Фундамент закладывают ниже глубины промерзания, чтобы избежать воздействия сезонных изменений температуры на грунт, что может привести к его разрушению и деформации. Промерзающий грунт изменяет свои свойства, теряет прочность и увеличивает объем, что создает риск просадки или поднятия фундамента.
Закладка фундамента ниже уровня промерзания обеспечивает более стабильные условия для его эксплуатации, минимизируя риски, связанные с морозными пучениями. Это позволяет обеспечить долговечность и безопасность зданий, особенно в холодных регионах.
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.
Фундамент и глубина промерзания грунта
Величина сезонного промерзания грунтов определяется путём многолетних, минимально 10 лет, наблюдений. Это среднее значение от зафиксированных в этот период наибольших отметок замерзания почвы на участке очищенном от снежного покрова и низким залеганием водоносного горизонта.
Полученные данные для всех регионов РФ представлены в табличной форме в нормативных документах, регламентирующих строительство инженерных сооружений.
Факторы, оказывающие влияние на промерзание
Для разных пород величина промерзания различна. Она зависит от:
- зоны климатических условий;
- уровней нахождения подземных и грунтовых вод;
- типа и плотности породы;
- степени пучинистости грунта.
Влияние грунтовых промерзаний на конструкцию и заложение фундаментов
В большинстве случаев закладка фундаментов необходима обязательно ниже промерзания грунтового основания. Хорошим условием для сооружения фундамента является глубокое залегание подземных водоносных горизонтов. Но если существует опасность замерзания грунтовой воды, кристаллизуясь, она превращается в лёд с увеличением объёма грунта. Происходит морозное пучение, на конструктивы фундаментов начинается давление, достигающее нескольких десятков тонн на кв. метр. Это сильно сказывается на последующем состоянии инженерных сооружений: деформации элементов, появление трещин, смещения, недопустимые крены и даже полное разрушение.
Воздействие морозных пучений происходит в двух направлениях:
- вертикальном, когда грунты, упираясь в фундаментную подошву, приподнимают её. Для устранения такого влияния заложение должно быть ниже промерзания и увеличивается площадь опирания фундамента;
- горизонтальном, соприкасаясь с конструктивом породы прилипают к нему, и за счёт бокового трения, образующегося при замерзании, поднимают его и наклоняют. Эффективно покрытие поверхности конструкции материалами, уменьшающими силы трения (специальные мастики, отработанное машинное масло, полиэтиленовые плёнки) или замена грунтов крупным песком.
Исключением из правил является заложение фундаментов:
- на прочных скальных породах, которые не промерзают, не размываются и не сжимаются. Фундаменты допускается закладывать без всякого заглубления;
- основание из хрящевидных грунтов (гравий, каменные обломки, хрящи). Независимости от глубины сезонных промерзаний, фундамент закладывается на глубине ≥ 50 см;
- на песчаных грунтах с частицами большой крупности, отличающиеся лёгкостью разработки, большой гигроскопичностью, сильным уплотнением под нагрузками и незначительным промерзанием. Допускается глубина заложения от 60 до 70 см.
Снижение глубины грунтовых замерзаний
Реальная глубина промерзания всегда ниже нормативной, что обусловлено наличием снежного или ледяного покрова, но её можно ещё уменьшить:
- высадкой по периметру дома кустарников, для задержания снега;
- укладка вокруг дома качественного плитного или ленточного утеплителей шириной ≥ 1,5 м;
- устройством дренажа;
- постоянное проживание людей с отоплением здания.
Фундамент ниже глубины промерзания грунта обеспечит долговечность дома.
Информация, без которой нельзя строить фундамент
В интернете можно встретить рекомендации по выбору фундамента в зависимости от материала стен дома. Часто с подобными вопросами обращаются к профессиональным строителям или инженерам, для них такие формулировки кажутся бессмысленными, так как невозможно выбрать абстрактный фундамент по материалу стен. Основание дома должно не только передавать нагрузки на грунт, но и должно соответствовать условиям конкретной местности. В этой статье мы рассмотрим информацию, которую надо собрать перед тем, как обращаться к проектировщику для разработки фундамента.
