Определение минимальной глубины заложения фундаментов для наружных строительных конструкций

Минимальная глубина заложения фундаментов под наружные конструкции зависит от ряда факторов, включая тип грунта, климатические условия и нагрузку на фундамент. Обычно рекомендуется, чтобы глубина заложения находилась ниже уровня промерзания грунта, что в большинстве регионов составляет от 0,5 до 1,5 метра.

Правильный выбор глубины фундамента обеспечивает стабильность и долговечность строения, предотвращая деформации и повреждения, связанные с изменениями температур и увлажненности грунта. Поэтому важно проводить предварительные геологические исследования перед проектированием и строительством.

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.

Какой глубины должен быть фундамент для дома

Работы с фундаментом

Вопрос глубины заложения актуален для любого типа фундамента под дом. Правильный выбор этой величины позволит обеспечить прочность и надежность конструкции (при соблюдении технологии строительства). Глубина заложения основания фундамента должна назначаться в строгом соответствии с нормативной документацией.

От чего зависит минимальная глубина

Согласно пункту 12.2 СП 50-101-2004 глубина требуемого заложения фундамента любого дома зависит от:

• назначения объекта, его конструктивных решений и нагрузок от вышележащих элементов;
• глубины закладки в грунте инженерных коммуникаций дома;
• рельефа участка и планировочных отметок;
• характеристик грунта основания;
• климатических особенностей местности строительства.

Если сказать проще, то для частного строительства минимальная глубина, которая требуется для заложения подошвы фундамента в почвах определяется следующими факторами:

• тип фундамента;
• тип грунта;
• наличие или отсутствие подвала;
• уровень расположения в почве грунтовых вод (УГВ);
• глубина промерзания почвы в зимний период.

Отметку подошвы при наличии подвальных или цокольных помещений принимают на 30-50 см ниже отметки пола. Фундамент должен быть заглублен так, чтобы до отметки уровня подземных вод оставалось не менее 50 см.

Глубина промерзания грунта учитывается для столбчатых и ленточных фундаментов. Плиты обычно укладываются выше отметки замерзания, а сваи опираются существенно ниже (расчет длины производят по несущей способности).

Глубину заложения в зависимости от промерзания

Промерзание почвы опасно тем, что при наличии воды в ней, она расширяется, превращаясь в лед. Происходят смещения, которые могут привести к повреждениям фундамента. Если опереть ленту или столбы без проведения специальных мероприятий на неустойчивый пучинистый грунт, деформирующийся в зимний период, последствия будут плачевными.

Прежде чем копать котлован или траншею, определяют нормативную глубину на которую промерзает грунт. Для частного домостроения можно руководствоваться усредненным значением, но если требуется определить точную нормативную величину, то вычисления производят по формуле 5.3 СП «Основания зданий и сооружений».

Если нет желания подробно высчитывать, какая должна быть минимальная глубина заложения, которая необходима для фундамента, берут уже посчитанные значения промерзания из таблицы представленной ниже в зависимости от региона строительства и типа грунта. Раньше глубину промерзания можно было также определить по картам СНиП «Строительная климатология и геофизика», но после редактуры эти карты из актуализированного издания (СП) убрали. СНиП можно использовать в справочных целях. Таблица представлена для некоторых городов России.

Значения для городов, не вошедших в таблицу, можно найти по картам из СНиП интерполяцией или взять величину для ближайшего пункта. Тип грунта определяют бурением или рытьем шурфов. Предварительно нужно ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация».

Расчетную глубину промерзания почвы вычисляют, умножив нормативную на поправочный коэффициент, приведенный в таблице 5.2 СП «Основания зданий и сооружений».

*Для не отапливаемых подвалов принимают значение +5 °С, для жилых помещений по ГОСТ «Здания жилые и общественные» — +20 °С.

Глубина заложения основания под дом принимается не выше глубины промерзания (при отсутствии дополнительных мероприятий).

