройплощадки необходим для определения глубины размещения несущего слоя почвы, на который должна опираться подошва основания.
Совет эксперта! В качестве несущего слоя выступает прослойка грунта, величина расчетного сопротивления которой превышает 150 кПа.
- В несущий слой почвы подошва основания должна быть заглублена как минимум на 20 сантиметров;
- Общая глубина заложения основания, при любых условиях, не должна быть меньше 50-ти сантиметров;
Выполняется определение уровня грунтовых вод . В идеале, основание должно закладываться выше этого уровня, однако нередко встречаются ситуации, когда глубина промерзания грунта и УГВ одинаковы, либо грунтовые воды вообще поднимаются выше уровня промерзания.
Рис. 1.2: Дренажная система для отвода грунтовых вод
Если заложение фундамента выше УГВ невозможно, вокруг основания обустраивается дренажная система из труб, опоясывающих периметр фундамента. Наличие дренажной системы позволяет отвести воду от расположенного рядом с фундаментом грунта, благодаря чему уменьшаются силы морозного пучения почвы, возникающие в холодное время года.
Глубина промерзания почвы
Ключевым фактором, влияющим на величину ГЗФ, является глубина промерзания почвы. Особенно важным данный фактор становится в условиях строительства на склонной к пучению почве, к которой относится:
- Влагонасыщенный песчаный грунт;
- Пылистая и мелкая песчаная почва;
- Высокопластичная глинистая почва;
- Глинистый суглинок.
Совет эксперта! Сила пучения — это выталкивающее воздействие, оказываемое грунтом на расположенное в нем основание здания.
Рис. 1.3: Воздействие сил пучения на фундаменты разной глубины заложения
В холодное время года, при промерзании почвы, влага, которой она пропитана, превращается в лед, увеличивая свой объем на 3-9%.
Из-за огромной плотности нижних пластов грунта, увеличившаяся в объеме почва не может расширятся вниз, и она начинает давить вверх, оказывая на основание выталкивающие нагрузки вертикального и касательного воздействия.
Следствием пучения являются деформации оснований — ленточные и плитные фундаменты перекашиваются, стены покрываются трещинами, выпирают оконные и дверные рамы.
Совет эксперта! Глубина заложения основания в пучинистой почве всегда должна быть большей глубины промерзания грунта — на фундамент, расположенный ниже ГПГ, не действуют силы вертикального пучения.
Конструктивные особенности возводимой постройки
Глубина заложения фундамента определяется с учетом следующих конструктивных особенностей возводимого строения:
- Наличие цокольного этажа либо подвального помещения;
- Наличие оснований под отдельно стоящее оборудование;
- Характер и сила нагрузок, которые здание будет оказывать на несущий фундамент (ветровые, снеговые и от массы сооружения);
Рис. 1.4: Ленточный фундамент подвального помещения и воздействие на него грунтовых вод
Совет эксперта! Ленточные фундаменты, если будет возводится подвальное помещение, заглубляются на 50 сантиметров ниже крайней точки его пола, столбчатые фундамента — ниже на 150 см.
Глубина заложения фундамента СНИП
Требования и правила по определению глубины заложения железобетонных фундаментов приведены в нормативном справочнике СНиП № 20201-83 "Фундаменты зданий и сооружений".
В пункте 2.25 данного документа приведены формулы и таблицы, с помощью которых на практике можно рассчитать глубину заложения ЖБ фундаментов. Для этого потребуются такие исходные данные:
- Тип почвы;
- Ежемесячная и среднегодовая температура в регионе;
- Технический проект постройки;
- Глубина размещения грунтовых вод.
Рис. Глубина заложения ленточного фундамента исходя из глубины промерзания
Как и чем определить глубину заложения фундамента
Основное влияние на ГЗФ оказывает глубина промерзания почвы, так что расчеты по выявлению ГЗФ требуют предварительного определения данной величины и сопоставления полученного результата с нормативной таблицей.
Рис. 1.5: Схема ленточного фундамента под дом из сруба
Для примера произведем расчет глубины заложения основания под дом из сруба, место строительства — Москва.
Рассчитываем нормативный показатель глубины промерзания почвы
Делается это по формуле:
Где d0 — коэффициент, величина которого отличается для разных видов почвы:
- Глинистый и суглинистый грунт — 0,23;
- Супесь, мелкий песчаный грунт — 0,28;
- Средняя и крупная песчаная почва — 0,30;
- Скальной грунт — 0,34;
√Mt — это квадратный корень всех минусовых месячных температур в регионе за один календарный год. Узнать среднемесячные температуры в конкретных регионах России можно в приложении 5.1 к СниП №23-01-99 "Строительная климатология".