В другой статье на нашем сайте мы разбираем самые распространенные ошибки, которые допускают при строительстве фундамента статью об ошибках 12 ошибок при строительстве фундамента.
Глубина промерзания
Чтобы понять значение глубины промерзания для фундамента, надо подробнее разобраться в морозном пучении. Этот процесс связан с замерзанием воды внутри грунта, в результате этого образуются ледяные включения в виде линз и прослоек. Процесс сопровождается расширением и деформацией почвы. Если эти процессы идут под фундаментом, то это может привести к повреждению всей конструкции дома. Напряжения могут возникнуть в отдельных зонах, что вызовет неравномерное поднятие отдельных частей фундамента.
Ключевым параметром при выборе фундамента будет глубина и скорость промерзания. На определенной глубине в толще земли всегда сохраняется положительная температура, то есть вода там не замерзает. Глубина промерзания зависит от ряда факторов: толщины снежного покрова, климата и плотности почвы. СНиПами предусмотрены нормативы, в которых фиксируется глубина промерзаний для разных территорий. Например, в Москве глубина промерзания составляет 1,2 м на глинах и суглинках, на песчаных грунтах – 1,32 м.
Чтобы силы морозного пучения не действовали на фундамент его опускают ниже глубины промерзания, такие основания называют фундаментами полного профиля. В некоторых регионах глубина промерзания настолько велика (более 2 м для сибирских регионов), что конструкции полного профиля становятся невыгодными, тогда используют утепление экструдированным пенополистиролом, чтобы разместить фундамент в замерзающей зоне. Утеплитель не даст грунту под домом замерзать.
Глубина залегания грунтовых вод
Увлажнение грунта и территории вокруг фундамента нежелательно, поэтому перед строительством важно установить глубину залегания грунтовых вод. Грунтовые воды по- разному воздействуют на различные типы грунтов. Есть почвы с высоким коэффициентом фильтрации, они легко пропускают воду и не задерживают ее. К таким почвам относятся различные виды песчаных и каменистых грунтов. Глины, суглинки и супеси, наоборот, имеют свойство впитывать воду, что влияет на их пучинистость.
Коэффициент фильтрации для разных типов грунтов
Высоким расположением грунтовых вод считается уровень меньше 2 метров. Это означает, что будет происходить капиллярный подсос из нижних слоев грунта к верхним, в результате этого основание фундамента будет подвергаться влиянию воды. Для отвода грунтовых вод под фундаментом предусматривают дренаж.
Уровень грунтовых вод можно определить и своими силами. Например, это можно сделать, замерив уровень воды в колодце или в скважине. Замеры надо производить с разной периодичностью, так как уровень воды зависит от разных факторов: осадков, таяния снегов, уровня воды в ближайших водоемах. Более полную картину можно получить, если обратиться за профессиональными исследованиями.
Геология грунта
Геология грунта – это комплексное исследование почв в пятне застройки. Многие проектировщики не возьмут заказ на проект фундамента без этих данных. Геология грунта обычно включает целый ряд параметров.
- Позволяет определить тип грунта и его структуру. Определить тип грунта можно и своими силами, хотя геологическое исследование даст более полную картину. Подробнее о самостоятельных геологических изысканиях читайте в отдельной статье.
- Гидрологическое строение грунта – залегание грунтовых вод, с помощью такого исследования можно определить расположение верховодки.
- Определение несущей способности грунта.
- Прогноз возможных изменений в структуре грунта после строительства (просадочные грунты).
Зная геологию, можно определить степень пучинистости грунтов, по этому параметру почвы подразделяются на сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и непучинистые.
Соотношение уровня грунтовых вод и степени пучинистости
Максимальная глубина грунтовых вод, расположенных ниже нормативной глубины промерзания.