Зависимость от расположения грунтовых вод

Перед тем как копать грунт, необходимо также определить глубину расположения в почве грунтовых вод, поскольку она существенно влияет на глубину, необходимую для заложения, и зависимость ее от промерзания. Какой должна быть минимальная величина заглубления определяют по таблице 5.3 СП «Основания и фундаменты».

Совет! Строить дом на мелком песчаном или пылеватом основании не рекомендуется. Для предотвращения проблем грунт с плохими эксплуатационными характеристиками заменяют на другой более прочный.

Измерять УГВ следует в весенний период, когда почва сильнее всего насыщена влагой. Для изучения лучше выбрать несколько точек, одну из них в самой нижней части участка. Расстояние от подошвы до УГВ должно быть не менее 50 см.

Зависимость от типа фундамента

Глубина закладки фундамента определяется В зависимости от выбранного конструктивного решения основания под дом. Рекомендации можно свести в одну таблицу.

Кроме того, фундаменты могут быть:

• незаглубленный;
• мелкозаглубленный;
• заглубленный.

В основном это относится к столбчатым и ленточным основаниям. Но также применимо для плит (чаще плиты делают мелкозаглубленными или незаглубленными).

Мелкозаглубленные фундаменты

Этот тип фундамента подходит для применения в следующих случаях:

• строительство легкого дома без подвала или цоколя;
• высокий уровень расположения грунтовых вод (но более 1 метра от поверхности земли);
• достаточно хорошие прочностные характеристики грунта основания.

При строительстве такого основания не придется глубоко копать землю, что позволяет снизить трудовые и временные затраты. Минимальная глубина закладки мелкозаглубленного фундамента при условно непучинистых грунтах (песчаный, крупнообломочный) может быть следующая:

• при глубине промерзания до 3 м — 0,5 м;
• до 3 м — 0,75 м;
• более 3 м — 1,0 м.

Для предотвращения повреждений конструкции силами морозного пучения и водой, необходимо провести следующие мероприятия:

1. Гидроизоляция. Как и любой другой фундамент, мелкозаглубленный требует надежной защиты от влаги. Отмостка защищает конструкцию от дождевой и талой воды. На вертикальную часть фундамента по всей высоте наносится битумная мастика или наклеиваются рулонные гидроизоляционные материалы (линокром, гидроизол).
2. Утепление фундамента по высоте и устройство теплой отмостки. В качестве теплоизоляционного материала можно применять экструдированный пенополистирол (пеноплекс). Толщина утеплителя подбирается теплотехническим расчетом. Для большинства регионов страны потребуется уложить 100 мм пеноплекса. В качестве теплоизоляции нельзя применять минеральную вату. Утеплитель укладывают снаружи по всей высоте и под бетонную или асфальтовую отмостку.
3. Песчаная подушка. Она предотвращает появление морозного пучения. Укладывается из песка средней или крупной фракции с послойным уплотнением. Толщина подушки зависит от фактических прочностных характеристик грунта, в среднем составляет 30-50 см.
4. Отвод грунтовых и дождевых вод от конструкции. Эту функцию берут на себя дренаж и ливневая канализация. Даже при достаточно низком уровне расположения грунтовых вод эти мероприятия необходимы, поскольку в период дождей или таяния снега, почва сильно насыщена влагой. Если допустить одновременное воздействие воды и низких температур на фундамент, последствия могут быть необратимы. Наиболее распространенный тип дренажа — пристенный. Труба с отверстиями укладывается в слой гравия, обернутого геотекстилем. Максимальное расстояние от дренажной трубы до фундамента — 1 метр. Глубина заложения — на 30-50 см ниже подошвы фундамента.

В случае мелкозаглубленных фундаментных плит современным решением станет утепленная шведская плита (УШП). Это основание, которое размещает в себе систему теплых полов и некоторые инженерные коммуникации. Для изготовления используется несъемная опалубка из пенополистирола, которая в последствии играет роль утеплителя.

Глубина заложения для фундамента — один из решающих факторов, влияющих на долговечность и надежность фундамента. Важно учитывать все требования, а при невозможности их выполнения провести необходимые мероприятия по защите конструкции.