Для Москвы среднемесячные температуры будут следующими:
На основании таблицы определяем √Mt (суммируем только минусовые температуры): √5,6+1,1+1,3+7,1+7,8 = 4,78.
Теперь мы можем рассчитать основную формулу нормативного промерзания:
Коэффициент 0,23 взяли для глинистой почвы и суглинка, которые преобладают в столице России.
Определяем расчетную глубину промерзания почвы под конкретным зданием
Расчетная ГПП, на основании которой будет определятся глубина заложения фундамента, высчитывается по формуле:
В которой, Dfn — уже рассчитанная нами величина нормативного промерзания, а Kh — коэффициент, который отличается для отапливаемых и неотапливаемых зданий.
Для неотапливаемых помещений, если они расположены в регионах с плюсовой среднегодовой температурой (в Москве — +5,4) он всегда равен 1.1.
Коэффициент Kh для отапливаемых помещений вы можете узнать из нижеприведенной таблицы.
Таблица 1.2: Коэффициенты Kh при разных температурах внутри помещения
Теперь мы можем определить расчетную глубину промерзания почвы в Москве под разными сооружениями:
- Отапливаемая постройка с неотапливаемым подвалом: Df = 1×1.1 = 1.1 м;
- Отапливаемая постройка с утепленным цоколем, без подвала: Df = 0.7×1.1 = 0.8 м;
- Неотапливаемая постройка, без подавала: Df = 1.1×1.1 = 1.21 м.
Определяем глубину заложения основания
Пользуясь данными таблицы соотношения уровня грунтовых вод и ГПГ мы можем определить оптимальную глубину заложения ЖБ основания, которая позволит свести к минимуму воздействующие на фундамент в холодное время года силы пучения.
Таблица 1.2: Глубина заложения фундамента в разных условиях
Совет эксперта! Точную глубину грунтовых вод и показатель текучести почвы можно узнать только в результате геологических изысканий на строительном участке. Если у вас нет возможности провести такие работы, рекомендуется брать глубину фундамента с запасом — "не менее величины Df".
Ленточный фундамент глубина заложения
В зависимости от глубины заложения классифицируют два вида ленточных фундаментов — глубокого и мелкого заложения.
Ленточный фундамент глубокого заложения обустраивается на склонной к морозному пучению почве, из-за выталкивающих нагрузок которой любой другой фундамент бы деформировался. На таком фундаменте могут возводится тяжелые кирпичные дома, здания из сруба либо многоэтажные газобетонные постройки.
Рис. 1.6: Ленточный фундамент глубокого заложения с цокольным этажом
Совет эксперта! Нижняя точка опорной подошвы фундаментов глубокого заложения всегда размещается на 20-25 сантиметров ниже глубины промерзания грунта.
Существует два вида сил пучения:
- Вертикальные — наиболее мощные воздействия, которые исходят от слоев почвы, расположенных под опорной подошвой фундамента;
- Касательное — выталкивающие воздействия, оказываемые в результате трения расширяющейся почвы и боковых стенок основания.
Благодаря такому размещению опорная подошва, расположенная в непромерзающем грунте, не подвергается вертикальным выталкивающим силам пучения. Остаются лишь касательные воздействия, которые нивелируются давлением, оказываемым на основание массой постройки, и никакого серьезного вреда не приносят.
Рис. 1.7: Схема ленточного фундамента глубокого заложения
Наибольшая экономически обоснованная глубина размещения в грунте ленточных оснований — два с половиной метра. При необходимости превышения этой глубины рационально отказаться от ленточного фундамента и отдать предпочтение основаниям из забивных либо буронабивных свай.
Мелкозаглубленный фундамент глубина заложения
Мелкозаглубленное основание — подвид ленточного фундамента, при обустройстве которого не учитывается величина ГПГ.
Такой фундамент применяется для возведения легких домов из дерева, каркасных панелей, пенобетона либо небольших кирпичных зданий на непучинистой почве с низким уровнем расположения грунтовых вод.
Рис. 1.8: Схема мелкозаглубленного ленточного фундамента
Мелкозаглубленное ленточное основание противопоказано строить на:
- торфяных и иловых грунтах;
- неоднородной почве;
- на любых видах сильнопучинистой почвы;
- на подтапливаемой местности.
