• 22.04.2024 13:01

    CemGid.ru - бетон, цемент, фундамент, армирование, арматура

    CemGid.ru - ваш проводник в категориях бетон, цемент, фундамент, армирование, арматура, пескобетон, кирпич, строительство

    Как определить, какой глубины строить фундамент?

    Фундамент является подземной частью постройки и служит для восприятия нагрузок от всех конструкций и их распределения по основанию. Его задача – обеспечивать длительную эксплуатацию сооружения без недопустимых осадок и разрушений. В отличие от деформаций материалов, из которых возводится здание, у грунта они значительно выше, и от них зависит состояние вышележащих конструкций. Поэтому главной характеристикой является глубина заложения – расстояние от несущего пласта до уровня строительной площадки.

    Строительство фундамента и выбор его глубины

    Оглавление:

    1. Что влияет на глубину основания?
    2. Пример расчета
    3. Разновидности и описание

    От чего зависит?

    Причины заглубления фундамента связаны со слабостью верхних слоёв грунта, которые состоят из почвы и органических веществ, систематически подвергающихся осадке, выветриванию, пучению, разрушению с потерей прочности. Как правило, их несущие способности имеют величину менее 1 кгс/см2, пористость свыше 70 % и модуль деформации ниже 80 кгс/см2. Заложение на таких грунтах недопустимо.

    Ответ на вопрос, какой глубины строить фундамент под дом, зависит от следующих факторов:

    • Инженерно-геологических условий.
    • Климатических особенностей региона.
    • Конструкции возводимого сооружения и наличия построенных рядом с ним зданий.

    1. Инженерно-геологические условия.

    Включают:

    • Физические, механические и водяные свойства грунта.
    • Уровень грунтовых вод (УГВ).
    • Рельеф площадки (гора, равнина).
    • Сейсмичность региона (глубину заложения ленты увеличивают на 10%).

    Наиболее часто встречаемые варианты:

    • Однородный надёжный грунт.
    • Напластование почвы слоями разной прочности.

    На основании геологических изысканий и действующих нагрузок выбирается уровень несущего слоя, обеспечивающий надёжное существование здания.

    При выборе глубины заложения ленточных фундаментов необходимо выполнять требования строительных норм:

    • Основание должно быть выше уровня грунтовых вод, лучший вариант – заложение на одной отметке (особенно важно в условиях сейсмоопасности). Если это невозможно, то устраивается водоотлив.
    • Подошва утапливается в несущий слой на 100-200 мм.

    Наименьшая глубина заложения составляет 50 см.

    2. Климатические особенности.

    При промерзании грунта содержащаяся в нём вода увеличивается в объёме и выпучивает его кверху. Такое явление характерно для мягкопластичной и текучей глины, пылеватых песков.

    Различают:

    • Нормальные силы пучения, действующие на основание опоры (напряжение более 0,8 МПа).
    • Касательные – вызваны трением или примерзанием почвы и грунта к боковым поверхностям свайного или ленточного фундамента (до 0,3 МПа).

    Если уровень подошвы выше глубины промерзания, то возникающие силы морозного пучения могут быть больше веса здания и выталкивают его вверх. С другой стороны, при заложении ниже глубины промерзания возникающие касательные напряжения могут создавать растягивающие усилия в верхней части опоры, стремясь её разорвать.

    В качестве защитных мероприятий обычно применяют покрытие боковых подземных поверхностей плёнками, смазками, битумными мастиками, утеплителями.

    Оптимальная глубина заложения

    При низком значении УГВ (dw) и если глиняные грунты находятся в твёрдом состоянии (при малой влажности) они не проявляют пучения. Это условие описывается неравенством: dw ≥ df+2м. Однако специалисты рекомендуют пользоваться этим правилом с известной осторожностью, так как в процессе строительства и эксплуатации здания может подняться УГВ или увеличиться влажность.

    Для пучинистых грунтов уровень заложения фундамента (d) должен быть ниже расчётной глубины промерзания (df), то есть d > df.

    Формула для вычисления df имеет вид: df = kh∙ dfn, где:

    • kh – коэффициент, учитывающий влияние здания.
    • dfn – нормативная сезонная глубина промерзания местности, где возводится фундамент, которую можно взять на карте или рассчитать по формуле: dfn = d0∙√ ∑│Mt│, где Mt – сумма среднемесячных отрицательных температур.

    Чертеж фундамента дома

    Значения коэффициентов свойств грунта (d0):

    НаименованиеКрупнообломочный грунтМелкий песокГлина, суглинок
    d0, м0,340,280,23

    3. Конструктивные особенности.

    Помимо перечисленных следует учитывать:

    • Глубину заложения фундаментов построенных соседних сооружений.
    • Есть или нет подвал.
    • Расположение тоннелей, опор под оборудование, коммуникаций.

    Например, основание возводимого и имеющегося здания целесообразно располагать на одном уровне. Если подошва существующего фундамента будет выше, то возможна деформация грунта под ним в процессе земляных работ. При более низкой глубине его заложения по отношению к новому возникает дополнительное боковое давление от последнего, зависящее от расстояния между ними.

    Во время строительства необходимо исключить возможность выпирания грунта со стороны подвала. С этой целью уровень его пола выполняют выше расчётного уровня промерзания опоры здания (df) на 20-40 см, а высоту потолка – не менее половины величины df.