Совет эксперта! Минимально допустимой глубиной заложения мелкозаглубленного ленточного основания принято считать 50 сантиметров.
В регионах со скальным грунтом, где делать углубления в почве экономически не выгодно, такое основание может размещаться прямо на поверхности грунта.
Рис. 1.9: Мелкозаглубленный ленточный фундамент
Для глинистой и суглинистой почвы оптимальная глубина заложения мелкозаглубленного основания составляет 80-90 сантиметров.
При строительных работах в условиях низкоплотного верхнего слоя почвы, мелкозаглубленный фундамент нужно заглублять до уровня пластов плотного грунта со стабильными несущими характеристиками.
Наши услуги
Компания "Богатырь" занимается забивкой свай и лидерным бурением. В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.
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. Факторы, оценка параметров
Глубина заложения фундамента — ключевой параметр, определяющий перспективы будущего строения. Для оценки положения основания относительно уровня грунта учитывают тип сооружения, общие параметры участка, геодезические показатели, нагрузки. От точности определения глубины зависит:
- Какой срок прослужит фундамент.
- Будет ли здание стабильным.
- Не дадут ли стены трещины.
Расчёты ведут согласно данным из нормативных документов региона постройки (СНиП «Основания зданий и сооружений», «Строительная климатология»). Отметку заложения определяют поэтапно на основании обследования территории.
Оценка общих параметров участка
Для расчёта положения основания исследуют ландшафт, проводят инженерно–геологические изыскания, определяют тип грунта, УГВ и зону промерзания.
Для того чтобы установить отметку, руководствуются следующими правилами:
- Вне зависимости от конфигурации фундамента все подошвы располагают на одном уровне.
- Заложение в несущий слой определяют на глубину не менее 0,1–0,2 метра.
- На территориях со слоистым напластованием разных типов грунтов заглубление считают по несущему слою или, если это невозможно, по слоям с близкими показателями сжимаемости. Иначе придётся подбирать основание, способное оставаться стабильным при неравномерной осадке.
Геодезические показатели
Определяющее значение в расчёте глубины залегания фундамента имеют следующие критерии:
Геологический
Исследование почв устанавливает величину давления на основание. Различают три типа грунтов по несущей способности:
- Слабая: к группе относятся суглинки, торфяники и болотистые участки.
- Средняя: входят песчаники, почвы с долей каменистых включений, глинистые слои с пучинистыми проявлениями.
- Высокая: скальный грунт.
Характер почвы, лежащей под плодородным слоем, определяют по справочникам или на основании лабораторных исследований проб. В регионах застройки все земли уже прошли обследование геологами. Карты в форме вертикальной съёмки содержатся в архивах управлений градостроительства. Копию данных по участку можно взять с привязкой к пятну застройки. Если запрос не удаётся получить, используют таблицы, содержащиеся в регламентах СП 22.13330 и ГОСТ 5180–2015.
Гидрогеологический
Уровень грунтовых вод должен оказаться ниже фундамента — такое положение полностью исключает риски вымывания грунта из–под несущей основы. Если ошибиться с расчётом, начнётся неравномерная осадка, стены дадут трещины, и дом может разрушиться. Кроме того, постоянный контакт с водой повышает влажность в помещениях ниже поверхности земли, а это способствует развитию плесневых грибков. В результате несущая конструкция будет постепенно терять прочность вне зависимости от того, какие материалы использовались для постройки.
Климатический
Раздел исследований определяет уровень промерзания. Данные указаны в картах региона управления градостроительства, также их можно рассчитать на основании табличных значений.
До начала работ желательно побеседовать с владельцами соседних домов об особенностях почв на местности. Если рядом с пятном застройки есть рукотворные водоёмы, не учтённые на картах, то силы морозного пучения могут оказаться намного выше ожидаемых.
Ошибки в определении уровня приведут к прямому действию сил пучения на опорную конструкцию, и это станет причиной разрушения как фундамента, так и всего дома.
Расчёт нагрузки постройки
Здесь важно учитывать конструктивные особенности здания, в том числе материал и толщину стен, этажность, наличие надстроек, особенности эксплуатации.
- Базовый вес включает все строительные и отделочные материалы, использованные в проекте.
- К основе добавляются усреднённые данные меблировки и массивного оборудования типа печей, котлов, сантехники.
- Далее учитывается средняя снеговая нагрузка в регионе применительно к конструкции крыши (уклон с самостоятельным или принудительным сходом).
- Проводится оценка ветровой нагрузки в соответствии с преимущественными направлениями ветров. Параметр необходимо считать для ненагруженных конструкций на облегчённых фундаментах.
Тип эксплуатации здания вносит вклад в положение заглубления. Так, сооружения с неотапливаемыми подвалами закладываются на 10% ниже отметки промерзания, а с отапливаемыми до 30% выше. Если строится баня, то согласно строительным нормам, под внутренними стенками допускается меньше заглублять фундамент в сравнении с наружными, однако уровень не должен быть выше 40 см.
Выбор типа основания
По конструктивной схеме закладки фундаменты группируют на следующие типы:
- Ленточные: образуют непрерывную ленту, на которую опирают несущие стены здания. Используют в строительстве домов из кирпича и бетона на участках с неоднородным грунтом.
- Столбчатые: ставят в виде отдельно стоящих опор под несущими стенами. Подходит для облегчённых каркасных домов из дерева на стабильных почвах, не подверженных сдвигам и морозному пучению.
- Плитные: заливают сплошной плитой под всей конструкцией. Вариант с высокой несущей способностью и стойкостью к силам морозного пучения подходит для крупных многоэтажных объектов. Наиболее материалоёмкий и затратный способ применяют на сложных грунтах, когда использование других типов оснований не обеспечивает требуемую прочность.
- Свайные: устанавливают в форме стержней с глубоким бурением в грунт. Используют на болотистых почвах и в случаях, где необходимо устранить заметные перепады по уровням.
- Комбинированные: производят обвязку свай в общую свайно–ростверковую конструкцию. Популярный вариант в частном малоэтажном домостроении. Подходит для участков с уклоном.
Правильно подобранный фундамент равномерно передаёт нагрузку на грунт, обеспечивая стабильное положение здания.
Расчет глубины заложения основания
Параметр определяют по формуле:
Kh — табличный коэффициент, различающийся для сооружений с разным типом эксплуатации (отапливаемые и неотапливаемые).
Dfn — расчётная глубина промерзания, характерная для местности.
Значения Kh для отапливаемых зданий приведены в таблице 1.
Для неотапливаемых строений в регионах с плюсовой среднегодовой температурой (для Санкт–Петербурга +6,3 0 С) коэффициент равен 1,1.
Например, для отапливаемого дома с утеплением по цокольному перекрытию расчётный Df =1,1 x 0,7 = 0,8 м.
Практическая глубина заложения основания определяется с учётом глубины подземных вод Dw и отметки промерзания почвы.
Данные о влиянии Df приведены в таблице 2.
Реальный уровень залегания грунтовой воды, а также характеристики текучести почвы берут по результатам геологических изысканий. Если подобные исследования на участке не проводились, то залегание основания определяют с запасом, превышающим значение Df.
Расчёт на примере фундамента ленточного типа
Основание в форме ленты проектируют либо с глубоким, либо с мелким заложением. Первый вариант используют на грунтах, склонных к морозному пучению. Конструкция способна противостоять выталкивающим нагрузкам, силы которых достаточно, чтобы разрушить мелкозаглубленный фундамент.
На почвах с высоким пучением действуют два вида сил:
- Вертикальные: мощное направленное действие снизу вверх из слоёв грунта, залегающего под лентой основания.
- Касательные: выталкивающие силы скользящего характера, возникающие из–за трения подвижной почвы о боковые стенки заглубленного фундамента.
Если лента установлена на правильной отметке, то есть в непромерзающем слое грунта, на неё не будут действовать самые разрушительные вертикальные силы пучения. Касательные останутся, но в этом случае технические характеристики основания (ленточный армированный бетон) и сама нагрузка от здания нивелируют эффект трения. В результате никакого вреда для дома не будет.
Ленточный тип глубокого залегания годится для тяжёлых домов из бетона и кирпича, многоэтажных сооружений из газобетона, срубов.
Нижнюю отметку подошвы глубокозаглубленного варианта располагают на 0,20–0,25 м от границы промерзания. Максимальная глубина составляет 2,5 м. Если расчёты требуют превысить этот уровень, нужно использовать фундаменты свайного типа.
От точности определения отметки заложения основания зависит надёжность конструкции. Неучтённые силы приведут к разрушению подземной части, то есть возникнут серьёзные, а часто и неустранимые проблемы с домом. Именно поэтому на начальном этапе важно выполнить грамотный расчёт. Инженеры компании «Горизонт» определят оптимальный тип фундамента, рассчитают глубину заложения и зальют основание под ключ с гарантией.