    Температура в грунте основания

    При разной глубине подошв у внутренних и наружных стен переход от одного уровня заложения к другому должен быть постепенным (например, ступенчатым). Обычно применяют шаг по высоте 0,5 м, по длине – 1 м. В процессе работ необходимо обеспечить сохранность структуры грунта.

    Пример расчета фундамента в Московской области

    Исходные данные:

    1. Грунт: суглинки и глины (d0=0,23).
    2. Неотапливаемое в зимний период здание (kh=1,1).
    3. УГВ на участке по результатам изысканий: dw=1,4 м.

    Среднемесячные температуры в Московской области (таблица 5.1 правил «Строительная климатология»):

    Месяцы123456789101112
    Темпе-ратура,°C-10,9-9,8-4,64,612,216,317,816,511,04,1-2,3-7,0

    Вычисляем модуль суммы отрицательных среднемесячных температур: ∑│Mt│=│ -10,9-9,8-4,6-2,3-7,0 │ = 34,6.

    Нормативная глубина промерзания для района строительства: dfn = d0∙√ ∑│Mt│ = 0,23∙√ 34,6 = 1,35 м.

    Расчётная глубина: df = kh∙dfn = 1,1∙1,35 = 1,485 м.

    Классификация оснований

    Определяем уровень заложения фундамента по условию недопущения морозного пучения с учетом УГВ на основании рекомендации строительных правил по нижеприведённой таблице.

    Наименование грунта под подошвойГлубина подошвы с учётом УГВ (dw), м
    dw< df+2dw> df+2
    Скальные с песчаным заполнителем, песок гравелистыйНе зависит от dfПри любом df
    Пески мелкие и пылеватыеНе менее dfТо же
    Суглинки, глина, крупнообломочные с глинистым заполнителемТо жеНе менее df

    Так как dw = 1,4<1,485+2, то принимаем глубину заложения подошвы для глины и суглинков не менее df, то есть 1,49 метра.

    Правила закладки фундаментов

    Разновидности оснований

    Для возведения лёгких построек: деревянных домов, бань, сооружений каркасного строения часто применяют фундаменты мелкого заложения. Преимуществом таких конструкций является уменьшение сроков выполнения работ и затрат на материалы по сравнению с заглубленными опорами. Глубина подошвы таких несущих опор составляет 50-70 см, что значительно меньше по сравнению с заглубленными, для которых она в среднем 200 см (исключением могут быть скалистые грунты, для них уровень заложения ленточного фундамента совпадает с уровнем строительной площадки).

    Фактически убирается слабый слой почвы с органикой. Если грунт не соответствует требуемой несущей способности, его заменяют или упрочняют. При высоком УГВ устраивают дренаж вокруг несущего основания из гофрированных труб с перфорацией. В результате поры глины меньше насыщаются водой и пучение снижается.

    Вес верхних конструкций каркасного строения или бани намного ниже сил пучения. Одним из приёмов снижения деформации почвы является заложение утеплителей грунта на уровне подошвы, а также боковых поверхностей по всей высоте.

    1. Мелкозаглубленная лента.

    Современные технологии и материалы позволяют изготовить качественный ленточный фундамент малой глубины заложения не только для бани, но и для малоэтажных домов, возводимых методом каркасного строения, даже на пучинистых почвах.

    Мелкозаглубленный фундамент

    • Работы начинаются после полного оттаивания почвы и заканчиваются возведением коробки до наступления заморозков (консервация на зиму не рекомендуется).
    • Траншея выполняется под несущие стены и перегородки. На её дно засыпают песок, который тщательно трамбуют. Сверху него кладут геотекстиль и гидроизоляцию. Толщина такого дренажного слоя может быть до 30 см.
    • Используется качественный бетон марки М300 с армированием стальной арматурой диаметром не менее 12 мм по специальной схеме (в углах гнут Г-образно).
    • Для неотапливаемых зданий перед заливкой в траншею под подошву на дренажный слой укладывают листы экструдированного пенополистирола.
    • Готовую конструкцию покрывают гидроизоляцией, теплоизолируют боковые поверхности и грунт около подошвы по периметру.
    • Защита утеплителя от механических повреждений геотекстилем или дорнитом.
    • Засыпают песком, гравием, щебнем полости вокруг фундамента.
    • Устройство водонепроницаемой отмостки, имеющей большую ширину, чем у теплоизолятора, на 10 см.

    Данный способ позволяет исключить воздействие касательных и появление нормальных сил пучения на ленту. Другим плюсом является смещение точки росы в наружную сторону, что ликвидирует выпадение конденсата внутри подвала.

    2. Плитный.

    Достоинством этого типа фундамента является простота изготовления и высокая устойчивость. Конструктивно это монолитная железобетонная плита толщиной 20-35 см. Уровень её заложения – 50-60 см. Выровненный котлован засыпают песчано-гравийной смесью на глубину 20-30 см. Отливают бетонное основание, которое закрывают пароизоляцией, плитами экструдированного пенополистирола, полиэтиленовой плёнкой. Армирование выполняется стальной арматурной сеткой в два слоя с ячейками 150х150 мм. Заливку производят бетоном М300 за один приём. Предварительно размещают трубы коммуникаций. При укладке бетона его тщательно утрамбовывают электрическим вибратором по всей глубине и выравнивают по горизонту.